doi：10.3969/j.issn.1001-5922.2024.02.030

摘 要：為提高超限深?；硬牧闲迯?fù)加固的效果，提出基于變形監(jiān)測的超限深?；硬牧闲迯?fù)加固措施研究。在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行基坑修復(fù)加固。通過進(jìn)行施工準(zhǔn)備、樁位放樣、鉆機(jī)就位及鉆孔、灰漿制作、旋噴和復(fù)攪、沖洗及移動設(shè)備等一系列步驟完成高壓旋噴樁技術(shù)對于超限深危基坑的修復(fù)加固。結(jié)果表明，采用所提方法深基坑沉降變形小，在降雨較少的春季，其沉降值在0.24 cm以下;在降雨較多的秋季，其沉降值在0.90 cm以下，均嚴(yán)格控制在規(guī)定值以內(nèi)。所提方法可滿足超限深危基坑加固工程施工處理需要，能有效完成對基坑的修復(fù)加固處理，提高基坑加固工程質(zhì)量，為基坑加固提供可靠價值參考。

關(guān)鍵詞：超限；高壓旋噴樁；加固

中圖分類號：TU472.3⁺6;TQ336.9" " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " "文章編號：1001-5922（2024）02-0112-04

Optimization and application effect of overrun deep danger foundation pit reinforcement technology based on high-pressure jet grouting pile

YANG FUrong

（No.9 Construction Group Co.，Ltd.，of Shaanxi Construction Engineering Group，Xi’an 719000，China）

Abstract：In order to improve the effect of repair and reinforcement of the overrun deep danger foundation pit materials，the research on repair and reinforcement measures of overrun and deep danger foundation pit materials based on deformation monitoring was proposed.On the basis of deformation monitoring data，the foundation pit was repaired and reinforced by high-pressure jet grouting pile technology.Through a series of steps such as construction preparation，pile setting out，drilling rig positioning and drilling，mortar production，rotary spraying and remixing，flushing，and moving equipment，the high-pressure rotary spraying pile technology was completed for the repair and reinforcement of overrun deep danger foundation pits.The research results showed that the proposed method had small settlement deformation in deep foundation pits.In spring with less rainfall，the settlement value was below 0.24 cm，and in autumn with more rainfall，the settlement value was below 0.90 cm，all of which were strictly controlled within the specified values.The proposed method can meet the construction needs of the overrun deep danger foundation pit，effectively complete the repair and reinforcement treatment of the foundation pit，improve the quality of the foundation pit reinforcement engineering，and provide reliable value reference for foundation pit reinforcement.

Key words：overrun;high pressure jet grouting pile;reinforce

近年來城市化進(jìn)程越來越快，人們對地下空間的利用和開發(fā)也日益加強(qiáng)，越來越多的高層建筑、地下車庫、商業(yè)中心等大型建筑工程需要進(jìn)行深基坑開挖，基坑設(shè)計施工也越來越困難，在基坑施工過程中往往會由于各種不利因素的同時產(chǎn)生導(dǎo)致基坑的變形和失穩(wěn)，目前對基坑修復(fù)加固成為了深基坑工程面臨的重大問題。而傳統(tǒng)的加固方法，如加固鋼支撐、注漿加固、錨固加固等方法，在某些特殊情況下往往難以滿足超限深?；拥募庸桃螅瑫r，由于加固方法施工周期長、造價高等缺點(diǎn)，也給工程建設(shè)帶來一定的不便和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，為提高超限深?；硬牧闲迯?fù)加固的效果，提出基于變形監(jiān)測的超限深?；硬牧闲迯?fù)加固措施研究。在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行基坑修復(fù)加固，提高超限深?；硬牧闲迯?fù)加固的效果，增強(qiáng)基坑加固工程質(zhì)量，為基坑加固提供可靠價值參考。

1"研究項目工程概況

本研究以陜西省某市 “三館”（展覽館、圖書館、博物館）項目為例，該項目位于該市高新區(qū)，共占地約20 ha，采用地下加地上的整體結(jié)構(gòu)形式，其中地上部分5層，地下部分有1層和2層2種，項目建筑面積共計22.01萬m²。博物館為該項目中建筑難度最大的工程，其建筑面積為7.6萬m²，分為展區(qū)、庫房、辦公等多個區(qū)域。圖書館建筑面積5.98萬m²，分為閱讀區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)等6部分。展覽館建筑面積約5萬 m²。

1.1"項目施工概況

本項目基坑屬于臨時工程，基坑設(shè)計使用年限為18個月，基坑開挖與支護(hù)在2013年7月動工，當(dāng)年11月基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高;但由于種種原因，基坑完成后未進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，其一直處于裸露狀態(tài)至2018年7月，已經(jīng)超出設(shè)計使用年限，屬于超限基坑^[1]。

從基坑規(guī)?？?，基坑前期采用支護(hù)樁設(shè)計并用混凝土噴射砂漿混凝土封閉裸露土層方法，開挖深度14 ～18 m，從開挖深度考量，已經(jīng)遠(yuǎn)大于8 m，因此本工程屬于深基坑工程^[2]。從基坑破壞后危險性分析，基坑北部及東部分別為沙河路及明珠大道，是城市主干道，車流量較大，基坑破壞后會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此屬于重大危險源。基坑?xùn)|、北兩側(cè)在原來施工中做了土體反壓處理，反壓高度8 m，寬6 m^[3-4]。經(jīng)過動態(tài)設(shè)計后，最新基坑深度為6 m，因此采用細(xì)砂對超挖部分進(jìn)行回填處理，細(xì)砂各項指標(biāo)應(yīng)符合回填要求。

以上情況表明，該基坑工程的加固和處理屬于超限深?；拥奶幚?，在進(jìn)行工程施工前必須進(jìn)行安全論證和技術(shù)方案審核以確保施工安全?；?xùn)|、北兩側(cè)支護(hù)現(xiàn)狀如圖1、圖2所示。

1.2"項目存在的問題及修復(fù)加固措施

（1）原設(shè)計基坑為臨時工程，設(shè)計使用年限為18個月，基坑暴露時間已經(jīng)達(dá)到5年，嚴(yán)重超限，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系工作情況不明確^[5-6];

（2）由于基坑防排水體系已年久失修，基坑已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的水害，如地表隆起裂縫，基坑周邊空洞等;

（3）基坑回填過程中機(jī)械車輛在周邊給基坑施工臨時荷載，對結(jié)構(gòu)安全性影響未知，需討論實(shí)施。

2"超限深危基坑材料修復(fù)加固方法

2.1"實(shí)驗原料和儀器

實(shí)驗所使用的主要原材料為級配42.5的普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.0%，初凝時間為46 min，28 d強(qiáng)度為43.6 MPa；路面瀝青密度為1.3 g/cm³，黏度為150 Pa·s，軟化點(diǎn)為70 ℃；廢舊輪胎；酚醛樹脂助劑；碳纖維增稠劑。

實(shí)驗所使用的實(shí)驗器材主要有：YZSL-30型瀝青加熱缸，德州飛騰筑路設(shè)備有限公司；YG-180型開槽機(jī)，湖州四聯(lián)機(jī)械設(shè)備有限公司；YLXC-3010型多功能水泥漿體攪拌站，常州宏信電子設(shè)備有限公司；ZF-1型雙軸攪拌機(jī)，湖南長沙瑞強(qiáng)機(jī)械制造有限公司；ZD-CF-B型沙石吹風(fēng)機(jī)，曲阜市正達(dá)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司；HG-3002LCD型熱風(fēng)槍，深圳市固特工具有限公司；HK-006型鉆機(jī)，山東弘礦機(jī)械設(shè)備有限公司；BW型注漿泵，鄭州磐石支護(hù)設(shè)備有限公司。

2.2"材料的制備

2.2.1"橡膠改性瀝青的制備

將廢舊輪胎去除金屬、纖維等雜質(zhì)，然后將輪胎切成適當(dāng)大小的顆粒狀物料。同時，將瀝青加熱到170 ℃，之后將瀝青和輪胎顆粒放入混合桶中，經(jīng)高速攪拌使瀝青和輪胎顆粒充分混合。該步驟中可根據(jù)需要添加適量的酚醛樹脂助劑和碳纖維增稠劑，以調(diào)整混合物的性能^[7-8]。將混合好的物料加入YZSL-30型瀝青加熱缸中，經(jīng)過高溫熔融，使橡膠顆粒充分分散在瀝青中，該過程中的溫度控制在180～200 ℃，時間為50 min。將熔融混合好的橡膠改性瀝青進(jìn)行過濾，去除其中的雜質(zhì)和顆粒，然后進(jìn)行包裝，以備使用。

2.2.2"灰漿制備

根據(jù)水灰比1∶1添加級配42.5的普通硅酸鹽水泥，采用YLXC-3010型多功能水泥漿體攪拌站做好攪拌工作，測定泥漿比重，根據(jù)設(shè)計要求適當(dāng)添加水泥，至滿足配合比要求為止^[9-10]。漿液攪拌時間應(yīng)該大于4 min，但不超過初凝時間；灰漿經(jīng)2道過濾網(wǎng)過濾，將其中的雜質(zhì)濾除，防止堵塞問題發(fā)生;對桶內(nèi)存儲的漿液攪拌，避免凝固。

2.3"修復(fù)加固方案

超限深?；又苓吜芽p大致分為橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、邊緣裂縫、沉降裂縫等，可采用瀝青修復(fù)基坑周邊裂縫病害，針對上述裂縫類型，根據(jù)具體裂縫情況采取直接灌縫、開槽灌縫及現(xiàn)場熱再生維修等方法進(jìn)行處理。對基坑的加固措施，在進(jìn)行加固之前，需以監(jiān)控量測為基坑加固的前提，采用GPS定位系統(tǒng)按照周期對基坑、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建筑進(jìn)行高程測量，并在基坑上安裝激光監(jiān)測發(fā)射器，在支護(hù)冠梁上安裝接收靶，實(shí)時進(jìn)行觀測，以監(jiān)測施工過程中基坑邊坡的變形情況，且為后續(xù)基坑的加固效果評價提供數(shù)據(jù)支撐。利用GPS定位測量技術(shù)，在基坑冠梁上采用環(huán)形布設(shè)方法布設(shè)46個觀測點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，共布設(shè)9個激光發(fā)射與接收監(jiān)測點(diǎn)，二者觀測頻率為每天一次。在監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用高壓旋噴樁施工方法進(jìn)行加固^[11-13]。為促進(jìn)高壓旋噴樁在深基坑加固工程中效果提升，施工必須嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，加強(qiáng)每個施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制。具體來說，該基坑加固工程中，主要嚴(yán)格遵循工藝流程如圖3所示。

2.4"超限深?；硬牧闲迯?fù)加固的實(shí)現(xiàn)

2.4.1"基坑周邊裂縫病害修復(fù)

針對基坑周邊出現(xiàn)的裂縫病害，應(yīng)采用瀝青封閉裂縫，以防止雨水滲入，并針對裂縫情況，選用合適的方法進(jìn)行修復(fù)。如其裂縫已經(jīng)超過3 mm，應(yīng)選用開槽灌縫的方法進(jìn)行修補(bǔ)^[14]。選用橡膠改性瀝青作為灌縫材料，利用YG-180型帶有旋轉(zhuǎn)式碳鋼切縫刀頭的裂縫開槽機(jī)對準(zhǔn)裂縫切割出均勻的凹槽，其深度及寬度尺寸應(yīng)控制在10～20 mm；然后ZD-CF-B型利用吹風(fēng)機(jī)對裂縫進(jìn)行清潔，最后進(jìn)行灌縫。為使其密封膠與裂縫緊密結(jié)合，還應(yīng)采用HG-3002LCD型熱氣噴槍進(jìn)行加熱烘干處理^[15]。對于已經(jīng)出現(xiàn)的空洞部分，采用相似物理力學(xué)性質(zhì)的土及時回填，回填時在基坑下做反壓土，保證基坑安全。地表縱向裂縫及空洞處理情況如下圖4所示。

2.4.2"高壓旋噴樁施工加固

（1）高壓旋噴樁加固施工需要注意的問題。整個鉆孔施工應(yīng)嚴(yán)格遵循工藝流程，按照從內(nèi)排樁到外排樁的順序施工。旋噴樁施工要保證水泥漿連續(xù)供應(yīng)，避免出現(xiàn)中斷情況。重視漿液攪拌，保證連續(xù)均勻進(jìn)行，避免出現(xiàn)離析和結(jié)塊現(xiàn)象，以提高注漿施工效果^[16]。根據(jù)監(jiān)測所得數(shù)據(jù)，對構(gòu)造物底部高程進(jìn)行計算，合理確定樁頂高程，考慮鑿除50 cm樁頭的影響，保證高程合理。合理利用旋噴廢漿，凝固后形成樁間橫系梁，提高承載力。通常在成樁28 d后開挖基槽，可鑿除50 cm軟樁頭，但必須保證樁長滿足要求。此外，整個高壓旋噴樁施工過程中，必須重視對旋噴速度的有效控制，一般不大于25 cm/min，并保持穩(wěn)定；旋噴提升壓力不得小于20 MPa，鉆桿旋轉(zhuǎn)速度20～25 r/min，樁體應(yīng)該均勻，強(qiáng)度符合要求。2.4.3"加固實(shí)施操作過程

（1）施工準(zhǔn)備及測量放樣。試樁并確定技術(shù)參數(shù)，每點(diǎn)至少打3根試驗樁，檢驗機(jī)械設(shè)備性能和工藝技術(shù)參數(shù)，確定最佳灰漿稠度、工作壓力、鉆進(jìn)速度、提升速度、水泥摻入量等^[17]。該工程應(yīng)用高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行基坑加固處理，技術(shù)參數(shù)為：水灰比1∶1，鉆進(jìn)工作壓力20～25 MPa，提升速度小于等于0.25 m/min，轉(zhuǎn)速20～25 r/min，水泥摻量180～220 kg/m³。參數(shù)確定后，根據(jù)施工圖紙進(jìn)行測量放樣，按照設(shè)計圖紙要求布樁，小木樁紅色頭標(biāo)注樁位，合理控制樁距，并報監(jiān)理工程師驗收，確保滿足施工規(guī)范要求;

（2）高壓旋噴樁鉆機(jī)就位及鉆孔。安排ZF-1型攪拌機(jī)具進(jìn)入基坑加固施工現(xiàn)場，做好安裝調(diào)試工作，保證轉(zhuǎn)速、壓力和計量正常，然后進(jìn)行鉆進(jìn)就位^[18]。鉆頭對準(zhǔn)樁位標(biāo)識中心，雙向調(diào)平鉆桿，調(diào)整對中，最后精確調(diào)平，垂直度誤差控制在1%以內(nèi)，對中誤差小于5 cm。測量鉆桿總長度，根據(jù)樁長和標(biāo)高計算鉆節(jié)數(shù)，標(biāo)出下鉆結(jié)束位置。采用單管法旋轉(zhuǎn)HK-006型鉆機(jī)，下鉆時水泥漿壓力小于10 MPa，避免堵噴嘴，降低噴漿時的土體阻力，讓漿液充分?jǐn)嚢?，鉆孔至設(shè)計深度位置。一個鉆孔施工完成并經(jīng)檢驗合格后，移動鉆機(jī)進(jìn)行下一孔位鉆進(jìn)施工，重復(fù)上述操作流程。通常應(yīng)用打一跳一法完成鉆孔任務(wù)，有利于樁位間的吻合，提高基坑加固質(zhì)量。鉆孔完成并且成孔后，對孔位、孔深、垂直度仔細(xì)檢查，保證滿足規(guī)范要求;

（3）灰漿制作。根據(jù)“2.2.2"灰漿制備”中的制備方法完成灰漿制作；

（4）旋噴和復(fù)攪。注漿管下至預(yù)定深度，調(diào)整回流閥門，讓旋噴罐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到規(guī)定值，水泥漿灌至噴嘴后，檢查噴射方向和擺動角度，調(diào)整工作臺和油泵閥門。根據(jù)技術(shù)參數(shù)要求，對旋轉(zhuǎn)速度、提升速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，完成提桿和旋噴施工任務(wù)，由下往上成樁^[19-20]。樁頭以下1 m范圍復(fù)噴提鉆時，降低提鉆速度，用最慢速度提鉆上升，復(fù)噴一次，提高樁體密實(shí)度。整個旋噴和復(fù)攪施工中要嚴(yán)格按照要求控制水泥用量、旋轉(zhuǎn)和提升速度、旋轉(zhuǎn)壓力，加強(qiáng)水灰比參數(shù)控制，時刻檢查漿液初凝時間、水泥漿流量和壓力、噴射方法、提升速度等;

（5）提管沖洗及移動設(shè)備?；蛹庸讨校瑵{液噴射施工完成后，將注漿泵的吸漿管移至水箱，地面上完成噴射，將泥漿泵和注漿管內(nèi)的漿液排除，清除殘存的水泥漿，避免管道堵塞。

3"高壓旋噴樁在基坑加固施工中的應(yīng)用效果

（1）有效預(yù)防深基坑沉降，提高深基坑處理效果。該深基坑加固工程通過高壓旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用，施工完成后經(jīng)2個雨季觀察，記錄觀測點(diǎn)的基坑沉降相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成表格，并做好分析工作。其觀測到的基坑沉降相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可知，深基坑沉降變形小，在降雨較少的春季，其沉降值在0.24 cm以下；在降雨較多的秋季，其沉降值在0.90 cm以下。這2個雨季的沉降值嚴(yán)格控制在規(guī)定值以內(nèi)，有效保障深基坑的穩(wěn)固與可靠，整個區(qū)域沒有出現(xiàn)沉陷問題。

（2）確保基坑工程加固施工質(zhì)量。施工完成后，由質(zhì)量檢測單位根據(jù)測試和獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，對基坑加固處理后的質(zhì)量狀況進(jìn)行評定。結(jié)果表明，深基坑加固質(zhì)量合格，整體性良好，強(qiáng)度和質(zhì)量都合格。目前該工程已經(jīng)運(yùn)營5年，沒有出現(xiàn)沉陷等質(zhì)量缺陷。

4"結(jié)語

針對陜西某市“三館”項目超限深?；拥奶幚?，在分析了項目特點(diǎn)和基坑加固面臨的問題后，在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行基坑修復(fù)加固。施工完成后，通過觀察2個雨季觀測點(diǎn)的基坑沉降相關(guān)數(shù)據(jù)，該高壓旋噴樁樁技術(shù)可滿足超限深?；蛹庸坦こ淌┕ぬ幚硇枰苡行瓿蓪拥男迯?fù)加固處理，提高了基坑加固工程質(zhì)量。

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收稿日期：2023-09-08；修回日期：2023-12-06

作者簡介：楊伏榮（1986-），男，本科，技術(shù)員，研究方向：建筑工程；E-mail：405238797@qq.com。

引文格式：楊伏榮.基于高壓旋噴樁的超限深?；蛹庸碳夹g(shù)優(yōu)化與應(yīng)用效果[J].粘接，2024，51（2）：112-115.