加筋水泥土多向錨樁在軟土深基坑中的應用

盧敏健 胡景娟

加筋水泥土多向錨樁支護結構是一種新型的支護方式，可代替傳統的內支撐，適用于砂土、黏性土、粉土、雜填土、黃土、淤泥以及淤泥質土等土層中。錨樁可分為垂直錨樁和斜錨樁，形成過程是利用旋噴鉆機按一定的角度(與水平夾角為20°左右)在土體中成孔，在成孔同時通過旋噴機向土體噴射水泥漿，用旋噴式攪拌法形成水泥土變徑體，并在成孔攪拌同時插入鋼絞線等錨筋制成水泥土錨樁。這種圍護結構具有很強的地層適應性，并不受支護深度的限制，突破了土釘墻應用的局限性，對自然環境無污染，如不產生施工噪聲、廢棄的泥漿和擠土效應等，不僅能降低圍護結構的造價，而且能縮短施工工期。

1 基坑工程概況

本工程位于無錫市金城路、清揚路，無錫市醫療中心內東南角，基坑開挖面積為20 400 m2，開挖深度為 12.0 m，基坑圍護工程開挖面積較大，開挖深度較深，施工影響范圍廣。本工程基地西、北兩面靠近醫院內部道路和待建場地，其中北側靠近已建建筑和道路，圍護邊線距離圍墻較近;東側靠近待建市政道路和高層住宅，南側靠近老住宅區。其中西北側圍護邊線距離圍墻較近，由于該側是醫院的主要通道，進出的外來人員較多，若基坑挖土施工引起道路開裂甚至坍塌等問題，則會造成極其不利的社會影響和經濟損失。

2 工程地質條件

根據擬建場地巖土工程勘察報告可知，擬建場地屬沖湖積平原，廣泛堆積了第四系松散沉積土體，第四系沉積土層土性主要是黏性土、粉土、粉細砂，總厚度達 100 m～190 m，擬建場地附近總厚度大于50 m。擬建場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態變化受控于大氣降水和地面蒸發等，地下水位豐水期較高，枯水期較低，穩定水位標高為黃海標高2.60 m～3.34 m，埋深一般為1.60 m。根據周圍環境及場地情況分析，場地周圍無污染源，因此地下水對混凝土無腐蝕性。因地下水埋深較淺，故地基土對混凝土亦無腐蝕性。

場地的工程地質條件及基坑圍護設計參數如表1所示。

表1 土層物理力學性質綜合成果表

3 基坑工程圍護設計

本基坑工程設計本著安全可靠、技術先進、經濟合理、方便施工的原則，綜合考慮本次基坑工程情況、周邊環境條件及基坑開挖施工順序，對各種圍護結構進行比較分析，考慮采用鉆孔灌注樁+止水帷幕法+三道斜錨樁，結合淺部放坡+土釘墻的圍護形式。

本工程基坑開挖深度12.0 m，上部4.4 m采用土釘墻支護，下部設計采用φ 800@1 100鉆孔灌注樁+三道斜向錨樁的圍護形式。

鉆孔灌注樁以上4.4 m，采用放坡+土釘墻的形式:放坡采用1∶0.5(65°)放坡，三道土釘@1 000，第一道土釘長度為10.0 m，第二道土釘長度為9.0 m，第三道土釘長度為8.0 m。

土釘鉆孔直徑為100，內置φ 20Ⅲ級鋼筋。下部鉆孔灌注樁有效長為16.1 m，第一道斜向錨樁 2φ 500@3 300，長度為15 m，內置三根鋼絞線，標高為-4.500 m，第二道斜向錨樁φ 500@1 100，長度為16 m，內置四根鋼絞線，標高為-7.500 m，第三道斜向錨樁φ 500@11 000，長度為14 m，內置四根鋼絞線，標高為-10.000 m。鋼筋混凝土圍檁中心標高為-4.700 m，截面為1 200×600，腰梁采用雙拼工字鋼與若干扁鐵焊接而成，工字鋼型號180×94。采用φ 850@600三軸水泥攪拌樁隔水，有效樁長為12.0 m，三軸水泥攪拌樁水泥摻量為20%。加筋水泥土多向錨樁支護結構設計采用專業計算軟件進行設計計算，計算結果見表2。

4 加筋水泥土錨樁施工工藝

加筋水泥土錨樁成孔采用專業鉆機，成孔直徑根據設計圖紙，錨筋施工應與開挖緊密配合，正式施工前應先開挖深度為1 m，寬度為4 m的錨樁溝槽工作面。

施工旋噴攪拌水泥土錨樁，其施工工序為:定位→成孔→錨筋制作、插入→圍檁放置→張拉、鎖定。采用一次性鉆頭上加攪拌葉片，直徑為 500 mm，水平傾角 15°，15°，15°，長度 14.0 m ～16.0 m。由鉆桿中空孔向內旋噴水泥漿液，水灰比(1～0.7)∶1，旋噴攪拌的壓力應為10 MPa～18 MPa，水泥用量為每立方米20%。通過上述鉆桿的中空通道，邊鉆進邊攪拌注漿，鉆進同時將兩根鋼絞線及三根錨頭結構件帶入設計深度。錨筋采用φ 15.2預應力鋼絞線制作，其強度標準值不低于1 720 MPa。

鋼絞線預留于樁外長度不小于700 mm，兩根鋼絞線要穿過圍檁的側面模板與其成90°角。將鋼絞線從圓孔中引出，筋體應放在樁體的中心，三軸攪拌樁、旋噴樁及壓頂梁強度達到70%后方可進行張拉鎖定，鎖定值為160 kN～200 kN。

表2 圍護結構剖面計算結果匯總表

施工注漿過程中如果出現斷漿現象，及時停鉆，解決施工問題后，重新進行注漿。注漿漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入漿液。注漿作業開始和中途停止較長時間，再作業時宜用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及注漿管口。除旋噴外孔口溢出漿液時，可停止注漿。漿體硬化后不能充滿錨固體時，應進行補漿。攪拌工藝在砂層中施工，容易出現塌孔，宜采用一次性鉆頭或旋噴攪拌等工藝來解決塌孔的問題。

5 結語

在軟土層中采用加筋水泥土多向錨樁作基坑支護結構，省去了內支撐，加快了施工工期，使地下施工更為方便，同時通過高壓旋噴攪拌形成的大直徑水泥土錨樁體，解決了開孔噴砂漏水及塌孔問題，加固效果是一般斜錨樁和土釘無法達到的。本工程所采用的支護方式對類似的工程有很好的借鑒意義。

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