深基坑旋噴樁邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

◎ 寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司招標(biāo)管理中心 楊永彬

引言

深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程的施工當(dāng)中占據(jù)著極其重要的地位，深基坑旋噴樁邊坡支護(hù)就是其中一種非常常見的結(jié)構(gòu)應(yīng)用。近年來，中國軟土錨固技術(shù)發(fā)展得比較迅速，基坑工程支護(hù)的技術(shù)也時(shí)刻在創(chuàng)新，而這其中，旋噴攪拌樁就是一種新型的基坑軟土錨固技術(shù)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。旋噴攪拌樁技術(shù)結(jié)合了攪拌樁和旋噴樁的特點(diǎn)，使水泥與土的拌合更均勻，樁身強(qiáng)度大幅度提高，從而形成水泥土復(fù)合式錨固結(jié)構(gòu)。工程實(shí)踐表明，針對淤泥質(zhì)軟土深基坑，深基坑旋噴樁支護(hù)產(chǎn)生的錨固效果是普通錨桿、土釘?shù)戎ёo(hù)結(jié)構(gòu)所不能達(dá)到的。

1 深基坑工程的施工工藝

（1）根據(jù)施工方案具體細(xì)節(jié)要求，施工具體流程如下：挖土→修坡→土釘孔定位→成孔→制安土釘→配制、灌注砂漿→綁扎鋼筋網(wǎng)片→焊接加強(qiáng)筋及井字鋼筋→配制混凝土→噴射混凝土→下層挖土。土釘墻采用C20噴射砼,面板厚度為100mm,分二層施工:噴射第一層混凝土厚度為30～40mm,然后成孔、安裝土釘、綁扎鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土第二層混凝土至設(shè)計(jì)厚度;土釘墻面層內(nèi)有土釘處配Φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)。

（2）鋼管土釘為Φ48×3.0、Φ48×3.25焊接鋼管,鋼管前端封閉、在離開坑壁2.0m開始每隔0.5m旋轉(zhuǎn)90度打一個(gè)不小于8mm的冒漿孔直至底部。

（3）土釘注漿材料采用純水泥漿,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.45～0.55。注漿終了壓力不小于 0.4MPa且保持穩(wěn)壓1分鐘,注漿須慢速進(jìn)行,注漿前應(yīng)進(jìn)行洗孔。

（4）施工時(shí)應(yīng)確保鋼管土釘?shù)闹谱髻|(zhì)量和土釘?shù)淖{質(zhì)量,注漿量不得小于35kg水泥/米。

2.深基坑旋噴樁邊坡支護(hù)的擋墻結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)

2.1 旋噴樁擋墻

旋噴樁擋墻是鉆孔后將鉆桿從地基土的深處逐漸往上上提，與此同時(shí)，利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻，可以用來當(dāng)作支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻。在施工旋噴樁時(shí)，要控制好上提速度、噴射壓力和噴射量，否則質(zhì)量難以保證。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)支撐

鋼結(jié)構(gòu)支撐拼裝和拆除方便、迅速，為工具式支撐，可多次重復(fù)使用，且可根據(jù)控制變形的需要施加預(yù)頂力，有一定的優(yōu)點(diǎn)。但與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐相比，它的變形相對較大，且由于圓鋼管和型鋼的承載能力不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐的承裁能力大，因而支撐水平向的間距不能很大；相對說來，對于機(jī)械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地區(qū)開挖深基坑，支護(hù)結(jié)構(gòu)多以變形控制，在減少變形方面鋼結(jié)構(gòu)支撐不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐，但如果分階段根據(jù)變形多次施加預(yù)頂力亦能控制變形量，鋼結(jié)構(gòu)支撐仍為發(fā)展方向。

鋼管支撐的形式，多為對撐或角撐。當(dāng)為對撐時(shí)，為增大間距在端部可加設(shè)琵琶撐，以減小腰梁的內(nèi)力。當(dāng)為角撐時(shí)，如間距較大、長度較長，亦可增設(shè)腹桿形成桁架式支撐，對撐縱橫鋼管交叉處，可以上下疊交；亦可增設(shè)特制的十字接頭，縱橫鋼管都與十字接頭連接，使縱橫鋼管處于同一平面內(nèi)。后者可使鋼管支撐形成一平面框架，剛度大，受力性能好。

圖1

H型鋼支撐用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場組裝方便，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，對不同的基坑能按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行組合和連接，可重復(fù)使用，有推廣價(jià)值。

3.工程實(shí)例

3.1 工程概況

本工程居于鬧市區(qū)，擬建工程北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)距離民房較近，距離在0-9.50米左右，且民房均為淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，工程基坑開挖深度將達(dá)5.85-7.05米，超過國家規(guī)定的深基坑的5米，在基坑的開挖及后期基礎(chǔ)施工中，均存在基坑不穩(wěn)定造成邊坡失穩(wěn)引起塌方的危險(xiǎn)，因此針對本工程巖土工程勘測及周邊環(huán)境狀況采用合理的基坑維護(hù)處理方案非常有必要。

本工程南側(cè)西段有一座高層塔樓,塔樓有一層半地下室,深約7米。基坑兩側(cè)有污水管、熱力管、雨水管，相距3.0-4.5米，地下水深度-14米。該工程地質(zhì)情況:根據(jù)建設(shè)單位提供的地質(zhì)勘察報(bào)告,基坑開挖影響范圍內(nèi)的土層分布依次為,雜填土厚度在0.5-3米。全場分布;粉土,該層分布不穩(wěn)定,厚層0.7-2米;圓礫層,全場分部,厚度3.16-6.50米,為基坑開挖中主要需要維護(hù);玄武巖,根據(jù)勘察報(bào)告,開挖基本不涉及此層。水文情況:本場地地下水主要存在于圓礫層中,圓礫層空隙較大是地下水貯存和徑流的良好空間和良好通道,是本場地地下水的主要含水層。地表水主要來自于降雨和周邊部分居民的生活用水。

3.2 支護(hù)技術(shù)總體方案

根據(jù)前述計(jì)算，本工程基坑作如下設(shè)計(jì)：

根據(jù)本工程的實(shí)際情況，首先進(jìn)行長螺旋灌注樁施工,待灌注樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后進(jìn)行鉆探機(jī)引孔開始高壓擺噴、旋噴樁施工，樁體強(qiáng)度達(dá)50%后降水至第一層錨索設(shè)計(jì)標(biāo)高下1.5m，開挖至第一層錨索設(shè)計(jì)標(biāo)高下500mm，采用HD90型錨桿鉆機(jī)進(jìn)行第一層錨索施工。在錨索施工中流出的水可引入臨時(shí)挖掘的深坑中匯集后排至場外排水溝內(nèi)。之后破除灌注樁樁頭浮漿60mm進(jìn)行冠梁施工，待冠梁施工完畢一周預(yù)應(yīng)力錨索張拉后方可進(jìn)行土方開挖,第二、三層錨索施工可依次進(jìn)行，但為保證基坑的安全，土方開挖必須待上層錨索張拉完畢后方可進(jìn)行。每層腰梁間土體采用雙向鋼筋網(wǎng)綁扎后噴射C20細(xì)石混凝土進(jìn)行支護(hù)。每層土方開挖后要定期監(jiān)測基坑水平位移量及周邊建筑的沉降量，特別是雨季施工監(jiān)測的頻率要有所增加。

3.3 工程鋼支撐和鋼腰梁的構(gòu)造要求

支撐結(jié)構(gòu)的腰梁(圍檁)直接與擋墻相連，擋墻的力通過腰梁傳遞給支撐結(jié)構(gòu)；因此，腰梁的剛度對整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的剛度影響很大。支撐桿件是支撐結(jié)構(gòu)中的主要受壓構(gòu)件，支撐桿件相對于受荷面來說有垂直于荷載面和傾斜于荷載面兩種形式，由于受自重和施立荷載的作用，支撐桿件是一種壓彎構(gòu)件，在各受壓支撐桿件中增設(shè)三向約束節(jié)點(diǎn)構(gòu)造或?qū)⒅螚U件設(shè)計(jì)成支撐桁架，將加強(qiáng)支撐桿件的剛度和穩(wěn)定性。

3.4 支護(hù)施工技術(shù)

3.41 掛網(wǎng)噴砼的施工方案

1）在開挖邊坡經(jīng)過認(rèn)為的修整之后采用樁徑800mm，樁長12m樁間距600mm樁上設(shè)通長連梁。設(shè)兩處井點(diǎn)降水為防止井點(diǎn)堵塞將井點(diǎn)范圍2m*2m范圍內(nèi)樁取消。以上支護(hù)方案經(jīng)嚴(yán)密計(jì)算周密布置，在工程實(shí)際施工過程中安全可靠。

2）在軟土地區(qū),為避免基坑底部隆起，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移加大和鄰近建(構(gòu))筑物下沉，可采用深層攪拌樁或注漿技術(shù)對基坑底部土體進(jìn)行加固，即提高支護(hù)結(jié)構(gòu)被動(dòng)區(qū)土體的強(qiáng)度的方法。

3）基坑開挖時(shí)，多臺(tái)機(jī)械開挖，挖土機(jī)間距應(yīng)大于10m。在工作范圍內(nèi)，不許進(jìn)行其他作業(yè)。挖土應(yīng)由上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁先挖坡腳或逆坡挖土。

3.42 定位放線

按照工程的設(shè)計(jì)要求在建筑物四周布樁，樁與樁之間塔接10cm，在布置樁位時(shí)，為防止樁位距離誤差較大而產(chǎn)生滲水間隙，對布置好的樁位必須妥善保護(hù)，如在施工中發(fā)現(xiàn)有疑點(diǎn)的樁位，必須復(fù)核后再施工，從而達(dá)到防滲的效果。

結(jié)束語

基坑支護(hù)工程是建筑工程施工中不可或缺的一部分，它關(guān)系到整個(gè)建筑工程本身的質(zhì)量及進(jìn)度，且會(huì)直接影響到工程效益及建筑的安全性。而深基坑旋噴樁邊坡支護(hù)工程，則更是一個(gè)工作量雜而多的復(fù)雜系統(tǒng)，要做好這項(xiàng)工程，就必須在施工規(guī)范及施工方案的基礎(chǔ)之上，制定出一個(gè)適合自身工程特點(diǎn)的基坑支護(hù)方案，同時(shí)必須對支護(hù)施工中分部項(xiàng)目的施工予以足夠的重視。