H型鋼水泥土攪拌樁在基坑支護工程中的應用探究

許豐富

福建省瀧澄建設集團有限公司，福建 漳州 363100

0 引言

當前，地下空間得到深入開發，為基坑支護技術的發展與應用創造了更好條件。依托在基坑支護工程中引入H 型鋼水泥土攪拌樁，能夠實現加勁復合樁體結構的構成，促使基坑支護工程的施工質量提升。此時，主要發揮出了H 型鋼剛度較大、水泥土攪拌樁抗滲性強的優勢，實現了基坑整體抗傾覆能力的增強。

1 項目概述

龍海領秀錦地工程位于漳州龍海市榜山鎮柯坑社，平寧路與紫云路交叉口東南側，由7 棟25～27 層的住宅樓，1～2 層商業裙房，設一層地下室，擬采用樁基礎。本工程現狀整平后場地不高于4.50m、5.00m 和5.60m（黃海高程），基坑開挖計算深度為至承臺墊層底高程-1.20m 和筏板墊層底調和-1.40m（黃海高程），基坑邊線周長約526m，基坑面積約17078m2，土方開挖量約11 萬m3。該工程中，施工現場的淤泥層較厚，因此主要引入了H 型鋼水泥土攪拌樁。

2 基坑支護工程施工方案

（1）施工設備。本工程施工中使用的機械設備主要有：三軸攪拌機，型號為JBJ160A850，最大攪拌深度為38m；挖掘機，型號為PC-200；注漿泵，型號為W-2.8/5；液壓壓樁機；自動拌漿系統；空壓機；液壓起拔機；吊車。

（2）工藝要求。對項目內容以及施工現場地質條件進行分析可得出，本工程的基坑位于淤泥層中，使用H 型鋼水泥土攪拌樁作為豎向支護結構。實踐中，相應樁端需要穿過淤泥層，并進入硬土層中。因此，本工程主要使用了SMW 工法樁+錨桿支護的模式，引入的材料包括鋼筋、水泥、商品砼、鋼絞線、鋼絲網、中砂等。

（3）工藝步驟。在本工程中，SMW 工法樁+錨桿支護的施工流程主要為：坡頂3m 范圍內高于整平標高的土方必須整平，低于整平標高的區域可以不處理；基槽開挖；單軸水泥攪拌樁施；三軸水泥土攪拌樁施工；插H 型鋼；冠梁施工；施工錨桿；分層分段土方開挖；土方分層、分段開挖至基坑底設計標高；地下室結構施工；土方回填。

3 基于H 型鋼水泥土攪拌樁的基坑支護工程施工技術要點探究

3.1 施工參數的確定

在展開大面積施工前，為了更好保證施工質量以及施工方案的可行性，必須先展開試樁操作，并同時完成施工參數的確定。在此過程中，需要確定的施工參數主要包括：制備水泥漿的水灰比、泵送壓力、泵送時間、復攪深度等等［1］。通過試樁中上述參數的分析與記錄，可以明確后續大規模水泥土攪拌樁施工的優化參數。

3.2 測量放線與布網

在進行測量放線的過程中，需要調取由建設單位提供的平面控制樁和水準點，在復測達到規定精度后方以此為參考實施測量放線，并對施工控制網實施定期復測。處于測量放線準確性的考量，必須在實際操作前對所使用的測量儀器展開校驗，保證其始終穩定在良好狀態下。

3.3 導溝開挖

導溝的位置設定在基坑圍護內邊控制線附近，在其外側進行開挖操作。此時，使用的機械設備為挖掘機。在本工程中，主要將導溝的尺寸控制在1.2 m×1.2m。完成導溝開挖后，需要對距離導溝槽3m以內的區域展開清理操作，包括雜物、障礙物、余土等等，避免對后續施工產生不良影響。

3.4 水泥漿注入

完成上述操作后，即可落實樁機就位以及水泥漿注入操作。當將樁基運輸至工作區域后，必須安排專人樁機位置實施復核，將樁基的位置偏差穩定在20mm 的范圍內；將鉆桿垂直度誤差穩定在0.5%的范圍內［2］。在施工前，需要標記鉆桿，并將攪拌樁的樁長度控制在設計樁長的長度之上。

在進行水泥漿的注入前，必須要完成水泥漿的高質量充足制備，并對其參數、強度、配比等展開重點控制。在本工程的實踐中，主要應用了普通硅酸鹽水泥，并將水泥漿中的水灰比穩定在1.5～2的范圍內。在完成水泥漿制備之后，應當立即展開注漿操作，防止水泥漿失效。實踐中，將注漿壓力穩定在2.5MPa 及以上。

3.5 鉆進攪拌

在流量計的支持下控制水泥漿注入量，水泥攪拌樁下沉與提升施工的質量。在本工程中，主要將攪拌下沉的速度穩定在每分鐘0.5～1m的范圍內；將提升速度穩定在1～2m/min的范圍內；控制下沉與提升操作始終處于勻速狀態。需要注意的是，水泥土攪拌樁搭接施工的時間間隔應當控制在24h 以內，一旦超出24h，則必須要適當降低攪拌速度，以此保證水泥土攪拌樁搭接施工的質量。

3.6 插入H 型鋼

在本工程中，選用的H型鋼型號為NH700mm×300mm×13mm×24mm，在攪拌樁施工結束后，于30min 內落實H 型鋼的插入。在展開H 型鋼的實際插入前，必須提前對其表面的鐵銹、污漬等實施全面清理操作，并均勻涂刷減摩劑，保證內插H型鋼施工順利展開的同時提升施工質量［3］。實踐中，在液壓壓樁機的支持下吊起H 型鋼，將其運輸至制定區域，并壓入水泥土攪拌樁內。在此過程中要注意的是，嚴禁在H 型鋼壓入過程中實施重復起吊插入操作，應當保證一次插入成功。與此同時，需要關注H 型鋼在插入過程中的垂直度與平整度，防止扭曲現象的發生。

3.7 擴孔式預應力錨桿施工

預應力錨桿的拉桿采用15.2 有粘結鋼絞線，有粘結鋼絞線采用專用承載體，自由段外層涂黃油后套A20 塑料管；將純水泥漿灌注于錨桿內部，此時可以選用強度為P.O 42.5 的普通偏硅酸水泥，并在實際的水泥漿配置中將水灰比穩定在0.5:1 左右；出于對強化早期強度的考量，需要在水泥漿中加入適量的早強劑。重點將漿體無側限抗壓強度保持在30MPa 及以上；在對預應力錨桿展開實際施工處理前，必須參考典型巖土層的不用引入錨桿抗拔基本試驗，此時，要將每種錨固段的巖土層基本試驗根數控制在3 根及以上，并將試驗時間設定在錨固漿體達到28d 齡期。需要注意的是，若是在之間的水泥漿制備中在其中加入了早強劑，則要將試驗時間設定在錨固漿體達到15d齡期、且錨墩砼強度達到80%后展開。桿體插入孔內時，應避免鋼絞線在孔內彎曲或扭轉，沿拉桿長度每隔1.5m 布設一個定位器（架線環）。

錨桿注漿宜采用兩次注漿工藝，若一次注漿錨桿承載力可滿足設計要求，那么就可以應用一次注漿工藝完成施工。在本工程的實踐中，主要應用了單管高壓旋噴注漿的施工工藝，在高壓旋噴在擴孔段，依托高壓注漿促使具備較大直徑的錨固體形成，此時產生的錨固體直徑一般穩定在400mm 及以上。在此過程中，主要工藝參數需要落實如下控制：設定高壓泵的泵壓在15MPa及以上；水泥漿的水灰比穩定在1:1即可；水泥用量控制在200kg/m3及以上；擴孔注漿鉆進速度維持在150～250mm/min 的范圍內。

4 總結

綜合所述，H 型鋼水泥土攪拌樁的引入可以提升基坑支護工程的質量。在明確施工要求、流程的基礎上，通過施工參數的確定、測量放線、導溝開挖、水泥漿注入、鉆進攪拌、插入H型鋼，完成了H 型鋼水泥土攪拌樁施工，強化了基坑支護效果。