三軸水泥土攪拌樁+錨樁在房建基坑圍護結(jié)構(gòu)中的應用，丁??.1IL■■郝傳捷【摘要】本文結(jié)合河北三河市某住宅工程，闡述了三軸水泥土攪拌樁與錨樁施工的完整工藝流程、理論計算及規(guī)范要求.實踐證明，采用此工法可縮短施工周期,形成良好的隔水帷幕，有效提高地基承載力,減少基坑周圍沉降.【期刊名稱】《建筑機械（上半月）》【年（卷），期】2019（000）001【總頁數(shù)】5頁（P66-70）【關(guān)鍵詞】三軸水泥土攪拌樁;錨樁;隔水帷幕;地基承載力;沉降【作者】郝傳捷【作者單位】北京中鐵大都工程有限公司，北京102600【正文語種】中文【中圖分類】TU753.31工程概況河北三河市某住宅工程總建筑面積約6.5萬m2（其中地上建筑面積約4.9萬m2；地下建筑面積約1.6萬m2,負1層為地下車庫，基坑開挖深度4.8m，基坑總面積約為16600m2，基坑總周長520延長m）。框架剪力結(jié)構(gòu)，建筑高度95m，層數(shù)28層，單體建筑面積2.6萬m2，抗震設(shè)防烈度為7度。基礎(chǔ)工程工期短，6個月工期，要完成基坑支護、樁基施工、樁基靜荷載試驗、基坑土方開挖、樓座施工、車庫施工、車庫防水施工。工程處于鬧市區(qū)，對文明施工及噪音控制要求很高；基坑東側(cè)緊鄰某小區(qū)車庫圍墻，最近處3~3.5m;西側(cè)距離潮白河較近，因此防水擋土，防止周圍地層水土流失，保證周邊建筑物穩(wěn)定，是施工的重中之重。2施工方法的選擇水泥土攪拌樁作為一種常見基坑支護型式，具有施工操作簡便、工期短、造價低、能隔水防滲等優(yōu)點，但水泥土樁側(cè)向位移不易控制，且其材料屬于脆性材料，抗彎性能較差，這些缺點限制了水泥土攪拌樁在變形要求嚴格、深度大的基坑工程中的應用。錨樁技術(shù)具有對邊坡擾動小、可有效控制結(jié)構(gòu)變形的優(yōu)點。但錨樁受土體性質(zhì)制約較大，當土質(zhì)較差時，錨樁不能提供有效抗拔力。因此，將水泥土攪拌樁和錨樁技術(shù)聯(lián)合應用，能揚長避短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，并且錨樁施工為一次成孔，具有成樁效率高、質(zhì)量好、成本低的特點［1］。基坑圍護結(jié)構(gòu)三軸水泥土攪拌樁直徑為650mm，樁長13.5m、14.0m,套接一孔施工，組間距為900mm。型鋼型號為500x300x11x18，樁長15.0m,隔一插一設(shè)置，間距900mm。為有效錯入好土層，樁鋪長22m，擴大段直徑500mm，段長5m，非擴大段長12m，錨樁打入角度為40°。3三軸水泥土攪拌樁施工3.1技術(shù)參數(shù)及工藝流程組內(nèi)咬合200mm，組與組之間咬合650mm。采用P.O42.5水泥，水泥摻量為20%。水灰比1.0~1.5，要求全程復攪復噴，必須確保攪拌均勻，樁體搭接嚴密，樁機施工定位準確。相鄰樁施工間隔不得超過24h，否則應在相鄰部位補樁。攪拌樁施工前必須對施工區(qū)域地下障礙物進行探測，如有障礙物必須對其清理及回填素土，分層夯實后方可進行施工。（5）施工前必須測量平臺高程，以控制樁底標高，樁底標高誤差不大于50mm,樁位平面定位誤差不大于50mm，樁體垂直度偏差不大于1/200。（6）型鋼須保持平直，若有焊接接頭，接頭處須確保焊接可靠。（7）型鋼插入左右定位誤差不得大于10mm，宜插在攪拌樁靠近基坑一側(cè)，垂直度偏差不大于1/250，底標高誤差不大于200mm。（8）地下室出±0.00，外墻與圍護樁之間采用好土回填密實后，可拔除H型鋼。拔除型鋼的同時，攪拌樁空隙內(nèi)依設(shè)計要求進行。三軸水泥土攪拌樁工藝流程圖見圖1。圖1三軸水泥土攪拌樁工藝流程圖3.2施工要點3.2.1測量放線施工前，先根據(jù)設(shè)計圖紙和業(yè)主提供的坐標基準點，精確計算出圍護中心線角點坐標（或轉(zhuǎn)角點坐標），利用全站儀精確放樣出圍護中心線，并進行坐標數(shù)據(jù)復核，同時做好護樁。根據(jù)已知坐標進行垂直防滲墻軸線的交線定位，并提請總包、監(jiān)理進行放線復核。3.2.2開溝槽根據(jù)放樣出的水泥土攪拌樁圍護中心線，用挖掘機沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽，溝槽寬度根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)寬度確定，槽寬約1.2m,深度約0.6~1.2m。場地遇有地下障礙物時，利用鎬頭機將地下障礙物破除干凈，如破除后產(chǎn)生過大的空洞，則需回填壓實，重新開挖溝槽，確保施工順利進行。暗浜區(qū)埋深較深，應對浜土的有機物含量進行調(diào)查，若影響成樁質(zhì)量，則應清除及換土。3.2.3孑L位放樣及樁機就位（1）在開挖的工作溝槽兩側(cè)設(shè)計定位輔助線，按設(shè)計要求在定位輔助線上劃出鉆孔位置。(2)根據(jù)確定的位置嚴格鉆機樁架的移動就位，就位誤差不大于2cm。開鉆前應用水平尺將平臺調(diào)平，并調(diào)直機架，確保機架垂直度不小于1/250。由當班班長統(tǒng)一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應及時清除。移動結(jié)束后檢查定位情況并及時糾正，樁機應平穩(wěn)、平正。3.2.4定位線挖溝槽前劃定饑50三軸機動力頭中心線到機前定位線的距離，并在線上做好每—幅三軸樁施工加固的定位標記(可用短鋼筋打入土中定位)。3.2.5噴漿、攪拌成樁采用P.O42.5水泥，水泥摻入比為20%，土體容重取18kN/m3。施工的關(guān)鍵在于如何保證樁身的強度和均勻性。在施工中應加強對水泥用量和水灰比的控制，確保泵送壓力。根據(jù)鉆頭下沉和提升兩種不同的速度，注入土體攪拌均勻的水泥漿液，確保水泥土攪拌樁在初凝前達到充分攪拌。水泥與被加固土體充分拌和，以確保攪拌樁的加固質(zhì)量。依據(jù)設(shè)計參數(shù)，計算單樁水泥漿用量，自動攪漿施放。在施工中根據(jù)地層條件，嚴格控制攪拌鉆機下沉速度和提升速度，確保攪拌時間。根據(jù)設(shè)計圖紙的攪拌樁深度，鉆機在鉆孔下沉和提升過程中，鉆頭下沉速度為0.3~l.0m/min，提升速度為1.0~2.0m/min。每根樁均應勻速下鉆、勻速提升。經(jīng)常進行現(xiàn)場檢查壓漿泵的流量、水泥漿配制、漿液配合比，確保樁體的成樁質(zhì)量。制好的漿液不得離析，一般在2h以內(nèi)使用。在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。3.2.6型鋼選材與使用要求型鋼選用H500x300x11x18型鋼，長度達15.0m。在距型鋼頂端0.2m處開1個圓形孔，孔徑約10cm。根據(jù)設(shè)計要求，本支護結(jié)構(gòu)的H型鋼在結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計要求后必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑，—般應控制在lkg/m2[2]。3.2.7型鋼的插入與固定利于H型鋼回收再利用，在H型鋼插入前預先熱涂減摩劑，用電熱絲將固體狀減摩劑加熱熔化后均勻涂抹在H型鋼表面。待水泥土攪拌樁施工完畢后，起重機應立即就位，準備吊放H型鋼。本工程采用50t履帶起重機起吊H型鋼。H型鋼插入時間必須控制在攪拌樁施工完畢30min內(nèi)進行。放置定位型鋼卡，然后將H型鋼沿定位卡緩慢插入水泥土攪拌樁體內(nèi)。插入l~2m后，利用線墜調(diào)整型鋼的垂直度，調(diào)整完畢后將H型鋼插入水泥土。當H型鋼插入到設(shè)計標高時，若H型鋼底標高高于水泥土攪拌樁底標高，用饑吊筋將H型鋼固定，使其控制到一定標高。若H型鋼與水泥土攪拌樁底標高一致，可以不用吊筋固定。溢出的水泥土由挖掘機進行處理，以便進行后續(xù)作業(yè)施工。待水泥土攪拌樁硬化到一定程度后，將吊筋與槽溝定位型鋼撤除。3.2.8施工順序單排咬合式連接施工順序見圖2，跳槽式全套復攪式連接施工順序見圖3，其中陰影部分為重復套鉆。圖2單排咬合式連接施工順序圖3跳槽式全套復攪式連接施工順序單排咬合式連接：一般情況下均采用該種方式進行施工。跳槽式全套復攪式連接：對于圍護墻轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下采用此連接。當遇停電等情況使相鄰樁施工間隔超過24h時，采取外側(cè)補樁措施，保證止水帷幕的整體性和防滲性。3.2.9拔除H型鋼(1)在圍護結(jié)構(gòu)完成使用功能后，由甲方或總包方書面通知進場拔除。(2)應保證圍護外側(cè)滿足履帶起重機＞6m回轉(zhuǎn)半徑的施工作業(yè)面。型鋼兩面用鋼板貼焊加強，頂升夾具將H型鋼夾緊后，用千斤頂反復頂升夾具，直至起重機配合將H型鋼拔除。H型鋼露出地面部分，不能有串連現(xiàn)象，否則必須用氧氣、乙炔把連接部分割除，并用磨光機磨平。(4)樁頭兩面應有鋼板貼焊，增加強度，檢查樁頭0100mm圓孔是否符合要求，若孔徑不足必須改成0100mm;如孔徑超過則應該割除樁頭并重新開孔，每根樁頭必須待單面或兩面貼焊鋼板后才能進行拔除施工。4錨樁施工4.1技術(shù)參數(shù)錨樁施工從作業(yè)面開挖起點開始施工，錨樁樁身直徑0.40m、樁端5m為直徑0.5m擴大端，內(nèi)插加筋體為3根705鋼絞線。施工過程中噴漿壓力為樁身20MPa、樁端27MPa，水泥采用32.5級礦渣硅酸鹽水泥，水泥摻量為30%，水泥漿液水灰比為1.0。4.2工藝流程樁鋪施工工藝流程見圖4。圖4樁錨施工工藝流程圖4.3施工要點(1)土方開挖。錨樁的中心位置在鋼筋混泥土帽梁上-3.00m處。要求開挖土方至-2.55m的位置，預留0.4m的位置以便排漿及上腰梁之用。為確保設(shè)備進入指定位置施工，開挖范圍距離圍護樁至少6m[3]o(2)放線定位。錨樁位置和錨樁標高依據(jù)基樁軸線和高程引測點進行測放，開工前必須進行復核。(3)高壓旋噴鉆機就位施工。鉆機安置于設(shè)計的孔位上，使鉆頭對準孔位的中心。同時保證鉆孔達到設(shè)計要求的角度，然后作水平校正，保證錨樁與圍護樁墻成一定角度。在圍護樁墻上預鉆孔，使用巖芯鉆頭在設(shè)計錨位處帶水開孔，鉆進角度與錨樁角度相同。在高壓旋噴鉆頭上安裝錨索，沿預鉆孔插管進人圍護樁墻后，帶漿低壓鉆進到設(shè)計樁錨末端。(4)成錨控制。固化劑漿液其水灰比控制在1.0。漿液制配以前，在灰漿罐中設(shè)置標尺，按計算的水量準確測量。用灰量按設(shè)計灰量計量。制備好的漿液不得離析及停滯時間過長，應及時噴灌。錨樁作點定位后，設(shè)備就位。錨索安裝完成，帶漿噴進，壓力范圍為5~20MPa。噴射鉆進時盡量不用清水沖洗，并保證噴漿前必須將噴漿管內(nèi)水排凈。第一次噴射下沉過程根據(jù)地層的軟硬程度選用合適的噴射壓力(如遇較硬地層，無法下沉，則在地基中預先成孔)，一般為5~20MPa，且下沉速度為150cm/min。應根據(jù)施工具體反漿情況確定速度，確保噴射連續(xù)、均勻。施工深度必須符合設(shè)計要求。噴射退鉆時，在末端6m處使用壓力為27MPa，然后使用20MPa壓力直至距圍護樁墻壁6m處，不噴漿退出墻體，具體退鉆速度視現(xiàn)場返漿情況而定。提升速度要均勻，如遇噴嘴堵塞情況，應立即導通噴嘴，保證噴漿量，從而保證成錨質(zhì)量。④施工中前臺操作與后臺供漿應密切配合，聯(lián)絡(luò)信號明確。前臺高噴鉆機噴漿提升的次數(shù)和速度符合已定的施工工藝，后臺供漿連續(xù)，防止斷樁和缺漿。成錨后封孔。高壓旋噴噴漿完成后，鉆桿退出鉆孔，向孔內(nèi)塞水泥包裝袋，起到止?jié){塞作用，防止水泥漿外流，造成孔口空洞。腰梁安裝。待樁錨達到設(shè)計強度2MPa后，方可進行張拉，并做好張拉記錄，同時進行基本試驗、驗收試驗。由于支護樁形成的墻體不能保證在同一平面上，會影響到腰梁的安裝，因此對于墻體凸出部分需要用風鎬進行破碎，而對于墻體凹陷部分則可根據(jù)腰梁的位置，采用方木或墊鐵進行墊支處理，下層土方開挖并重復上述步驟。待錨樁達到設(shè)計強度后，按照設(shè)計要求安裝腰梁并張拉錨樁，在錨頭外預留10cm鋼絞線，并截斷多余的鋼絞線。5冠梁施工(1)施工工藝流程。平整場地-放線定位-挖槽及處理棄土、打墊層-鋼筋骨架制作一安置模板一混凝土澆筑與養(yǎng)護一拆模［4］。放線定位、開溝槽。在SMW工法樁位復測放灰線，確定圍檁施工的位置，開挖和修整圍檁溝槽，根據(jù)設(shè)計施工圖的不同部位，挖出圍檁1000x600溝槽；槽底找水平并低于設(shè)計圍檁底標高100mm，以便澆搗混凝土和碎石墊層作底模。鋼筋骨架制作。按設(shè)計施工大樣圖要求加工的鋼筋送現(xiàn)場制作骨架。鋼筋主筋搭接和鋼筋與鋼板的T型連接可采用電弧焊，箍筋可采用綁扎，鋼筋搭接焊接頭的搭接長度，H級鋼筋單面焊10d、雙面焊5d，各受力鋼筋之間的接頭位置應相互錯開。在該區(qū)段內(nèi)有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率，受拉區(qū)不宜超過50%，受壓區(qū)和裝配式構(gòu)件連接處不限制。受力鋼筋混凝土保護層厚度應符合設(shè)計要求，設(shè)計無具體要求時，保護層厚度不小于30mm。安置模板。復測軸線位置放灰線后，安置側(cè)模，內(nèi)模立模板，夕卜?？梢酝链＃０逡?guī)格、尺寸和位置應正確，安裝牢固，并有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性、能可靠的承受澆筑混凝土的側(cè)壓力。模板的接縫不應漏漿，模板與混凝土接觸面及素混凝土底模均應涂隔離劑或用薄柔性材料隔開?；炷翝仓；炷吝\至澆筑地點應符合澆筑規(guī)定塌落度，當有離析時，必須進行二次攪拌。在澆筑混凝土時，對模板內(nèi)的雜物和鋼筋上的油污等應清理干凈，對模板的縫隙和孔洞應予堵嚴，對木模板應澆水溫潤，但不得有積水。澆筑混凝土應連續(xù)進行，一氣呵成。當必須間隙時，時間宜縮短，當超過時間時應留置施工縫。分層澆筑時應采用插入式振搗器搗實，每一振點的振搗時間應使輪表面呈現(xiàn)浮漿和不再沉落，搗實普通混凝土的移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍。(6)混凝土養(yǎng)護。對已澆筑完畢的混凝土，應加以覆蓋和澆水，不得少于7d。必須當混凝土強度達到80%以上時，方可進行基坑開挖。6結(jié)束語以上工藝通過在三河市某住宅工程中的應用，對基坑起到了良好的止水效果，在地下車庫施工過程中未出現(xiàn)滲漏水情況，基坑周圍建筑沉降位移保持在30mm之內(nèi)，同時工期節(jié)約20d以上，為后續(xù)施工提供了保障。在施工中還需要注意：水泥漿液的配比度；型鋼插入時的垂直度；三軸鉆機在下沉上提過程中應保持勻速運行；水泥樁施工時的連續(xù)性，嚴禁中斷超過8h以上；斜拉錨樁鉆進角度一定控制好，以防角度偏差過大影響水泥土樁受力不均發(fā)生樁身開裂漏水；錨樁噴漿過程勻速進行，并注意在不同區(qū)段的噴漿壓力。三軸水泥土攪拌樁加錨樁相結(jié)合施工是近年來興起的一種新的基坑圍護形式，具有對周圍環(huán)境影響小、無滲漏水、