闡述混凝土灌注樁支護(hù)施工及深基坑支護(hù)的應(yīng)用

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，深基坑采用混凝土灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿為主的支護(hù)方案，根據(jù)不同的部位和實(shí)際條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了支護(hù)工程的動(dòng)態(tài)管理，可有效解決深基坑支護(hù)難點(diǎn)。基坑水平變形監(jiān)測(cè)和管井降水的沉降觀察證明此方案可滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：深基坑；支護(hù)施工； 灌注樁；應(yīng)用

前言

正常用的深基坑支護(hù)種類較多，這些深基坑支護(hù)可以分為水泥檔土墻式、排樁及板墻式、邊坡穩(wěn)定式、逆作拱墻式等幾種。排樁與板墻式還包括了排樁式、板樁式、板墻式、組合式等幾種。本文要介紹的混凝土灌注樁就屬于其中的排樁式支護(hù)。應(yīng)該指出的是，選擇何種深基坑支護(hù)方式主要取決于周邊環(huán)境要求、工程預(yù)算、開挖深度、基礎(chǔ)施工方式等客觀因素。

一、混凝土灌注樁支護(hù)設(shè)計(jì)

（一）計(jì)算理論的選擇

無論是朗肯還是庫倫，他們的理論探究的都是在極限平衡狀態(tài)之下來自周圍土層的施加在擋土系統(tǒng)上的壓力。朗肯與庫倫的不同之處在于朗肯是不論主動(dòng)壓力與被動(dòng)壓力，都從點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算壓力強(qiáng)度再求出總土壓力，即傳統(tǒng)意義上的極限應(yīng)力法；庫倫則將周圍的土層視做一個(gè)楔體，整體考慮其靜力平衡直接求得總土壓力。這兩種理論的缺陷是庫化理論的計(jì)算結(jié)果是一條直線，而實(shí)際的壓力是一條波浪曲線；朗肯的理論建立在假定的基礎(chǔ)之上，假定墻背與填土之間沒有壓力，但是實(shí)際上這種摩擦力是存在著的。從客觀上來說，這兩種壓力都不可能百分之百吻合每一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，但是這兩種方法都有其科學(xué)性，實(shí)際的壓力曲線總是圍繞著這兩道壓力線而變化的。對(duì)于板樁與連續(xù)墻等支護(hù)方式，上述兩種方法較為實(shí)用，然而對(duì)于混凝土灌注樁而言，上述兩種方法也可以使用，但是不如布路姆（Blum）的傳統(tǒng)土壓力理論來得更為切合實(shí)際。

（二）計(jì)算原理

布路姆的理論模式為土壓力的三角形理論，這種三角形與混凝土灌注樁所承受的來自土體的主動(dòng)壓力與被動(dòng)壓力形成的剪力形狀較為一致，以入土深度求得靜力平衡值，由有效嵌深求出支點(diǎn)錨固力來決定錨桿的工藝，由剪力為零求得最大彎矩點(diǎn)的深度就可以在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)位配以土層錨桿與橫撐。

比如：懸臂樁由于不需要錨拉，所以其樁體的下部的入土深度決定了其上部的可懸臂的長(zhǎng)度，如果其下部入土較淺而上部過長(zhǎng)，則不能單純使用懸臂的方法。在使用懸臂樁時(shí)

就必須用布路姆理論計(jì)算灌注樁的最大彎矩力，以決定其灌注樁的直徑、入土深度、配筋率、混凝土的強(qiáng)度等參數(shù)。

二、深基坑支護(hù)中混凝土灌注樁支護(hù)施工

目前的混凝土灌注樁的施工工藝通常為采用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)的過程中用泥漿護(hù)壁，成孔以后下入鋼筋籠，水下灌注混凝土。另一種施工工藝為鉆孔壓漿灌注樁采用長(zhǎng)臂螺旋鉆機(jī)鉆孔，高壓灌漿并借助水泥漿壓力將鉆桿慢慢提起，在灌注滿混凝土的孔中用專用的振動(dòng)器將鋼筋籠沉至樁底。

旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)混凝土灌注樁的施工要點(diǎn)如下：

（一）施工工藝

1.施工前的準(zhǔn)備工作

施工前必須對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，這是所有的基礎(chǔ)施工的統(tǒng)一要求。平整以后，要在非成孔的區(qū)域設(shè)置排水溝，以保持施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔。在施工現(xiàn)場(chǎng)附近的合適位置挖設(shè)泥漿池或者安放預(yù)制好的泥漿池，并開始制備泥漿。同時(shí)，鉆機(jī)可以進(jìn)行試樁成孔，測(cè)量放線工作也可以同時(shí)進(jìn)行，對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)與軸線位置進(jìn)行標(biāo)定，放線定出樁位點(diǎn)，并在樁點(diǎn)釘入醒目的標(biāo)志桿。等待監(jiān)理對(duì)定位進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)進(jìn)行施工的安排與組織工作。

2.鉆孔施工

樁機(jī)就定位，安裝樁架及保護(hù)架等輔助設(shè)施，連接水泵等設(shè)備，在樁點(diǎn)位處清挖，布置孔口護(hù)筒以保護(hù)、定位孔口、防止泥漿外溢。然后就可以進(jìn)行鉆進(jìn)成孔。鉆進(jìn)時(shí)必須在鉆孔中不停地注入泥漿，并使泥漿的液面保持在高于地下水的水位1米的位置處，泥漿的作用就是散發(fā)鉆頭熱量、降低鉆進(jìn)阻力、潤(rùn)滑鉆頭、攜帶鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的污物泥渣、保護(hù)孔壁。泥漿的作用可以說是必不可少的。

3.灌注混凝土樁

確認(rèn)清孔完畢以后，由監(jiān)理與質(zhì)檢人員進(jìn)行復(fù)核簽字，然后進(jìn)入灌注混凝土樁的工序。清孔與灌樁的過程必須連續(xù)，中間最好不要停留過長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)榍逅煌谀酀{，時(shí)間過長(zhǎng)必然會(huì)造成孔壁的坍塌，所以必須馬上向孔內(nèi)吊入預(yù)制的鋼筋籠。鋼筋籠的吊裝方法可以采用十字固定法或米字固定法起吊。在鋼筋籠入孔的過程中要求鋼筋籠必面保持直立狀態(tài)，杜絕鋼筋籠與孔壁的刮、碰。鋼筋籠入孔以后，保持吊裝姿勢(shì)不動(dòng)，迅速進(jìn)行水下混凝土的澆注。混凝土澆注之前必須提前做好準(zhǔn)備，一次性澆筑完成，一定要杜絕澆筑過程的中斷，否則易在中斷處形成斷樁。

（二）混凝土灌注樁常見問題及預(yù)防辦法

1.坍孔

（1）產(chǎn)生原因：護(hù)筒埋置太淺，或未及時(shí)向孔內(nèi)加泥漿，且孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位，或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水降低了靜水壓力，或泥漿稠度不夠。在流砂、軟淤泥、破碎地層松散砂層中鉆進(jìn)，進(jìn)尺太快或停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速太快。

（2）防治措施：護(hù)筒周圍用粘土填封緊密；鉆進(jìn)中及時(shí)添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位：用粘土泥漿投入，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。

2.流砂

（1）產(chǎn)生原因：孔外水壓比孔內(nèi)壁松散，使大量流砂涌塞樁底。遇粉砂層，泥漿密度不夠，孔壁未形成泥皮。

（2）防治措施：使孔內(nèi)水壓高于孔外水位0.5m以上，適當(dāng)加大泥漿密度。

三、混凝土灌注樁支護(hù)施工的要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施

（一）重視地質(zhì)勘察工作。施工單位要認(rèn)真閱讀工程的地質(zhì)勘察報(bào)告，了解基坑開挖所在地的地形、地貌和地質(zhì)特點(diǎn)，分析可能導(dǎo)致邊坡土體滑坡的各種因素。

（二）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案組織施工。工程施工前，有關(guān)人員應(yīng)熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙及周圍環(huán)境，降水系統(tǒng)應(yīng)確保正常工作，必須的施工設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（三）核驗(yàn)水準(zhǔn)點(diǎn)及坐標(biāo)控制點(diǎn)的正確性和保護(hù)措施。審查樁孔坐標(biāo)及標(biāo)高施工放線是否正確。

（四）堅(jiān)持見證取樣制度，對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料嚴(yán)格把關(guān)。施工單位進(jìn)場(chǎng)的水泥、鋼筋、鋼鉸線、砂子、石子、摻加劑等必須按規(guī)定報(bào)驗(yàn)。

（五）做好隱蔽工程驗(yàn)收。施工過程中，應(yīng)對(duì)錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長(zhǎng)度，注漿配比、壓力及注漿量，噴錨墻面厚度及強(qiáng)度錨桿應(yīng)力等進(jìn)行檢查和記錄，并及時(shí)向監(jiān)理單位報(bào)驗(yàn)。

（六）基坑支護(hù)單位要與挖土單位緊密配合，堅(jiān)持分層分段開挖與支護(hù)的原則。基坑開挖過程中，應(yīng)采取措施防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁或撓動(dòng)基底原狀土。發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止挖土。

（七）基坑開挖完成后，及早開始地下結(jié)構(gòu)工程的施工，嚴(yán)禁基坑長(zhǎng)時(shí)間暴露。基坑回填前，支護(hù)層不能破壞，特別是坡腳部分。

（八）護(hù)筒的中心點(diǎn)要盡量保持與放線的樁位的中心點(diǎn)一致，最大的可允許偏差為50mm，且其埋深必須大于1m。循環(huán)的泥漿的比須在1.1至1.2之間。鉆孔的底部沉渣必須控制在小于等于150mm以內(nèi)。為了避免斷樁現(xiàn)象，水下砼灌注不得中途間斷。

四、結(jié)語

深基坑的灌注樁支護(hù)形式，不僅可以起到支護(hù)的作用，而且還可以與高壓旋噴樁一起配合達(dá)到止水帷幕止水的效果。混凝土灌注樁的側(cè)向剛度極好，其在深基坑支護(hù)工程中具有既能保證相鄰建筑物安全，又能保證工期以及降低工程造價(jià)，因此而成為時(shí)下深基坑支護(hù)工程的首選。

參考文獻(xiàn)

[1] 封驥. 建筑工程中深基坑支護(hù)技術(shù)的施工關(guān)鍵性問題研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊）. 2009（11）

[2] 高險(xiǎn)峰. 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工機(jī)具和工藝的選擇[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2009（12）

[3]劉松玉. 土力學(xué)（第3版高校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃推薦教材）. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 2010年10月