高層建筑深基坑水泥攪拌樁與錨桿組合支護技術的應用

陳榮河

（巨茂建設投資有限公司，福建 廈門 361000）

在高層建筑工程中，基坑支護施工技術直接影響建筑工程施工安全，并可能引起周圍構建物沉降問題。受現(xiàn)場地質(zhì)條件、施工條件限制，建筑基坑支護技術應結(jié)合基坑工程實際情況合理選擇施工技術方案，保障基坑支護安全。本文以佳逸酒店工程項目為例，深入研究水泥攪拌樁與錨桿組合支護技術在建筑基坑工程中的應用，以期為建筑基坑支護施工提供有益參考。

1 工程概況

佳逸酒店工程項目位于福建省廈門市思明區(qū)，用地總面積約11 739.087m2。擬建一幢6層樓酒店、12棟別墅，地下2層，總建筑面積為42 070.81m2。基準標高黃海高程為6.90m，周圍道路黃海高程為6.05m，低于基坑場地標高。以基坑周圍道路標高為基準，地下室基礎標高為-4.65m，基坑坑底標高為-5.75m，開挖深度為11.80m，屬一級基坑。根據(jù)工程巖土勘察報告和水文勘測報告，本工程場地屬海相淤泥質(zhì)基礎（如表1），地下水位為-1.5m，地下水含量較大，主要為上層滯水和承壓水。

2 施工技術難點分析及支護方案設計

2.1 施工技術難點分析

本工程位于龍虎山路與曾厝垵北路交叉口東南側(cè)，南側(cè)均為居民樓，現(xiàn)場放坡條件不足，僅東側(cè)可1:1放坡，其他基坑邊坡接近于垂直。開挖土方為淤泥質(zhì)土，堆放于基坑周圍易出現(xiàn)淤泥質(zhì)土滑動、流塑等問題，進而影響基坑邊坡安全。本工程臨近構建物、道路，為防止發(fā)生道路和構建物變形沉降，要求加強基坑支護施工。由于該工程地下水位較高，且施工期間處于廈門市多雨季節(jié)，降水、止水效果直接影響基坑施工安全。為確保工程基坑施工安全，經(jīng)業(yè)主、設計單位和監(jiān)理單位同意，采用深層水泥攪拌樁復合錨桿基坑支護技術。

針對工程場地現(xiàn)狀和施工技術難點，工程基坑1/3深度以下至基坑底部采用沖孔灌注樁、水泥攪拌樁，沖孔灌注樁外側(cè)采用三軸水泥攪拌樁，咬合抗?jié)B形成止水帷幕和兩道腰梁、錨索、上部冠梁形成支護體系，用于結(jié)構抗剪、抗撓和支撐受力，并與三軸水泥攪拌樁組合，起到樁間抗?jié)B作用。基坑深度1/3以上部分采用錨桿支護，底板基礎緊鄰水泥攪拌樁6m被動區(qū)范圍土層采用高壓旋噴樁固化土層，起到壓腳穩(wěn)定作用。

表1 巖層土體特征及滲透系數(shù)

2.2 基坑支護方案設計

2.2.1 基坑1/3以下部分為沖孔灌注樁、水泥攪拌樁圍護設計

水泥攪拌樁兼具基坑圍護和止水帷幕的作用，阻止基坑周圍地下水向基坑內(nèi)滲漏，增強基坑邊坡穩(wěn)定性。水泥攪拌樁樁徑為600mm，采用P·O32.5R普通硅酸鹽水泥，按水灰比0.5～0.55拌制，水泥攪拌樁長度為12m，樁端進入全風化凝灰?guī)r層。為確?；訃o、支護結(jié)構質(zhì)量，水泥攪拌樁采用“四攪四噴”施工工藝，水泥攪拌樁砂漿拌制時間大于10min，水泥砂漿靜置時間控制在2h以內(nèi)，相鄰樁施工間隔小于24h，攪拌樁樁位偏差控制在50mm以內(nèi)，垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。

2.2.2 基坑1/3以上部分為邊坡錨桿支護設計

基坑1/3以上部分采用復合錨桿支護，自上而下共設置3道錨桿。錨桿垂直向間距為1.2m，水平向間距為1.2m（如圖1），入孔角度15°，錨孔開挖深度0.2m，錘擊孔徑為48mm，錨桿伸入邊坡長度為6～10.5m（如圖2）。

圖1 錨桿支護平面圖

圖2 錨桿支護剖面圖

本工程以Ф48mm鋼管制作錨桿，錨桿長度為6～9m，錨桿末端1m鉆眼成花管，使用潛孔錘空壓機壓力錘擊進入，管中間高壓注漿，擴孔形成柱狀體。注漿壓力控制在0.6～0.8MPa范圍內(nèi)，灌注砂漿采用P·O32.5R普通硅酸鹽水泥砂漿。砂漿灌注完成后穩(wěn)壓3～5min，確保砂漿填實劈裂縫。鋼筋網(wǎng)采用200mm×200mm@8mm，加強筋沿錨桿方向布設，并采用搭接方式，搭接長度40d。坡面掛網(wǎng)后噴射混凝土，噴射混凝土厚度為15cm，混凝土強度等級為C20。錨固體強度達到設計值70%后，分層開挖下一層混凝土，并對該層混凝土進行噴錨支護，及時進行基坑集水井、排水明溝施工。

3 水泥攪拌樁復合錨桿支護技術要點

3.1 深層攪拌樁施工技術要點

本工程中，水泥攪拌樁施工工藝流程為：樁位測量—樁機就位—預拌下鉆—噴漿攪拌提升—重復攪拌下鉆—重復攪拌提升—提升至樁孔口—樁機移位。水泥攪拌樁施工技術要點：

（1）材料要求。水泥攪拌樁采用P·O32.5R普通硅酸鹽水泥，檢查每批次水泥出廠合格證和性能試驗報告，嚴禁不同批次水泥混用。

（2）樁位測量。根據(jù)基坑基準點測放樁位中心點，樁位偏差＜50mm。

（3）樁機就位。攪拌樁施工時，嚴格按樁位控制線對中樁位，鉆頭與樁位中心點偏差控制在20mm以內(nèi)。需要調(diào)整樁機鉆頭位置和樁機垂直度時，可通過調(diào)整起吊設備平整度和導向架垂直度來進行，樁孔垂直度偏差要求小于1%。

（4）漿液配制。嚴格按工程試驗水灰比配制漿液，水泥摻入比例為10%～12%，按樁徑600mm單位長度水泥用量80.5kg/m3計算，漿液配制隨拌隨用。

（5）鉆頭檢查。每次施工前必須檢查鉆頭直徑，鉆頭直徑＜550mm時，應及時更換鉆頭。

（6）四攪四拌。樁基鉆頭按“兩下兩上”順序施工，鉆頭下降、提升速度應符合工程設計要求。

3.2 錨桿支護施工技術要點

本工程中，錨桿支護施工工藝流程為：人工修坡—噴射混凝土—錘擊錨桿—高壓注漿—錨固鋼筋網(wǎng)—噴射混凝土。錨桿支護施工技術要點：

（1）錨桿加工。采用Ф48mm鋼管加工錨桿，入土端加工為樁尖狀，按500mm間距對稱鉆孔形成花管，造管尖側(cè)焊接鋼筋，形成錨桿孔前倒刺及保護塊。

（2）人工修坡。按工程設計坡度進行人工修坡，并按要求噴射第一層混凝土。

（3）錘擊錨桿。采用潛孔錘空壓機壓力錘擊錨桿，按15°角錘入邊坡，錘入長度應符合工程設計要求。

（4）注漿。借助注漿泵將水泥砂漿壓入錨桿。砂漿水灰比控制在0.5～0.55，砂漿內(nèi)摻入適量早強劑。砂漿灌注壓力控制在0.6～0.8MPa，砂漿灌注完成后穩(wěn)壓 3～5min。

（5）錨固鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)錨固時，預留鋼筋網(wǎng)搭接筋，預留長度≥300mm，鋼筋網(wǎng)搭接長度偏差控制在20mm以內(nèi)。加強筋沿錨桿水平方向焊接。

（6）噴射混凝土。完成掛鋼筋網(wǎng)后，按工程設計厚度噴射細石混凝土，采用錨桿拉設控制線的方式控制厚度。面層混凝土拌制時，應摻入適量速凝劑和早強劑。

（7）土方開挖。面層混凝土養(yǎng)護3d后，開挖下一層土方，并按上述施工技術方案循環(huán)施工至基坑設計標高。

3.3 施工效果分析

本工程基坑施工時，在基坑四角分別布設變形位移監(jiān)測點，詳細記錄基坑工程施工期間基坑變形位移情況，周圍構建物、道路沉降情況。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，至基坑回填，基坑最大沉降量為15mm，位移量為5mm，周圍構建物和道路沉降量最大值為8mm，位移最大值為5mm，均滿足《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ 120-2012）中基坑沉降變形小于30mm的要求，由此可知，本工程基坑支護方案取得良好的實踐效果。

4 結(jié)語

經(jīng)施工驗收，本工程以水泥攪拌樁作為止水帶效果良好，符合施工預期和工程質(zhì)量要求。因此，該技術可在軟土地質(zhì)基坑支護施工中進行推廣。值得注意的是，運用該技術應注意結(jié)合場地巖土、水文條件，合理選擇和應用基坑支護技術方案，并結(jié)合施工技術方案加強場地變形監(jiān)測與控制，防范基坑施工安全事故。