灌注桩结合水泥土搅拌桩在深基坑支护中的应用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046011)



灌注桩结合水泥土搅拌桩在深基坑支护中的应用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046011)

基于某建筑工程深基坑毗邻周边建筑物较近，地下水位较高的特点，提出了采用钢筋混凝土灌注桩结合咬合式水泥土搅拌桩进行支护和降水施工的方案，并对咬合式水泥搅拌桩咬合施工、灌注桩施工泥浆护壁、预应力锚索施工的关键技术作了论述，通过施工实践监测证明，基坑围护稳定，降水效果良好，解决了挖土作业难的问题。

基坑支护，降水方案，钢筋混凝土灌注桩，水泥土搅拌桩

1 工程概况

1.1 建筑工程概况

拟建场地位于太行西街北侧，东临公交公司，南临新华书店，西靠规划纬六路，北临规划纬七路，地下3层，建筑面积31 614 m2，地上12层，地上建筑面积24 091 m2。

本工程±0.000绝对标高为925.800 m，施工现场现地面标高为924.800 m，根据设计要求，该工程从现地面向下开挖深度地下车库为9.4 m，平面范围上，基坑开挖的南北方向长度150 m，东西方向宽度为100 m。

1.2 地质勘察报告

拟建场地土层共分为五层：第①层：第四系全新统(Q4)杂填土：主要以粉土为主，褐色，含砖屑、炭屑等杂质，松散。该层厚1.90 m～3.10 m，平均厚度为2.35 m；第②层：第四系上更新统(Q3)粉土：冲洪积成因，黄色、黄褐色，可见钙纹，偶见钙质小结核。无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低，该层厚1.30 m～3.90 m，平均厚度为2.39 m；第③层：第四系上更新统(Q2)粉质粘土：冲洪积成因，黄红色，含锰质斑点，结构紧密，稍有光滑，摇振反应中等，干强度中等，韧性中等，局部夹有粉土。该层厚9.95 m～13.9 m，平均厚度为11.82 m；第④层：第四系下更新统(Q1)粉质粘土：冲洪积成因，灰绿、褐红色，色杂，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该层厚2.30 m～8.60 m，平均厚度为6.54 m；场地规定水位标高为-5.6 m(自然地坪下4.6 m)。

1.3 周边环境

本工程基坑开挖线南边离已建2号住宅楼(7F1D)最近处13 m，北边离已建住宅楼(7F1D)最近处27.5 m，西边离现状道路6 m，东边距公交公司围墙约5 m～11 m。

2 基坑支护和降水方案设计

根据场地地质条件、周边环境条件以及与周边建筑的关系，结合现场地面标高及其实际情况，即自然地坪标高平均为-1.000 m，开挖深度为现自然地坪下9.4 m(局部10.4 m)。平面范围上，基坑开挖的南北方向长度150 m，东西方向宽度为100 m。基坑面积大，深度较深，土方开挖工作量大。结合工程具体实践和计算结果，在基坑四周布置一排桩径800 mm，桩长20 m，间距1.6 m钻孔灌注桩支护，支护外侧设桩径500 mm，桩长14 m，排距300 mm，间距330 mm咬合式水泥土搅拌桩止水帷幕。

为了防止悬臂桩产生较大的侧向位移和弯矩，分别从上至下设置锚索2道，对悬臂桩进行有效拉结灌注桩顶部设800 mm×600 mm的C30混凝土冠梁。

3 施工关键技术阐述

3.1 咬合式水泥搅拌桩咬合施工方法

咬合式水泥土搅拌桩的施工工艺及操作规程在规范和其他工艺标准中都有详细的论述，在这里重点阐述一下咬合的方法和种类。

咬合的方法主要有以下几类：

1)前后推进式咬合，施工顺序为1→2→3→4→5，施工时需控制施工速度，保证1，3水泥土搅拌桩未达到终凝前施工4，5水泥土搅拌桩(见图1)。

2)前后搭接式咬合，由于施工时间间歇过长，不能采用前后推进式咬合施工时，可采用前后搭接咬合，咬合搭接桩数不少于3根(见图2)。

3)交圈搭接式咬合，在施工完毕或两台设备施工交圈时，需要采用交圈搭接咬合，咬合搭接桩数不少于5根(见图3)。

3.2 灌注桩施工泥浆护壁

泥浆是桩孔施工中的冲刷液，主要作用是清洗孔底，携带钻渣、平衡土压力，护壁防塌、润滑和冷却钻头。泥浆配置时应注意控制四个方面：

1)控制泥浆液面。

要控制护筒内液面标高高于河水面1 m多，必要时可以安装水位检测灯，由专人看管，以保证足够水头压力，维护下部孔壁安全。

2)控制泥浆比重。

泥浆比重过大，失水量大，孔壁易剥落、崩解的可能性就大。泥浆比重过小，孔内水压力就小，易造成塌孔。泥浆比重控制在1.05～1.15之间。

3)控制泥浆粘度。

粘度过高会使泵压升高，排量显著减少，钻速下降，排粉困难，压力增长，泥浆粘度控制在18 s～22 s，一般为20 s。

4)控制泥浆pH值。

泥浆pH值的大小，表示了泥浆酸碱性的强弱。pH<7时，泥浆为酸性，pH值越小，酸性越强；pH>7为碱性，pH值越大，碱性越强；pH=7时，泥浆为中性。如果pH>11，则泥浆会产生分层现象，失去固壁作用。

3.3 预应力锚索施工

1)成孔。在桩顶加设一道预应力锚索，锚索成孔采用D150型钻机进行套管跟进成孔，套管边注水边跟进钻入到成孔设计深度，成孔直径150 mm，与水平面成12°倾角，成孔后钢绞线由套管放入，第一次注浆完成后拔出套管，如水泥浆下沉则进行补浆，直至孔内饱满。

2)锚索。锚索采用直径7股钢绞线，自由段要涂黄油防锈，并用塑料薄膜包裹，以保证注浆材料不对其产生约束。锚索放入时要确保设计深度，沿锚索轴线方向每隔1.5 m设置1个定位支架，保护层厚度不小于20 mm。

3)注浆。注浆采用二次注浆施工工艺，注浆材料采用普硅42.5水泥，水泥用量为60 kg/m3左右，水灰比控制在0.5∶1左右，注浆压力控制在0.6 MPa～0.9 MPa,浆体强度等级应达到M15。一次注浆用φ20的聚氯乙烯管，随锚索一起放入孔中，管底距孔底0.5 m左右。注浆过程中，一次注浆管可以逐渐拔出。二次注浆管(φ20的聚氯乙烯管)每隔1 m打2个对称的出浆孔(6 mm)，自由段不打孔。二次注浆出浆孔用双层防水胶带封牢，防止一次注浆时浆液进入。一次注浆浆液初凝后(约24 h)进行二次注浆，二次注浆压力控制在1 MPa～2 MPa。

4)锚索的张拉与锁定。

a.注浆完毕5 d～10 d后，锚固体强度大于20 MPa并不小于设计强度的80%时，方可张拉，张拉前首先处理好腰梁表面锚索孔口使其平整，避免张拉应力集中，加垫-300×300×16的钢板，用60 kN的拉力进行预拉。

b.设计要求张拉荷载要达到设计拉力，而锁定荷载为设计拉力的75%，因此张拉时的锚头处不放锁片，张拉荷载达设计拉力后，卸荷到0，在锚头安插锁片，张拉到锁定荷载。

c.张拉过程中，张拉荷载分级进行，每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。当张拉等级达到设计拉力时，保持10 min(砂土)～15 min(粘性土)，在观测时间内测读锚头位移3次，每次测读位移值不大于1 mm才算变位趋于稳定，否则继续观察其变位直至趋于稳定方可。

锚杆与锚索的节点见图4。

近些年随着高层建筑的兴起，加上拟建物周边状况愈加复杂，所以不能将深基坑支护工程仅仅当作一个临时性工程，应将其作为一个建筑工程项目重要的措施分项工程，故在实施施工中要抛弃不愿多投入、凑合将就的心态，否则一旦基坑支护工程发生事故，其所带来的影响及损失是十分巨大的，所以基坑支护施工在建筑工程施工中的重要性毋庸置疑。该工程在基坑支护施工过程中严格按照深基坑专家论证方案施工，重点把控上述三点施工关键技术，最终基坑支护和降水效果良好，为工程土方开挖和基础施工提供了有力的安全保障，确保了工程项目的顺利进行。

The application of bored pile combining with cement soil mixing pile in deep foundation pit supporting

Guo Xubo

(ShanxiThirdConstructionEngineeringCompany,Changzhi046011,China)

Based on the characteristics of a construction engineering deep foundation pit adjacent to the surrounding buildings, underground water level was high, using reinforced concrete bored pile combining with occlusion type cement soil mixing pile scheme to make support and precipitation construction is proposed, and discussed the key technology of occlusion type cement mixing pile occlusion construction, bored pile construction mud wall protection, pre-stressed anchor construction, through the construction practice proved that stability foundation pit monitoring, good precipitation effect, solved the difficult problem of excavation works.

foundation pit support, precipitation scheme, reinforced concrete bored pile, cement soil mixing pile

1009-6825(2015)01-0073-03

2014-10-23

郭旭波(1980- )，男，工程师

TU463

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