钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩支护体系在软土基坑中的应用

钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩支护体系在软土基坑中的应用

张国荣

甘肃第五建设集团公司建筑勘察设计院甘肃天水741000

摘要：建筑的基坑工程通常指的是，在地表的下面，用来支护通过机械或人工挖掘形成的一定地下空间和附属配套的体系。支护是指对其侧面及四周采取支撑、加强稳固等保障手段来保证开挖、其它施工能够顺利进行和基坑周围环境建筑的安全的一项复杂的系统工程。基坑在挖掘施工期间，要保证其自身的稳定和安全，同时还应该有效控制其对周围环境及其他建筑物的影响。本文通过结合某基坑工程实例，对软土地区的基坑支护工程设计及施工过程中的一些关键技术和部分相关要点做了些研究。

关键词：软土基坑；钻孔灌注桩；水泥土搅拌桩

城市建设早己向着高层化方向发展。与此同时，各种地面以下空间的开发与综合使用也在同步进行着，如在地下的多层停车场、快速道路、铁路、商圈等。这些大型工程设施的建造几乎都与基坑相关。基坑支护和实践密切先关。在挖掘深度加大的同时，相对应的技术难度也在增加，各种大小的事故也在接连发生，它的稳定性和安全性会影响到其周围环境的安全。因此基坑工程任重而道远。

1基坑工程事故

基坑工程事故类型很多。在基坑中，由于水和土均会产生压力，在二者的共同作用下，支护结构会被破坏。基坑工程事故一般可分为：1.周围环境破坏：支护结构产生较大变形或者地下水位降低等因素造成了周边路面、建筑或地下管道线路的破坏；2.支护体系破坏：主要包括墙体断裂、整体失稳、基坑踢脚隆起破坏、锚撑失稳等；3.渗透破坏：土体渗透破坏，包括流土、管涌、突涌等。

2支护施工技术的应用

2.1钻孔灌注桩支护

某工程主体是建设一层地下车库和10层地上主体，其中地下建筑面积2433.57m2，基坑周长为308m，建筑物长219.05m，地下室底板距地表高度是5.50m，相当于高程213.55m，设计承台高度为500mm。基坑开挖深度约6m。由于需要开挖大深度基坑，且与周围建筑物距离十分小，加之地下水位线与地表距离较近，基于施工质量及周围建筑物安全考虑，必须做好基坑支护及降排水工作。

基于施工现场场地考虑，为了保证施工质量及对周围建筑物安全考虑，本工程放弃降水方案，而依据施工现场施工条件自行设计确定选用止水帷幕方案。除此之外，由于需要开挖大深度基坑，紧邻南部建筑物，对施工条件造成严重限制，基于施工质量考虑及南部建筑物安全考虑，对基坑选用支护措施方案。首先测量人员应当对需要钻孔的点位进行放线，然后移动钻机到达指定的点位，准备就绪。钻孔先埋设钢护筒，深度根据现场施工方案订好，然后进行现场标高的测设。订好标高以后钻孔桩机就可以开始钻孔到预定的埋深位置，采用一定配合比的泥浆进行清孔操作，置换出沉渣使得泥浆比重满足相关施工规范的要求。清理好沉渣后将事先焊接好的钢筋笼放置进钻好的孔内，安装好灌注用的漏斗与导管，再一次检测桩底沉渣的厚度，没有什么问题就可以灌注混凝土了，混凝土应当连续浇筑，浇筑完毕以后拔出导管，最后将钢护筒拔出完成灌注桩的施工工序，桩机移动到下一个点位进行下一轮施工循环。

施工时，根据建设单位提供的《相邻场地岩土工程勘察报告》，钻机的型号应当进行选择并满足施工需要，在开钻之前应当确认钻机已经就位而且钻机的底座已经放置平稳，确认的目的是为了保证在之后的钻进过程中保证钻头的垂直，并避免在钻进过程中出现土体的沉陷与位移。钻孔作业一般应当准备两班人马进行倒替作业，作业人员应当按照规范规定记录好现场的施工情况。在开钻之前，为了保证钢护筒与钻孔之间土体的稳定性，应当先在护筒中填入适当的水与粘土，在开钻的时候就能够制造出满足配合比要求的泥浆，保证护筒下方的土体不会因为钻孔而发生坍塌的现象。开孔后，待钻具进行到自然地面以下后再进行正常钻进，以免造成塌孔扩径现象。

2.2水泥土搅拌桩

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械将软土深部和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高原有软土强度和稳定性，从而形成支护结构，具体不透水性能，而且加固效果显著，可很快投入使用，工期短，费用省。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。

水泥土搅拌桩部位：桩径均为600mm，其中挡土结构之相邻桩搭接150mm，坑底被动区搅拌桩相邻桩搭接150mm。对于有空桩的搅拌桩，其桩顶标高按设计搅拌桩顶标高+500mm控制。搅拌桩固化剂用42.5R复合硅酸盐水泥，其各项性能指标须满足国家要求。实桩部分水泥掺入量为70kg/m，空桩部分水泥掺量约5~15kg/m。水泥土30天强度≥0.6MPa。挡土搅拌桩采用水泥浆液，水灰比0.5，2搅2喷；坑底加固搅拌桩采用水泥粉体。搅拌桩龄期>21天后，方可进行基坑土方开挖。

在对水泥土搅拌桩施工之前，应对周边的预力管桩桩位进行准确放线，以防止水泥搅拌桩与预力管桩桩位重合，当两者位置重合时，搅拌桩位置可作适当的调整以避开预力管桩。

放坡部位：基坑开挖后应迅速修整坡面，挂网#8铁丝网@200双向后按喷射50mm厚混凝土的设计强度等级为C20，喷射砼及水泥砂浆终凝2h后，应喷水养护；在渗水区喷射混凝土，可适当加入早强剂。喷射时，应控制好水灰比，保持砼表面平整，呈湿润光泽，无干斑或流淌现象。

根据本工程条件，降排水需按土方开挖中、土方开挖后分二阶段进行：第一阶段土方开挖，主要解决未疏干之潜水及地表雨水，此阶段排水主要靠基坑四周的临时排水明沟和集水坑（土沟、土坑）解决，并随着土方开挖的加深及推进，及时调整明沟线路及集水坑位置。第二阶段，土方开挖到底并回填素土置换后，可按设计大样图砌筑坡顶、坡底排水沟及集水井，及时排除雨水，避免对回填素土的浸泡。

3注意事项

基坑监测是整个基坑工程中一项非常重要的工作，在基坑工程施工期间以及施工结束后，都要做好相关监测工作。既要做好基坑内的监测，如基坑内支护结构的位移，支护桩的位移和土体位移等，又要做好对基坑周边环境的监测，包括周围建筑位移、道路路基路面位移、地下管线破坏等。1.搅拌桩及钢板桩在施工之前，必须做好钎探工作，探明周边是否存在排水管或者其他管线。2.加强基坑监测。基坑监测须按国家规范基坑侧壁安全等级为一级的要求来进行监测，如发现问题应当立即采取抢险措施，并上报设计单位相关部门处理。3.基坑在开挖之前应对周边建筑进行检查，有无潜在危险，并做好位移、沉降等相关观测点的埋设工作。在整个管线施工的过程中，应同时对周边建筑物进行监测，如发现异常情况应当立即停止施工，并上报设计单位和相关部门处理。4.基坑回填之前应当注意抽水以减少排水管受到的浮力。污水管施工完，宜尽快在当天分层回填至雨水管底部以避免施工好的污水管上浮。雨水管土方回填亦如此。

综上所述，深基坑工程是一个广泛的系统工程，深基坑支护系统选型和优化改善同样是一项系统工作。本文在分析当前国内深基坑工程现状、存在问题和基坑事故后，针对软土地区的深基坑工程，总结了典型的深基坑支护形式，对比各种支护的优劣和适用条件，分析了基坑支护理论设计方法，希望能够对有关工作有所借鉴作用。

参考文献

[1]吴平春.软土地基深基坑支护结构计算方法及参数取值的研究[D].同济大学,2006.

[2]童树奇.某工程软土基坑支护技术分析[J].土工基础,2007,(05):31-33.