淺談基坑支護(hù)中的旋噴攪拌加勁樁施工技術(shù)

文/陳小金 江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司 江西南昌 330029

1、工程概況

【上塘中心城區(qū)嶼門(mén)-黃嶼農(nóng)房集聚建設(shè)項(xiàng)目（一期）】位于永嘉縣上塘鎮(zhèn)觀前村，總用地面積31627m2，總建筑面積為95927m2，其中地下建筑面積18910m2。本工程包括5棟24-26+1層高層建筑、2層物業(yè)及商鋪，整體一層地下室組成，建筑密度26.32%，綠化率25.8%。

基坑及支護(hù)所涉土層為①0素填土、①粘土層、②1淤泥層。上述土層結(jié)構(gòu)軟弱，抗剪強(qiáng)度低，工程特性差，基坑側(cè)壁土體的穩(wěn)定性差，同時(shí)由于地下水位深度淺，基坑開(kāi)挖部分位于地下水水位以下，本工程基坑開(kāi)挖前應(yīng)進(jìn)行支護(hù)措施。

本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用三軸水泥攪拌樁內(nèi)插H型鋼加兩排預(yù)應(yīng)力錨索形成支護(hù)體系。其中旋噴攪拌加勁樁樁徑Φ500mm，水泥摻入量30%，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.9～1.1，內(nèi)插2根強(qiáng)度1860MPa的Φ12.7鋼絞線(xiàn)，鋼絞線(xiàn)張拉鎖定值為80KN。

2、旋噴攪拌加勁樁的加固原理及優(yōu)點(diǎn)

旋噴攪拌加勁樁是采用專(zhuān)用鉆機(jī)在基坑坑壁上按一定角度在土體中成孔，鉆頭在鉆進(jìn)、攪拌過(guò)程中通過(guò)中空桿、噴嘴將一定壓力的水泥漿噴出，隨攪拌過(guò)程將水泥漿與土層充分混合，得到的加固體是攪拌旋噴注漿的復(fù)合體；在成孔攪拌的同時(shí)用鉆頭將鋼絞線(xiàn)錨筋加勁體帶入樁體內(nèi)，當(dāng)樁體達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，將鉆桿退出，待水泥固化后即成為旋噴攪拌加勁樁。

旋噴攪拌加勁樁的優(yōu)點(diǎn)如下：

1）通過(guò)旋噴攪拌形成大直徑水泥土樁體，對(duì)松散軟土的性能做了很大改善，使軟土改變成具有較高強(qiáng)度的水泥土體，土的粘聚力與土體的內(nèi)摩擦角數(shù)值都得到相應(yīng)的提高，抗?jié)B能力也會(huì)明顯改善，具有超前加固、主動(dòng)支護(hù)的作用。

2）在形成的大直徑水泥土樁體中加筋，形成加筋水泥土樁體，大大提高了水泥土的抗彎、抗剪強(qiáng)度，起到了增加支護(hù)的作用。

3）通過(guò)錨錠板和預(yù)張拉，使水泥土的抗彎和抗剪能力得到了一定提高。

4）通過(guò)錨錠板和錨筋與水泥土的粘合，在軟弱土層產(chǎn)生較高的錨固力，可有效約束土體邊坡的變形。

5）通過(guò)設(shè)定多排旋噴攪拌加勁樁，并通過(guò)與腰梁相連，形成一個(gè)重力式擋土結(jié)構(gòu)，可防止土體邊坡滑移、隆起等。

6）突破了在淤泥及承壓水流砂層中不能施工錨桿或土釘?shù)慕麉^(qū)，采用旋噴攪拌加勁樁可解決錨固力有限的問(wèn)題、解決了承壓水流砂層中成孔、噴砂涌水的難題，對(duì)各種軟弱土層的加固與支護(hù)效果顯著。

7）在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用旋噴攪拌加勁樁可代替內(nèi)支撐，加快了施工工期、節(jié)省支護(hù)成本，并使施工挖土十分方便；支護(hù)基坑深度可達(dá)30米，且變形控制能力強(qiáng)。

8）可回收式錨筋將突破旋噴攪拌加勁樁使用超建筑紅線(xiàn)的限制，施工結(jié)束以后，只要將錨筋抽出，將不產(chǎn)生地下障礙物，因此旋噴攪拌加勁樁的應(yīng)用可以超建筑紅線(xiàn)。此外，由于第一排旋噴攪拌加勁樁可設(shè)置于地下較深處，可避開(kāi)地下管線(xiàn)。

9）成本與工期：對(duì)于開(kāi)挖深度6～8米基坑，與傳統(tǒng)的重力式擋土墻結(jié)構(gòu)或懸臂式排樁結(jié)構(gòu)、錨桿或復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)省成本10～30%，減少工期20～30%。對(duì)于開(kāi)挖深度10～15m，面積1萬(wàn)平方以上的基坑，采用旋噴攪拌加勁樁支護(hù)方案與傳統(tǒng)的排樁支撐方案相比，可節(jié)約成本20～50%，節(jié)省工期40%。

3、施工流程及工藝節(jié)點(diǎn)施工

旋噴攪拌加勁樁成孔采用專(zhuān)用鉆機(jī)成孔，施工應(yīng)與開(kāi)挖緊密配合，施工前應(yīng)先開(kāi)挖按第一道加勁樁設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn)低于標(biāo)高面向下300mm左右、寬度為不小于6米的溝槽工作面，施工示意如下圖1。

圖1 旋噴攪拌加勁樁施工示意圖

3.1 旋噴攪拌加勁樁施工流程見(jiàn)圖2

圖2 旋噴攪拌加勁樁施工流程圖

3.2 工藝節(jié)點(diǎn)施工

（1）定位

當(dāng)土方開(kāi)挖溝槽后，應(yīng)測(cè)量標(biāo)高，并在三軸水泥攪拌樁上拉線(xiàn)做記號(hào)。鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確，底座應(yīng)墊平，鉆桿的傾斜角度應(yīng)用羅盤(pán)校核，角度偏差不大于3度，定位誤差小于50mm。

成孔施工前應(yīng)在場(chǎng)地中挖好排水溝及循環(huán)漿池，以避免因泥漿隨意排放影響施工。

（2）成孔

施工旋噴攪拌水泥土錨樁，其施工應(yīng)采用鉆進(jìn)、注漿、攪拌、插筋的方法。宜采用“進(jìn)退2噴2攪”的施工工藝，錨樁直徑為Φ500mm，水平傾角分別為20、30度、有效樁長(zhǎng)為13.5～18.5m。由鉆桿中空孔向內(nèi)旋噴水泥漿液，水灰比0.9～1.1，旋噴攪拌壓力不宜小于20MPa（擴(kuò)大頭部位采用旋噴攪拌的進(jìn)退次數(shù)比樁身增加二次，以保證擴(kuò)大頭的直徑）。通過(guò)上述鉆桿的中空通道，邊鉆進(jìn)邊攪拌注漿，成孔完畢后將鋼絞線(xiàn)及錨頭結(jié)構(gòu)件帶入設(shè)計(jì)深度，在插入過(guò)程也應(yīng)注漿。

（3）錨筋制作

錨筋體采用2根Φ12.7鋼絞線(xiàn)制作而成，錨頭用冷擠壓法與錨盤(pán)進(jìn)行固定。錨筋長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)+圍護(hù)墻厚度，并考慮腰梁外預(yù)留長(zhǎng)度，一般外留長(zhǎng)度1m。

所用鋼絞線(xiàn)在制作之前應(yīng)有出廠合格證等質(zhì)保材料，并送檢合格后方可使用。

（4）腰梁加工制作

本工程腰梁采用雙拼22b鋼，鋼材型號(hào)為Q235，每根6米長(zhǎng)，在工廠加工預(yù)制。鋼腰梁對(duì)焊連接時(shí)兩根槽鋼之間的焊縫小于2mm。

（5）張拉、鎖定

錨筋張拉鎖定在錨筋施工養(yǎng)護(hù)7d且加勁樁強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后進(jìn)行，錨具采用QVM15-N錨具，錨具和夾具應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具.夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定。鎖定張拉機(jī)具事先經(jīng)過(guò)標(biāo)定，并用此油壓表的讀數(shù)換算成張拉壓力進(jìn)行控制，在鎖定過(guò)程中，采用錨筋拉力計(jì)進(jìn)行校核。

采用高壓油泵和100噸穿心千斤頂進(jìn)行張拉鎖定。正式張拉前先用20%鎖定荷載（按每根鋼絞線(xiàn)90KN確定）預(yù)張拉一次，再以50%、100%的鎖定荷載分級(jí)張拉，然后超張拉至110%鎖定荷載，在超張拉荷載下保持5分鐘，觀測(cè)錨頭無(wú)位移現(xiàn)象后再按鎖定荷載鎖定。若達(dá)不到要求，應(yīng)在旁邊補(bǔ)樁。

腰梁與三軸攪拌樁之間用C25混凝土澆筑填充。

圖3

4、施工注意事項(xiàng)

1）施工過(guò)程中應(yīng)編制作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，做好施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底工作。

2）在較高地下承壓水內(nèi)施工加勁樁時(shí)，可通過(guò)二次封堵法為基礎(chǔ)的封閉式施工方法防止水壓對(duì)施工的影響，封堵孔內(nèi)水，防止土、砂流失，順利成樁。

3）為消除加勁樁預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)產(chǎn)生的部分應(yīng)力消散問(wèn)題，錨筋張拉鎖定應(yīng)在加勁樁體施工結(jié)束養(yǎng)護(hù)7天后且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值70%以后進(jìn)行。

4）在錨筋張拉鎖定過(guò)程中，應(yīng)采用錨筋拉力計(jì)進(jìn)行校核；通過(guò)對(duì)錨筋的張拉力監(jiān)測(cè)，可確定錨筋預(yù)應(yīng)力損失量，以便及時(shí)補(bǔ)拉校正。

5）同一層的旋噴錨索加勁樁，應(yīng)采用跳打法施工（打一跳三），防止對(duì)鄰樁產(chǎn)生高壓破壞影響整體加勁樁質(zhì)量，保證先后施工的相鄰兩樁間隔時(shí)間應(yīng)在12h以上。

結(jié)語(yǔ)：

旋噴攪拌加勁樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是近年來(lái)在基坑支護(hù)中應(yīng)用的一種創(chuàng)新的樁錨技術(shù)，對(duì)所采用的支護(hù)樁起著有力的錨固作用，提高支護(hù)樁的抗傾覆能力，可減少支護(hù)樁的懸臂高度，增大基坑內(nèi)空間，有利于后續(xù)土方開(kāi)挖、基礎(chǔ)施工作業(yè)；并具有良好的變形控制能力和較高的穩(wěn)定性，特別適合于建筑密集或鄰近重要工業(yè)與民用設(shè)施附近對(duì)基坑變形有嚴(yán)格要求的工程。與傳統(tǒng)的支護(hù)相比，旋噴攪拌加勁樁在安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工便利性上具有很大的優(yōu)勢(shì)，且施工期間對(duì)環(huán)境的污染較小，該技術(shù)在深基坑支護(hù)中的運(yùn)用會(huì)越來(lái)越廣泛。