水泥攪拌樁、灌注樁與內支撐梁組合支護技術在深基坑中的應用

陳 瓊

廣東德封建設工程有限公司 廣東廣州 510507

1 工程概況

某工程設有地下室三層，本項目基坑開挖深度約13.6m，基坑周長約280m，場地±0.000 相當于絕對標高8.750m，本基坑側壁安全等級為一級。

地質情況為：1- 1 雜填土，1- 2 素填土，2- 1 淤泥質粉質黏土，2- 2 淤泥質砂土，3- 1 可塑狀粉質黏土，3- 2 硬塑狀粉質黏土，4- 1 全風化泥質粉砂巖帶，4- 2 強風化泥質粉砂巖帶，4- 3 中風化泥質粉砂巖帶，4- 4 微風化泥質粉砂巖帶。

本工程場地地下水類型主要有孔隙水、基巖裂隙水，主要賦存于第四系填土層中；地下水位埋深為3.1～5.1m，平均4m，地下水位埋深標高為3.7～5.5m，平均4.6m。

2 施工工藝

施工流程：攪拌樁施工→旋挖灌注樁施工→鋼格構柱施工→冠梁、腰梁、內支撐施工→開挖至基坑底。

2.1 攪拌樁施工

2.1.1 攪拌樁施工工藝三軸攪拌樁樁機定位→水泥漿制作→上、下噴漿并攪拌→二次上、下噴漿并攪拌→清洗→樁機移位。

2.1.2 施工方法

（1）定位：三軸水泥攪拌樁機到達作業樁位附近，若地面凹凸不平，高低落差較大的先用機械平整，若高低落著不太的則采用三軸攪拌樁機的液壓平衡裝置讓起吊設備保持水平。然后對鉆桿長度、鉆頭直徑等進行作業前檢查，待機械通過檢查與驗收后將樁機移到指定位置并對好樁位。

（2）制備水泥漿：水泥采用強度為P.O42.5R，水泥用量為220kg/ m3，1～1.5 的水灰比，水泥漿制作過程中加水要使用定量的容器或器具，以控制用水量。三軸攪拌機下沉到設計標高后方可配制水泥漿。

（3）水泥攪拌樁機下沉、噴漿、攪拌：水泥攪拌樁機的冷卻水循環系統正常后方可啟動攪拌樁機電機，均速放松攪拌樁機的吊索，攪拌樁機會沿導向架進行攪拌切土下沉，下沉的速度于電機的電流監測表進行控制。下沉的速度小于或等于0.8m/ min，當攪拌樁進入土層后開始噴漿、攪拌，在噴漿的過程中，需不斷地進行攪拌。施工過程中需對設備運行及地層變化的情況進行觀察，當鉆頭下沉到攪拌樁樁底設計標高時，必須立即停止鉆進。

（4）水泥攪拌樁機提升、噴漿、攪拌：攪拌樁樁機提升鉆頭時需進行噴漿、攪拌，提升的速度為0.6～1.0m/ min。攪拌樁于噴漿過程中時，必須不斷地進行攪拌，以防止水泥漿離析，提升至離地面50cm 處，立刻停止噴漿，噴漿量通過電腦自動計錄后記錄存檔。

（5）二次下沉、提升及噴漿、攪拌：第一次下沉、提升及噴漿、攪拌完成之后，繼續進行再次下沉鉆頭進行補漿的噴漿，攪拌至設計標高位置。進行再次提升噴漿、攪拌，進一步均勻拌和。孔深范圍內的各段補漿量均由電腦自動控制，各段噴漿量均相等，水泥漿亦使用完畢。

（6）清洗攪拌樁機管道的水泥漿及粘附的軟土：樁機停止施工或施工之間的間歇時間過長，則向水泥漿攪拌桶內加入清水，灰漿泵開啟運行，清洗所有管中殘留的水泥漿，同時將粘附于攪拌頭的軟土清洗。

2.1.3 水泥攪拌樁工程質量保證措施

（1）三軸攪拌樁所使用的材料與用量均需按照設計要求，如水泥的品種、等級標號、水泥漿水灰比。

（2）攪拌樁的樁身強度、質量、斷面尺寸、深度、搭接情況整體穩定等 必須符合設計要求。

（3）水泥：設計要求采用P.O42.5R 普通硅酸鹽散裝水泥，水泥進場時必須配備出廠合格證、檢驗報告單，并按要求進行監理見證取樣送第三方正規檢測機構復試并合格后方使用。

（4）灰量：不得超過設計或規范要求的規定值的±5%。

（5）攪拌樁樁徑：需采用與樁徑相應大小的鉆頭，如已磨損至無法達到要求的必須更換。

（6）為保證壓漿過程中不發生斷漿的現象，必須嚴格控制噴漿與攪拌的速度，并控制重復下沉與提升速度。

（7）攪拌樁施工完成且達到齡期之后，需采用人工鑿除攪拌樁樁頂的浮漿段，方能實施下一道工序的施工。需填筑路堤或施加荷載，必須待樁體施工完成一個月且驗收合格后。

（8）水泥攪拌樁、所有施工機械均由技術負責人進行編號，安排專職施工員負責水泥攪拌樁的施工，旁站水泥攪拌樁的施工全過程。將現場技術員、施工員、鉆機長、班組負責人、水泥攪拌樁的樁長及樁距等制成標牌懸掛在鉆機最明顯的位置，確保人員到位與責任到人。

2.2 旋挖灌注樁（含鋼格構柱）施工

2.2.1 施工工藝流程

施工準備（鋼筋籠制作、泥漿制備等）→鉆機就位、鉆進→驗孔→吊裝鋼筋籠（鋼格構柱）→灌注水下混凝土

2.2.2 鋼筋籠制作

鋼筋、直螺紋套筒等原材料進場必須具備產品質保書、出廠合格證，鋼筋經復試合格后使用。鋼筋下料必須符合設計圖紙要求的規格、長度。鋼筋籠主筋長度允許偏差為±50mm，連接采用直螺紋套筒連接；加強箍筋采用雙面焊，螺旋筋和主筋連接采用點焊連接。為確保鋼筋籠保護層厚度，設置保護墊塊固定于鋼筋籠外徑主筋上，間距不大于2m，同一截面內不少于三個。

2.2.3 泥漿制備

采用原土進行造漿，新配制泥漿必須進行試驗檢測，合格后方可使用。

2.2.4 鉆機就位及鉆進

（1）護筒埋設：鉆孔開始前埋設護筒，以保證鉆機沿樁位垂直方向順利工作，同時保護孔口和提高樁孔內的泥漿面。護筒采用鋼板卷制，角鋼加固，內徑比設計樁徑大100mm，中心位置與樁心偏差不大于20mm。護筒埋設與坑壁之間用粘土分層夯填密實，以防漏漿，并在護筒的上口邊緣開設溢漿口，便于泥漿溢出流回泥漿池，進行回收和循環。

（2）鉆機就位檢查：鉆機就位時要求機身保持平穩，磨盤中心、鉆桿中心、樁位中心必須保證三點一線。鉆桿垂直度，采用測錘及經緯儀在相互垂直的方向上進行檢測[1]。

（3）泥漿護壁鉆進：鉆機在成孔過程中，需經常進行泥漿檢測，性能指標：比重1.1～1.3g/ cm3、粘度18～22s、含砂率4%～8%。

（4）當達到設計孔深時，采用測錘檢查孔深，并采用測斜儀或超聲波測井儀進行成孔垂直度檢查。

（5）終孔驗收、清孔：成孔深度必須符合設計要求，沉渣厚度不得大于200mm。

2.2.5 鋼筋籠吊放

（1）入孔：鋼筋籠應吊直扶穩，對準孔位緩慢下沉，不得搖晃碰撞孔壁和強行入孔，入孔后將鋼筋籠固定，以防在安裝導管及灌注混凝土時發生搖晃或上、下浮籠等現象。

（2）二次清孔：鋼筋籠入孔后，進行二次清孔以確保混凝土灌注質量，二次清孔質量指標：沉渣厚度≤200mm、泥漿比重：1.10～1.30g/ cm3、黏度：18～22s、含砂率：4%～8%。

2.2.6 格構柱安裝

（1）格構柱制作：按設計施工圖紙，在現場進行加工，格構柱由400×200×10mm 綴板和4L200×20mm 角鋼焊接而成，角鋼與綴板連接處全部滿焊。

（2）在鋼格構柱鉆孔施工時，必須保證鉆孔的垂直度，以保證鋼格構柱吊裝時的垂直度。

2.2.7 混凝土灌注

（1）導管安裝：混凝土灌注導管采用φ250 導管，管間采用絲扣聯結牢固并加設密封圈，內壁光滑無阻，組拼后采用球塞、檢查錘作通過實驗，順利通過為合格。導管安裝前應做水密試驗，試驗過程中不得有泌水現象，水頭壓力不小于實際灌注時的壓力。導管置于樁孔中間，并在管內臨近泥漿面位置用鐵絲吊掛隔水栓。管口與孔底保持30～50cm 間距，確保隔水栓及混凝土通暢。

（2）混凝土灌注：灌注首批混凝土量應使導管埋入混凝土中深度不小于1.0m，首批混凝土不得少于1.5m3。混凝土灌注必須保持連續進行，始終保持導管埋深在2～3m 左右，為確保樁頭砼質量達到設計要求，樁頂標高應超澆50cm 以上，澆注過程應做好詳細記錄。混凝土灌注過程中，確保混凝土具有良好的和易性，坍落度控制在180～220mm，并按照相關規范要求留置試塊及養護，每根樁不少于1 組。實際澆筑混凝土量與理論混凝土量之比不得小于1，即混凝土充盈系數不得小于1。

2.3 內支撐施工

2.3.1 灌注樁頂破除

冠梁采用分段施工，表層土開挖至灌注樁頂位置時用風鎬破除樁頂的混凝土浮漿層，清理干凈，露出實樁混凝土面和鋼筋，彎曲鋼筋采用機械調直。

綁扎冠梁和第一道混凝土支撐鋼筋，支模，澆筑混凝土，每段混凝土支撐與相連冠梁應一次澆筑完成。

基坑開挖至第二道混凝土支撐0.5m 后，清理平整圍護結構和基坑底面，鑿出并扳直灌注樁中預埋的腰梁連系筋。其余部分同冠梁中混凝土支撐施工[2]。

2.3.2 墊層（底模）施工

在混凝土支撐位置挖至相應標高，夯平后，澆筑10cm 厚C15 混凝土墊層，并涂上脫模劑（或鋪貼塑料薄膜作隔離層），支撐梁寬度兩邊加大200mm 為墊層寬度，墊層的表面需平整且標高一致。

2.3.3 支撐梁側模施工

按照支撐梁的設計平面圖，將支撐梁的位置軸線于墊層上彈出來，立模的位置也一并彈出，模板用厚18mm的木板以及φ48mm 的鋼管進行支設，于模板高度的1/ 2處加設φ12 對拉螺桿一道，以防模板出現漲模。

立模前，應將鋼筋內的雜物、泥漿清理干凈，模板的拼縫要嚴密，支撐要牢固，以防止爆板及漏漿，立模要保證混凝土支撐的形狀、尺寸、位置和標高符和設計要求，模板的支撐系統應有足夠的強度和剛度。模板安裝前應刷好脫模劑，應在混凝土表面及棱角不因拆模而受損壞的情況下拆除模板。

3 結語

鉆孔灌注樁保證了基坑支護的剛度，水泥攪拌樁保證了基坑支護的止水性，支撐消除了基坑開挖后出現的土層傾向壓力，三者結合大大提高了基坑支護的質量及安全性，為基坑開挖創造了有利條件。