工字鋼加攪拌樁在限高區(qū)域工程中的應(yīng)用

□文/郭 娟 魏 偉

□魏 偉/天津第三市政公路工程有限公司二分公司。

工字鋼加攪拌樁在限高區(qū)域工程中的應(yīng)用

□文/郭 娟 魏 偉

文章介紹了在津?yàn)I高速改擴(kuò)建工程中倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道泵站采用工字鋼樁加攪拌樁相結(jié)合的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在施工中取得了良好的工程效果。

基坑；工字鋼樁；攪拌樁

1 工程概況

1.1 基本情況

倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道泵站工程是津?yàn)I高速公路改擴(kuò)建工程1標(biāo)雨水工程及倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道改造工程的配套工程。泵站位于津?yàn)I高速公路以南、現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道以西，用于將1標(biāo)段區(qū)域內(nèi)雨水、地道雨水和地道地下水提升后排入西河，占地面積2652m2，主泵房面積為933m2。其中雨水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模5.0m3/s，收水范圍為津?yàn)I高速公路K1+120～K3+600段路面雨水；地道雨水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模為0.15m3/s，收水范圍為現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道范圍內(nèi)雨水；地道地下水泵房設(shè)計(jì)規(guī)模為0.04m3/s，收水范圍是現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道范圍內(nèi)地下水。本工程基坑槽底標(biāo)高為-6m，現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，基坑開(kāi)挖深度為9.5m。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)施工條件

施工區(qū)域位于現(xiàn)狀新興村倉(cāng)庫(kù)區(qū)地道以西20m，新建津?yàn)I高速公路南側(cè)19m，泵站周?chē)鸁o(wú)任何建筑物。但是施工區(qū)域正好位于天津國(guó)際機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航臺(tái)附近，在天津國(guó)際機(jī)場(chǎng)限制施工高度區(qū)域，此施工區(qū)域的施工機(jī)械高度為大沽水平15m，而此區(qū)域的現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，所以施工機(jī)械的施工高度只有11.5m，按正常工藝進(jìn)行施工，無(wú)法滿足深基坑施工所需要的大型吊車(chē)和打樁機(jī)等機(jī)械的使用要求。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)基坑開(kāi)挖深度及所在區(qū)域地質(zhì)情況分析，若按正常工藝進(jìn)行施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁的總長(zhǎng)度將達(dá)到17 m，支撐體系需要2層，所需施工機(jī)械的高度將達(dá)到20 m左右，而現(xiàn)狀地面標(biāo)高為3.5m，施工期間機(jī)械的總高度將達(dá)到23.5m，遠(yuǎn)高于機(jī)場(chǎng)限制的高度。根據(jù)此情況，采用了先進(jìn)行一步土開(kāi)挖后再進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的方法進(jìn)行施工。首先在現(xiàn)狀地面采用放坡開(kāi)挖法先向下開(kāi)挖3.5m，開(kāi)挖后基坑內(nèi)標(biāo)高為0.0m，以此標(biāo)高為工程施工的基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面以下基坑的開(kāi)挖深度為6 m，同時(shí)在基坑四周分別進(jìn)行土體卸載施工，卸載寬度為6～8m，一方面減少土壓力對(duì)基準(zhǔn)面以下基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)壓力影響，另一方面作為基坑施工用的便道。

由于基準(zhǔn)面標(biāo)高為0.0m，基準(zhǔn)面以下的基坑開(kāi)挖深度只有6m，所以基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度可以減少為12 m，打樁機(jī)高度只有15m，由基準(zhǔn)面算起正好滿足機(jī)場(chǎng)限制高度大沽水平15m的要求。

因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用12m長(zhǎng)φ360mm工字鋼一丁一順密排打樁，加14m長(zhǎng)φ700mm@450mm雙排水泥攪拌樁相結(jié)合的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，支撐體系設(shè)置為一層，其中工字鋼樁樁底標(biāo)高為-12m，水泥攪拌樁樁底標(biāo)高為-14m。見(jiàn)圖1。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

3.1 工字鋼樁施工措施

1）樁溝開(kāi)挖

采用φ360mm工字鋼作為基坑圍護(hù)受力結(jié)構(gòu)，在打樁之前，先根據(jù)測(cè)量施放出的樁位線開(kāi)挖出打樁用的溝槽，此溝槽開(kāi)挖誤差≯10cm，工字鋼樁在此施工區(qū)域內(nèi)打樁，保證樁位的準(zhǔn)確性。

2）打工字鋼樁

由于工字鋼樁樁長(zhǎng)為12m，所以定樁位后，采用挖掘機(jī)式打樁機(jī)依打樁布置圖打入工字鋼樁，應(yīng)嚴(yán)密控制工字鋼樁打入的垂直度，采用垂直交叉2臺(tái)經(jīng)緯儀同時(shí)控制，盡量保證工字鋼樁的垂直度。

3.2 水泥攪拌樁止水帷幕施工

1）施工技術(shù)參數(shù)設(shè)定

水泥品種為P.O42.5#普通硅酸鹽水泥，水泥攪拌樁的水泥摻入量為18%?，F(xiàn)場(chǎng)攪拌水泥漿，水灰比一般控制在0.5～0.6，密度1.7-1.9kg/m3。標(biāo)準(zhǔn)罐投料量400kg水泥＋240kg水。充分保證水泥摻入比為18%，施工中以水泥摻入比作為主要控制指標(biāo)。攪拌次數(shù)4次，漿液拌制時(shí)間＞3min，傾斜度偏差≤0.5%。

2）水泥土攪拌樁的施工

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，采用漿液型攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌樁施工。水泥土攪拌樁的施工關(guān)鍵是保證水泥和土體攪拌均勻并且確保與鄰樁搭接長(zhǎng)度、樁體垂直度，以確保墻體的強(qiáng)度及抗?jié)B性能。攪拌樁在工字鋼樁施工后進(jìn)行施工并采用連續(xù)搭接的施工方法。

（1）平整場(chǎng)地。清除障礙后進(jìn)行樁機(jī)定位。利用深層攪拌樁機(jī)自身的樁架到達(dá)指定樁位并由設(shè)備的定位測(cè)錘校正機(jī)械的傾角和定位角。當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)填實(shí)墊平，使機(jī)座保持水平，局部寬度不足時(shí)墊枕木或填土加寬。

（2）制備水泥漿。按設(shè)計(jì)配合比制備水泥漿，水灰比控制在0.5～0.6，水泥摻入比根據(jù)試樁數(shù)據(jù)確定為18%。在灰漿攪拌機(jī)與集料斗之間設(shè)一道過(guò)濾網(wǎng)，對(duì)水泥漿液進(jìn)行過(guò)濾，以防堵鉆影響噴漿。水泥漿液隨攪拌隨用，為防止水泥漿發(fā)生離析，在灰漿攪拌機(jī)中不斷攪動(dòng)，壓漿前緩慢倒入集料斗中。因設(shè)備故障或因停水停電造成停工時(shí)，在氣溫10℃以下超過(guò)3h，氣溫10℃以上超過(guò)2h或漿體溫度超過(guò)40℃時(shí)，即做廢漿處理，以保證成樁質(zhì)量。

（3）攪拌機(jī)就位對(duì)中后，啟動(dòng)攪拌機(jī)，把鉆頭沿著導(dǎo)向架邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，控制好下沉速度，使土體充分破碎。預(yù)攪下沉?xí)r一般帶少量漿液以加快下沉速度，減少攪拌阻力。第一次噴漿攪拌深層攪拌機(jī)開(kāi)始下沉?xí)r，開(kāi)啟灰漿泵（出口壓力保持在0.4～0.6MPa）將水泥漿液注入土中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)攪拌，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)定的速度升降攪拌頭，直至樁底。攪拌頭的提升速度為0.7～0.8m/min，灰漿泵出口壓力為1.2MPa。

（4）重復(fù)上下攪拌一次。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，兩次將攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)、下沉，直至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌頭提出地面。鉆頭下沉到設(shè)計(jì)深度后，提升15～20cm，開(kāi)啟注漿泵，把水泥漿壓入土中，邊噴漿邊提升鉆頭，壓漿過(guò)程中持續(xù)供漿，壓漿速度與鉆頭的提升速度相匹配并隨地層情況適當(dāng)調(diào)整，以保證成樁質(zhì)量和止水效果。當(dāng)攪拌頭端部接近樁頂0.5m位置時(shí)，放慢提升速度，以保證攪拌均勻和樁頭質(zhì)量。

（5）清洗。向集料斗注入適量清水，開(kāi)啟灰漿泵，清洗管道中殘余漿液并將粘附在攪拌頭上的軟土清除干凈。

（6）移位。重復(fù)上述步驟，進(jìn)行下一排樁的施工。

（7）相鄰樁體的施工間隔不超過(guò)12h，每一施工段連續(xù)作業(yè)，如間歇時(shí)間太長(zhǎng)，搭接質(zhì)量無(wú)保證時(shí)，采取局部補(bǔ)樁或注漿措施進(jìn)行處理。

（8）質(zhì)量檢查。樁位偏差20mm，樁徑偏差10mm，樁身傾斜度＜0.5%，水泥用量＞112kg/m，水灰比控制在0.5～0.6。

4 結(jié)論

通過(guò)采用放坡開(kāi)挖和支撐開(kāi)挖相結(jié)合的施工工藝，大大降低了施工難度，同時(shí)通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度和支護(hù)體系的計(jì)算，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度和支撐體系達(dá)到最優(yōu)化。

TU473.1

C

1008-3197（2011）03-53-02

2011-03-11

郭 娟/女，1968年出生，工程師，天津市排水工程公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□魏 偉/天津第三市政公路工程有限公司二分公司。