盧敏健 胡景娟

加筋水泥土多向錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種新型的支護(hù)方式，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的內(nèi)支撐，適用于砂土、黏性土、粉土、雜填土、黃土、淤泥以及淤泥質(zhì)土等土層中。錨樁可分為垂直錨樁和斜錨樁，形成過(guò)程是利用旋噴鉆機(jī)按一定的角度(與水平夾角為20°左右)在土體中成孔，在成孔同時(shí)通過(guò)旋噴機(jī)向土體噴射水泥漿，用旋噴式攪拌法形成水泥土變徑體，并在成孔攪拌同時(shí)插入鋼絞線(xiàn)等錨筋制成水泥土錨樁。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的地層適應(yīng)性，并不受支護(hù)深度的限制，突破了土釘墻應(yīng)用的局限性，對(duì)自然環(huán)境無(wú)污染，如不產(chǎn)生施工噪聲、廢棄的泥漿和擠土效應(yīng)等，不僅能降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的造價(jià)，而且能縮短施工工期。

1 基坑工程概況

本工程位于無(wú)錫市金城路、清揚(yáng)路，無(wú)錫市醫(yī)療中心內(nèi)東南角，基坑開(kāi)挖面積為20 400 m2，開(kāi)挖深度為 12.0 m，基坑圍護(hù)工程開(kāi)挖面積較大，開(kāi)挖深度較深，施工影響范圍廣。本工程基地西、北兩面靠近醫(yī)院內(nèi)部道路和待建場(chǎng)地，其中北側(cè)靠近已建建筑和道路，圍護(hù)邊線(xiàn)距離圍墻較近;東側(cè)靠近待建市政道路和高層住宅，南側(cè)靠近老住宅區(qū)。其中西北側(cè)圍護(hù)邊線(xiàn)距離圍墻較近，由于該側(cè)是醫(yī)院的主要通道，進(jìn)出的外來(lái)人員較多，若基坑挖土施工引起道路開(kāi)裂甚至坍塌等問(wèn)題，則會(huì)造成極其不利的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)擬建場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告可知，擬建場(chǎng)地屬?zèng)_湖積平原，廣泛堆積了第四系松散沉積土體，第四系沉積土層土性主要是黏性土、粉土、粉細(xì)砂，總厚度達(dá) 100 m～190 m，擬建場(chǎng)地附近總厚度大于50 m。擬建場(chǎng)地淺部土層中的地下水屬于潛水類(lèi)型，其水位動(dòng)態(tài)變化受控于大氣降水和地面蒸發(fā)等，地下水位豐水期較高，枯水期較低，穩(wěn)定水位標(biāo)高為黃海標(biāo)高2.60 m～3.34 m，埋深一般為1.60 m。根據(jù)周?chē)h(huán)境及場(chǎng)地情況分析，場(chǎng)地周?chē)鸁o(wú)污染源，因此地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。因地下水埋深較淺，故地基土對(duì)混凝土亦無(wú)腐蝕性。

場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)綜合成果表

3 基坑工程圍護(hù)設(shè)計(jì)

本基坑工程設(shè)計(jì)本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工的原則，綜合考慮本次基坑工程情況、周邊環(huán)境條件及基坑開(kāi)挖施工順序，對(duì)各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，考慮采用鉆孔灌注樁+止水帷幕法+三道斜錨樁，結(jié)合淺部放坡+土釘墻的圍護(hù)形式。

本工程基坑開(kāi)挖深度12.0 m，上部4.4 m采用土釘墻支護(hù)，下部設(shè)計(jì)采用φ 800@1 100鉆孔灌注樁+三道斜向錨樁的圍護(hù)形式。

鉆孔灌注樁以上4.4 m，采用放坡+土釘墻的形式:放坡采用1∶0.5(65°)放坡，三道土釘@1 000，第一道土釘長(zhǎng)度為10.0 m，第二道土釘長(zhǎng)度為9.0 m，第三道土釘長(zhǎng)度為8.0 m。

土釘鉆孔直徑為100，內(nèi)置φ 20Ⅲ級(jí)鋼筋。下部鉆孔灌注樁有效長(zhǎng)為16.1 m，第一道斜向錨樁 2φ 500@3 300，長(zhǎng)度為15 m，內(nèi)置三根鋼絞線(xiàn)，標(biāo)高為-4.500 m，第二道斜向錨樁φ 500@1 100，長(zhǎng)度為16 m，內(nèi)置四根鋼絞線(xiàn)，標(biāo)高為-7.500 m，第三道斜向錨樁φ 500@11 000，長(zhǎng)度為14 m，內(nèi)置四根鋼絞線(xiàn)，標(biāo)高為-10.000 m。鋼筋混凝土圍檁中心標(biāo)高為-4.700 m，截面為1 200×600，腰梁采用雙拼工字鋼與若干扁鐵焊接而成，工字鋼型號(hào)180×94。采用φ 850@600三軸水泥攪拌樁隔水，有效樁長(zhǎng)為12.0 m，三軸水泥攪拌樁水泥摻量為20%。加筋水泥土多向錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用專(zhuān)業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

4 加筋水泥土錨樁施工工藝

加筋水泥土錨樁成孔采用專(zhuān)業(yè)鉆機(jī)，成孔直徑根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，錨筋施工應(yīng)與開(kāi)挖緊密配合，正式施工前應(yīng)先開(kāi)挖深度為1 m，寬度為4 m的錨樁溝槽工作面。

施工旋噴攪拌水泥土錨樁，其施工工序?yàn)?定位→成孔→錨筋制作、插入→圍檁放置→張拉、鎖定。采用一次性鉆頭上加攪拌葉片，直徑為 500 mm，水平傾角 15°，15°，15°，長(zhǎng)度 14.0 m ～16.0 m。由鉆桿中空孔向內(nèi)旋噴水泥漿液，水灰比(1～0.7)∶1，旋噴攪拌的壓力應(yīng)為10 MPa～18 MPa，水泥用量為每立方米20%。通過(guò)上述鉆桿的中空通道，邊鉆進(jìn)邊攪拌注漿，鉆進(jìn)同時(shí)將兩根鋼絞線(xiàn)及三根錨頭結(jié)構(gòu)件帶入設(shè)計(jì)深度。錨筋采用φ 15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)制作，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不低于1 720 MPa。

鋼絞線(xiàn)預(yù)留于樁外長(zhǎng)度不小于700 mm，兩根鋼絞線(xiàn)要穿過(guò)圍檁的側(cè)面模板與其成90°角。將鋼絞線(xiàn)從圓孔中引出，筋體應(yīng)放在樁體的中心，三軸攪拌樁、旋噴樁及壓頂梁強(qiáng)度達(dá)到70%后方可進(jìn)行張拉鎖定，鎖定值為160 kN～200 kN。

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面計(jì)算結(jié)果匯總表

施工注漿過(guò)程中如果出現(xiàn)斷漿現(xiàn)象，及時(shí)停鉆，解決施工問(wèn)題后，重新進(jìn)行注漿。注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液。注漿作業(yè)開(kāi)始和中途停止較長(zhǎng)時(shí)間，再作業(yè)時(shí)宜用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及注漿管口。除旋噴外孔口溢出漿液時(shí)，可停止注漿。漿體硬化后不能充滿(mǎn)錨固體時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。攪拌工藝在砂層中施工，容易出現(xiàn)塌孔，宜采用一次性鉆頭或旋噴攪拌等工藝來(lái)解決塌孔的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

在軟土層中采用加筋水泥土多向錨樁作基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，省去了內(nèi)支撐，加快了施工工期，使地下施工更為方便，同時(shí)通過(guò)高壓旋噴攪拌形成的大直徑水泥土錨樁體，解決了開(kāi)孔噴砂漏水及塌孔問(wèn)題，加固效果是一般斜錨樁和土釘無(wú)法達(dá)到的。本工程所采用的支護(hù)方式對(duì)類(lèi)似的工程有很好的借鑒意義。

[1] 劉全林，楊友蓮.加筋水泥土斜錨樁基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析及其應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24(2):5331-5336.

[2] JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] CECS 147∶2004，加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 花國(guó)明.深基坑支護(hù)的實(shí)施與控制[J].山西建筑，2008，34(31):116-117.