布袋注漿法+深基坑SMW工法樁支護(hù)技術(shù)在軟土地基工程中的應(yīng)用

許 超 李胤淵

（安徽電力工程監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230071）

0 引言

隨著城市化的不斷推進(jìn)和施工技術(shù)的不斷革新，國內(nèi)建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，并不斷向更高、更深的方向發(fā)展。其中，地基處理與深基坑支護(hù)施工作為基礎(chǔ)施工的重要內(nèi)容，在整個建筑工程施工中起到非常重要的作用[1]。為保障建筑工程的施工安全和施工質(zhì)量，需要對地基處理與深基坑支護(hù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。由于軟土地基具有高含水量、低透水性的特點(diǎn)，在軟土地基中進(jìn)行深基坑支護(hù)時很容易因為基坑透水性能不佳，而無法進(jìn)行有效排水，導(dǎo)致基坑內(nèi)含水量過高，無法滿足實(shí)際施工的要求。

在實(shí)際施工的過程中，隨著時間的推移，地基會發(fā)生沉降，但由于軟土的組成成分復(fù)雜，每種顆粒成分的性質(zhì)不同、特點(diǎn)不同，且軟土的非均質(zhì)性較強(qiáng)，因此在軟土地基中進(jìn)行深基坑工程建設(shè)時，每種顆粒的沉降速度會產(chǎn)生差異，出現(xiàn)沉降不均勻現(xiàn)象[2]。基坑工程施工過程中，往往都會受到不同因素的影響，因此在進(jìn)行基坑工程施工時，要綜合考慮各種因素，合理進(jìn)行地基處理和基坑支護(hù)，保障基坑工程的施工質(zhì)量。本文結(jié)合某地區(qū)變電站軟土地基處理及深基坑支護(hù)工程，就布袋注漿法+深基坑SMW 工法樁在軟土地基工程中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 布袋注漿法處理與深基坑SMW 工法樁技術(shù)簡介

1.1 軟土地基布袋注漿法效用與原理

1.1.1 布袋注漿法效用

軟土地基的處理方法有很多，常見的處理方法包括換填墊層法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法等，但各種處理方法的適用范圍和處理效果存在較大差異。為了有效避免處理后的軟土地基出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，可以采用布袋注漿法。

布袋注漿法在解決軟土地基高含水量、低透水性問題時具有明顯的優(yōu)勢。可將土工袋布置在選定的施工位置，用大動力攪拌機(jī)將水泥混合攪拌，隨后立即將水泥在壓力泵的作用下注入到土工袋中。由于地層之間存在著硬度的差別，注入水泥的土工布袋會隨著不同地層的硬度產(chǎn)生不同程度的膨脹，從而使軟土沉降受力不均的問題得到改善。

1.1.2 布袋注漿法原理

在壓力的作用下，土工袋內(nèi)的漿液會受到擠壓，從而使多余的水分排出，使?jié){液加快凝固，進(jìn)而使樁體更加牢固[3]。

黨內(nèi)法規(guī)是規(guī)范黨內(nèi)行為主體的行為規(guī)范體系，健全黨內(nèi)法規(guī)體系是推動全面從嚴(yán)治黨向縱深發(fā)展的根本保障，習(xí)近平總書記指出，“各級黨組織要把嚴(yán)守紀(jì)律、嚴(yán)明規(guī)矩放到重要位置來抓，努力在全黨營造守紀(jì)律、講規(guī)矩的氛圍”[7]P156。健全的法規(guī)制度體系是保證政黨組織健康發(fā)展的必備要件，制度建設(shè)是全面從嚴(yán)治黨的根本抓手和治本之策，要健全和完善黨內(nèi)法規(guī)制度體系，培育黨內(nèi)制度文化、優(yōu)化制度環(huán)境，向制度建設(shè)要長效。

當(dāng)土工袋里的漿液壓力比被動土的壓力大時，就會形成壓力差，使得袋內(nèi)漿液膨脹，進(jìn)而對被動土進(jìn)行擠壓，使土體形狀擠壓成更有利于外部承重的圓柱狀或者連續(xù)的串型葫蘆狀。當(dāng)土工袋本身內(nèi)部漿液壓力較小時，此時外部土地緊緊地壓住整個土工袋，形成一個承重整體，進(jìn)而達(dá)到加固的作用，防止地基變形。

1.2 深基坑SMW工法樁

SMW 工法樁具有施工時基本無噪音，對周圍環(huán)境影響小，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于黏土和粉細(xì)砂為主的軟弱地層。此法主要考慮兩個方面：排樁種類以及內(nèi)支撐形式。選擇排樁時，需要考慮多方面的因素并將排樁按照要求布置成相應(yīng)的形狀。由于SMW 工法樁具有良好的擋土性和止水性，且有利于材料的回收和循環(huán)再利用，因此將其作為排樁的首選類型。支撐形式也需綜合考慮多方面因素，在綜合土方開挖速度后，選取支撐形式為鋼板支撐。用混凝土支撐具有良好的支撐效果，并且對維護(hù)結(jié)構(gòu)的變形有著良好的預(yù)防功能[4]。

2 布袋注漿法+深基坑SMW工法樁的施工

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 合理設(shè)計施工方案

判定排樁與所選定土層之間的極值摩擦力，結(jié)合工程地質(zhì)報告里的參數(shù)對平均極限摩擦值進(jìn)行確定，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計做準(zhǔn)備。在施工之前需綜合考慮所選地點(diǎn)的施工條件、變電站基坑施工特點(diǎn)、施工人員的技術(shù)水平、工程規(guī)模的大小以及基坑設(shè)計參數(shù)確定支護(hù)形式，制定合理的施工方案。并且在同樣的施工條件和地質(zhì)條件下采用一組傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行施工對比。

2.1.2 創(chuàng)建良好施工條件

在基坑開挖后，要配置專門的管理人員對基坑周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測勘察，施工單位及時根據(jù)基坑的綜合條件進(jìn)行及時調(diào)整。另外還需要在圍護(hù)體的外側(cè)設(shè)置基坑排水通道，避免因雨水、流水、地下水等侵蝕而嚴(yán)重影響基坑工程施工的情況出現(xiàn)。搭建基坑邊坡防滲墻如圖1 所示。應(yīng)設(shè)置一些防水帷幕或者排水井，或者準(zhǔn)備一些抽水泵，確保深基坑內(nèi)部的水分及時排除。

圖1 基坑邊坡防滲墻示意圖

2.1.3 建立健全管理機(jī)制

2.2 布袋注漿法施工

在基坑溝施工完畢后開始進(jìn)行土工袋的準(zhǔn)備，將土工袋按照需要分散放置在基坑內(nèi)部，同時進(jìn)行設(shè)備檢查。攪拌設(shè)備與噴漿的速度達(dá)標(biāo)以后，要搭建一個漿液輸入管道，保證攪拌機(jī)內(nèi)水泥漿液可以及時輸送到土工袋內(nèi)。在運(yùn)輸過程中要及時觀察管道輸送情況，具體表現(xiàn)為觀察土工袋的膨脹程度，若發(fā)生堵塞則應(yīng)立即做出相應(yīng)處理保證施工的進(jìn)度以及人員的安全。發(fā)生管道堵塞時建議做法，輸入一段時間的漿液，隨即將管道向上提拉，起拔導(dǎo)管，使管道彎曲產(chǎn)生空氣間隙，進(jìn)而在壓強(qiáng)和重力的作用下順利輸送[5]。

2.3 SMW工法樁施工

將排樁對應(yīng)安置在基坑里，并在SMW 工法樁的外部圍上防滲帷幕，確保防滲效果，保證變電站的安全運(yùn)行。SMW工法樁施工如圖2所示。

圖2 SMW工法樁施工示意圖

工法樁安裝排布結(jié)束后，使用攪拌機(jī)將混凝土注入到工法樁的內(nèi)部對其進(jìn)行支撐。由于不同位置土層厚度不同，所承載的荷載程度不同，所以應(yīng)對不同區(qū)域的土體進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)取值，進(jìn)而輔助支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)域劃分，以便更好地保障施工質(zhì)量[6]。

3 布袋注漿法+深基坑SMW 工法樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果

以某地區(qū)變電站軟土地基處理及深基坑支護(hù)工程為例，分別采用布袋注漿法+SMW 工法樁支護(hù)與傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)，對施工區(qū)域沉降程度進(jìn)行擬合曲線分析，進(jìn)而評價對比兩種支護(hù)方法的效果。

施工區(qū)沉降分為沉降快速下降階段和沉降趨于穩(wěn)定階段，沉降快速下降階段的擬合曲線方程為：

式中：x——天數(shù)，d；

y——沉降量，mm；

Dn——常數(shù)，n=0，1，2，3……。

沉降趨于穩(wěn)定階段的擬合曲線方程為：

式中：AD、BD、CD——均為常數(shù)。

根據(jù)地基沉降的影響范圍曲線關(guān)系式（3），并結(jié)合式（1）和式（2）對沉降程度進(jìn)行綜合分析，以便后續(xù)對邊坡位移實(shí)施監(jiān)測。

式中：x——距堆載區(qū)中心線的水平為位置；

y——沉降增量；

a、b——均為常數(shù)。

結(jié)合式（1）和式（2），根據(jù)沉降程度進(jìn)行基坑邊坡位置定位，確定基坑初始測量控制點(diǎn)，對邊坡水平位移實(shí)施監(jiān)測。

通過對基坑邊坡水平位移持續(xù)實(shí)施監(jiān)測記錄，得到2 種支護(hù)方法施工后基坑邊坡水平位移結(jié)果，如表1所示。

表1 基坑邊坡水平位移對比分析

由表1 數(shù)據(jù)可以明顯看出，采用布袋注漿法+SMW工法樁支護(hù)方法與傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)方法在實(shí)際應(yīng)用過程中，均出現(xiàn)了基坑邊坡發(fā)生位移的情況。剛開始時，2 種支護(hù)方法的基坑邊坡水平位移差距不大，但是隨著時間的推移，傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)的基坑邊坡水平位移逐漸加大，而采用布袋注漿法+SMW 工法樁支護(hù)的基坑邊坡水平位移變化較小。并且在第4 個月時，可以直觀地看出采用布袋注漿法+SMW 工法樁支護(hù)方法的基坑邊坡水平位移比傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)的基坑邊坡水平位移明顯要小很多。這表明布袋注漿法+SMW 工法樁支護(hù)的深基坑支護(hù)效果要好于傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)方法。

布袋注漿法+SMW 工法樁支護(hù)方法符合后續(xù)建設(shè)施工的標(biāo)準(zhǔn)，且支護(hù)效果極佳，在竣工4月后僅僅水平位移了1.51mm，滿足邊坡水平位移不能超過6.0mm的施工要求。由此說明針對該變電站軟土地基采用布袋注漿法+SMW工法樁支護(hù)優(yōu)于傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)方法。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對傳統(tǒng)地下連續(xù)墻支護(hù)深基坑時基坑邊坡水平向容易出現(xiàn)較大位移影響支護(hù)穩(wěn)定性和安全性的情況，展開了軟土地基中采用布袋法注漿處理與深基坑SMW 工法樁支護(hù)方法研究。研究表明，采用布袋法注漿處理與深基坑SMW 工法樁支護(hù)，使變電站軟土地基深基坑工程中支護(hù)位移的問題得到了很好的改善，豐富了軟土地基深基坑支護(hù)體系，為軟土地基深基坑支護(hù)提供了新思路，為后續(xù)研究提供了參考。