水泥攪拌鋼管樁與土釘錨桿墻組合支護(hù)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

■林啟猛 ■身份證號(hào)碼:440524197011110611

隨著城市的發(fā)展，由于土地和交通資源制約，新建的建筑物基本都有向地下空間發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)置1 至2 層地下室非常普遍。而作為基坑支護(hù)的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，一般采用因地制宜的方針，對(duì)基坑支護(hù)采取多種形式聯(lián)合使用，盡量節(jié)約工程總投資。

1 工程概況

某工程設(shè)有地下室二層，地下室板面相對(duì)標(biāo)高-9.2m，基坑開挖深度9.95m，基坑安全等級(jí)為二級(jí)。地質(zhì)情況為:①素填土，②粉質(zhì)粘土，③粗砂，④砂質(zhì)粘土。基坑底部土質(zhì)為粉質(zhì)粘土。基坑支護(hù)的剖面圖和水泥攪拌鋼管樁的平面如下:

基坑支護(hù)剖面圖

水泥攪拌鋼管樁平面圖

2 工程特點(diǎn)

(1)垂直支護(hù)面，設(shè)置水泥攪拌鋼管樁+土釘墻支護(hù)，施工工藝復(fù)雜。

(2)垂直支護(hù)面支護(hù)高度比較大，支護(hù)高度達(dá)到7.0m。

3 施工技術(shù)措施

3.1 施工流程

水泥攪拌樁施工→鋼管樁施工→土釘錨桿和噴射砼墻施工。

3.2 水泥攪拌樁施工

(1)一般要求:水泥土攪拌樁采用2 噴4 攪噴漿法，水泥摻入比15%且不小于75kg;水灰比為0.55;28 天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值為1.0MPa。

(2)施工工藝:定位對(duì)中→預(yù)攪下沉→制備固化劑漿液→噴漿攪拌提升→重復(fù)攪拌→移位。

①定位對(duì)中:移動(dòng)攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位對(duì)中。同時(shí)用吊線錘測(cè)量鉆管的正面和側(cè)面，使其在懸垂?fàn)顟B(tài)下就位開鉆。

②預(yù)攪下沉:啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架邊攪拌邊下沉，下沉開始時(shí)開啟灰漿泵，待漿液到達(dá)噴漿口，再下沉攪拌機(jī)，使?jié){液和土體充分拌和至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。

③制備固化劑漿液:攪拌機(jī)預(yù)攪下沉同時(shí)，后臺(tái)拌制固化劑漿液，壓漿前漿液經(jīng)篩網(wǎng)過濾后倒入集料斗中使用。

④噴漿攪拌提升:攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后。繼續(xù)開啟灰漿泵，待漿液到達(dá)噴漿口，再按設(shè)計(jì)確定的提升速度邊噴漿邊提升攪拌機(jī)，使?jié){液和土體充分拌和至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。

⑤重復(fù)攪拌:攪拌機(jī)噴漿提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，為使軟土和漿液攪拌均勻，攪拌機(jī)重復(fù)下沉至設(shè)計(jì)要求深度，關(guān)閉灰漿泵，再將攪拌機(jī)提升出地面，這時(shí)集料斗中的漿液應(yīng)正好排空。

⑥移位:重復(fù)上述五個(gè)步驟進(jìn)行下一根樁的施工。關(guān)閉電機(jī)，移位至新的加固點(diǎn)。

3.3 鋼管樁施工

3.3.1 施工工藝

施工工序?yàn)?定孔位→鉆機(jī)就位、復(fù)核樁位→鉆孔→清孔→灌注純水泥漿→下鋼管→二次補(bǔ)灌→下一孔施工。

(1)按設(shè)計(jì)圖紙定好樁位，并將鉆機(jī)就位、復(fù)核樁位，調(diào)整鉆機(jī)垂直度。

(2)鋼管樁鉆孔施工時(shí)用φ150mm 鉆具鉆進(jìn)，一鉆到底，即鉆到要求的深度為止。

(3)鉆孔施工到設(shè)計(jì)深度后，用干凈的泥漿沖孔，把孔內(nèi)粗顆粒的鉆渣清干凈后方可注漿。

(4)在注漿前，在樁成孔中放入φ33 鍍鋅管沖孔，鍍鋅管應(yīng)下至距孔底0.2～0.3m 處。用大泵量清水沖孔，沖孔時(shí)間約30min，當(dāng)成孔口返出清水后，下入壓漿塞，由下而上加壓清洗成孔。

(5)在沖孔的同時(shí)攪拌灌漿用的水泥漿，水泥漿水灰比0.55。水泥漿須攪拌均勻，并有足夠的拌和時(shí)間。

(6)鉆孔沖干凈后，立即下入φ33 鍍鋅管灌漿。灌漿管下至距孔底0.2～0.3m 處，灌漿泵量90～120L/min，當(dāng)樁成孔充滿水泥漿后，下入壓漿塞，由下而上進(jìn)行壓漿。壓漿塞提升速度為1.0m/min，漿壓保持＞0.2MPa，使?jié){液從出漿孔排出，均勻充填滿鋼管內(nèi)外的間隙。拔出壓漿塞后應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灌，使水泥漿充滿孔口。

(7)φ114 鋼管采用A3 無縫鋼管，壁厚4mm。鋼管在加工場(chǎng)鉆好出漿孔后備用，鋼管出漿孔設(shè)置長度約為鋼管總長的1/3。

(8)φ114 鋼管需分段下入孔內(nèi)，并在孔口連接。下入孔內(nèi)的鋼管用夾板固定焊牢。鋼管長度應(yīng)按孔深配好，并保證鋼管下到孔底。

(9)為了使鋼管居于鉆孔中間，并保證鋼管的垂直度，避免鋼管外壁緊貼鉆孔壁，用長100mm 的φ8 鋼筋4 條按2.5m 間距梅花狀錯(cuò)開均勻貼焊于鋼管外壁。

(10)進(jìn)行二次補(bǔ)漿，將水泥漿收縮部分填滿。

3.4 土釘錨桿施工

(1)一般要求:①土釘采用HRB400 鋼筋，鉆孔直徑為110mm。②土釘采用M25 水泥漿二次注漿，一次灌漿壓力0.8MPa，二次灌漿壓力3MPa。二次灌漿在一次灌漿初凝后終凝前封堵孔口加壓進(jìn)行。

(2)工藝流程:設(shè)置坡頂排水溝→按設(shè)計(jì)開挖至第一排錨桿以下0.5m，施工錨桿→綁扎鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土→待第一排錨桿的錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，再開挖土方至第二排錨桿以下0.5m，施工第二排錨桿→以此類推進(jìn)行施工其它錨桿至基坑底→施工基坑底排水溝。

(3)操作工藝:①土方開挖:按設(shè)計(jì)要求自上而下分段分層進(jìn)行開挖，分層開挖高度為每道土釘層下0.5m 處。②鉆孔:鉆孔前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定孔位，做出標(biāo)記和編號(hào)。鉆孔機(jī)就位后，應(yīng)保持平穩(wěn)，導(dǎo)桿和鉆機(jī)立軸與鋼筋土釘傾角一致，并在同一軸線上。鉆孔過程一旦發(fā)現(xiàn)局部滲水，塌孔或塌方等，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行加固處理，待不滲漏后才可繼續(xù)施工。

鉆孔完畢后，應(yīng)進(jìn)行清孔檢查，用清水把孔底沉渣沖洗干凈直至孔口返出清水為止。

(3)注漿:①注漿泵的規(guī)格、壓力和輸漿量應(yīng)滿足施工要求。②漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，并在初凝前用完。③注漿導(dǎo)管底端應(yīng)插至距孔底0.2～0.3m 處。在注漿同時(shí)將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出，導(dǎo)管的出漿口應(yīng)始終處在孔中漿體表面以下，保證孔中氣體能全部逸出。④對(duì)于水平鉆孔，應(yīng)用口部壓力注漿或分段壓力注漿，此時(shí)需配排氣管并與鋼筋土釘綁牢，在注漿前與鋼筋同時(shí)送入孔中。⑤壓力注漿時(shí)應(yīng)在鉆孔口部設(shè)置止?jié){塞或止?jié){袋和排氣管。⑥注漿用水泥漿宜加入適量的外加劑，注漿開始或中途停止超過30min 應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑泵及管路。⑦在注漿體終凝、有一定強(qiáng)度后，方可焊接鎖定筋。

3.5 墻面噴射砼施工

噴射砼主要使用于坡面噴砼及攪拌樁樁間噴砼，采用100 厚C20混凝土噴層+內(nèi)掛Ф8.0@200 ×200mm 鋼筋網(wǎng)。

(1)一般要求:濕噴射混凝土材料的水泥與砂石之重量比為1:4.0，水灰比為0.5，砂率為60%，其坍落度為12cm;水泥用量為400kg/m3。

(2)操作工藝:①鋼筋網(wǎng)鋪設(shè):a.鋼筋網(wǎng)宜在噴射底層混凝土后鋪設(shè)，鋼筋與壁面的間隙，不宜小于20mm。b.鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿聯(lián)結(jié)牢固，噴射時(shí)，鋼筋不得晃動(dòng)。c.鋼筋的連接可焊接或綁扎，鋼筋網(wǎng)格允許誤差為±20mm。②噴射混凝土:a.噴射混凝土作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，分兩次施工，土釘墻噴射砼厚度100mm，分兩次施工，第一次噴射砼40mm，第二次待土釘掛網(wǎng)施工完成后再噴射砼60mm。b.噴射時(shí)，噴頭與噴面應(yīng)垂直，距離約為0.6m，射流方向垂直指向噴射面。但在鋼筋部位，應(yīng)先噴填鋼筋后方，然后再噴填鋼筋前方;在土釘部位，應(yīng)先噴土釘下方，再噴土釘上方，防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。c.噴射混凝土終凝2 小時(shí)后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù);養(yǎng)護(hù)時(shí)間。d.噴射混凝土的其它要求可參照《基坑土釘墻支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96:97)和《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086 -2001)的規(guī)定。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 水泥攪拌樁

(1)攪拌機(jī)應(yīng)基本垂直于地面，要注意平整度和導(dǎo)向架垂直度。

(2)攪拌葉下沉到一定深度后，即開始按設(shè)計(jì)配合比拌制水泥漿。水泥漿要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比配置，不能離析。

(3)壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管不能發(fā)生堵塞。

(4)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)確定數(shù)據(jù)，控制噴漿、攪拌和提升速度。

(5)控制重復(fù)攪拌時(shí)的下沉和提升速度，以保證加固范圍每一深度內(nèi)得到充分?jǐn)嚢琛?/p>

(6)在成樁過程中，凡是由于電壓過低或其他原因造成停機(jī)，使成樁工藝中斷的，在攪拌機(jī)重新啟動(dòng)后，應(yīng)將攪拌葉下沉半米再繼續(xù)成樁，防止產(chǎn)生斷樁。

(7)搭接施工的相鄰樁的施工間歇時(shí)間應(yīng)不超出24 小時(shí)。

(8)噴漿口到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，宜停止提升，攪拌數(shù)秒，保證樁頭均勻密實(shí)。

4.2 鋼管樁

(1)鉆孔施工前必須對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，確定準(zhǔn)確無誤后方可開鉆。

(2)鉆孔垂直度的控制。開鉆前先用地質(zhì)羅盤和水平尺測(cè)量、調(diào)整機(jī)架的垂直度，確保機(jī)架垂直后方可開鉆，鉆進(jìn)時(shí)采用導(dǎo)向性良好的長鉆具施工，鉆桿在地面進(jìn)行連接檢查，確保平直、無彎曲，鉆進(jìn)過程中每一回次需檢測(cè)校正一次垂直度;需下套管時(shí)，套管下完后應(yīng)立即復(fù)核垂直度，如發(fā)現(xiàn)傾斜應(yīng)及時(shí)糾正方可繼續(xù)施工。

(3)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，必須先用干凈的泥漿沖干凈孔內(nèi)粗顆粒鉆渣，方可注漿。

(4)鋼管焊接須嚴(yán)格檢查，即注意鋼管連接平直、牢固。

(5)沖孔時(shí)嚴(yán)格控制好壓力和泵量，沖孔必須徹底、干凈。

(6)灌漿的漿液按水灰比摻料，攪拌均勻。

(7)灌漿時(shí)，嚴(yán)格控制好漿壓、漿量，壓漿時(shí)控制好壓漿塞提升速度，確保水泥漿均勻充填滿鋼管內(nèi)外的間隙。

4.3 土釘錨桿

(1)土釘沿長度方向每隔2m 設(shè)置一個(gè)定位支架，以確保保護(hù)層不小于25mm。

(2)在注漿體終凝、有一定強(qiáng)度后，方可焊接鎖定筋。

4.4 墻面噴射砼

(1)坡面鋼筋網(wǎng)搭接長度不應(yīng)小于35d，加強(qiáng)筋搭接應(yīng)采用焊接，單面焊時(shí)焊縫10d，土釘必須與加強(qiáng)筋焊接牢固。

(2)土釘墻自上而下分層施工，并及時(shí)進(jìn)行噴錨網(wǎng)施工，待面層混凝土和水泥注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，方可進(jìn)行下一層開挖。每次開挖面在土釘以下0.5m 處，不得超挖。

5 安全保證措施

(1)各種特種作業(yè)人員必須持有效證件上崗，遵守安全技術(shù)操作規(guī)程。

(2)各種鉆機(jī)的傳動(dòng)部分，工作裝置、防護(hù)裝置等均應(yīng)牢固可靠，操作靈活。齒輪、皮帶輪等部位，應(yīng)設(shè)防護(hù)罩及防護(hù)裝置。

(3)各種鉆機(jī)必須安裝避雷針裝置。并與接地體可靠連接。

(4)施工工作面不夠?qū)挄r(shí)，應(yīng)用鋼管和構(gòu)件搭設(shè)工作平臺(tái)，確保鉆機(jī)施工時(shí)平穩(wěn)、安全。

6 結(jié)束語

通過上述施工技術(shù)措施，保證了基坑支護(hù)施工的質(zhì)量和安全。為建筑物地下室施工創(chuàng)造有利條件。目前，本工程的地下室已經(jīng)施工完畢。在地下室結(jié)構(gòu)施工過程中，基坑經(jīng)監(jiān)測(cè)，基坑壁無出現(xiàn)開裂及滲水現(xiàn)象，基坑頂?shù)乃健⒋怪蔽灰萍暗叵滤坏淖兓显O(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范的要求。