姚 平

(西南科技大學(xué)土木工程學(xué)院， 四川綿陽 621000)

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多排高壓旋噴加筋排樁在深基坑支護中的應(yīng)用

姚 平

(西南科技大學(xué)土木工程學(xué)院， 四川綿陽 621000)

廣元某深基坑由于地下室范圍發(fā)生變化，大部分原有的支護樁在新開挖范圍內(nèi)，周邊的建筑已建成，場地受限。文章通過研究分析采用多排高壓旋噴加筋排樁支護形式，介紹深基坑采用多排高壓旋噴加筋排樁支護設(shè)計和施工工藝，結(jié)果表明支護效果好，并且有止水的效果，為類似工程提供經(jīng)驗。

深基坑； 高壓旋噴； 多排加筋排樁； 施工工藝

多排高壓旋噴加筋旋噴排樁支護結(jié)構(gòu)是介于水泥土重力式圍護結(jié)構(gòu)與排樁墻圍護之間的結(jié)構(gòu)[1]。水泥土重力式圍護結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中常釆用深層攪拌法，或釆用高壓噴射注漿法施工形成,常用于軟粘土地區(qū)支護深度小于6.0 m的基坑工程，而將高壓噴射注漿法施工用于以卵石為主的地層少有見報[2]。典型實例為目前我國西南地區(qū)最深的德陽二重廠熱處理車間新增淬火爐裝置超深基坑工程，其開挖深度達到37.4 m[3-5]。而插入鋼筋可視為弱排樁結(jié)[6]，排樁墻圍護結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較廣泛的一種深基坑圍護結(jié)構(gòu)。釆用高壓噴射注漿法施工形成旋噴排樁，再插入鋼筋形成的多排高壓旋噴加筋排樁支護體系，樁與樁之間搭接咬合，呈梅花形(圖1)，能起到支護與止水的雙重作用。

圖1 GH段多排高壓旋噴加筋排樁水平剖面

1 基坑工程概況

某深基坑開挖深度8.15～9.05 m，安全等級為一級。由于地下室范圍發(fā)生變化如下：(1)基坑北側(cè)：由于新的開挖線在支護樁范圍內(nèi)；(2)基坑?xùn)|側(cè)、南側(cè)：大部分支護樁在開挖線內(nèi)，原支護樁將作廢。

基坑周邊環(huán)境情況：(1)基坑北側(cè)：室外步行街，步行街距基坑開挖線距離為7.0 m，寬約14.5 m；(2)基坑?xùn)|側(cè)：城市廣場用地；(3)基坑南側(cè)：已建2層商業(yè)樓，無地下室，基礎(chǔ)埋深為1.5～1.7 m，商業(yè)樓距基坑開挖線最近距離約5,0 m?；悠矫鎴D見圖2。

由于周邊大部分主樓已經(jīng)建成(2層地下室)，場地受限的原因，大型設(shè)備將無法在基坑周邊進行施工，而人工挖孔樁風(fēng)險較大，目前基本已經(jīng)禁用，故本次設(shè)計采用多排高壓旋噴加筋排樁進行支護。

2 水文地質(zhì)概況

根據(jù)工程地質(zhì)測繪以及查閱原始地形資料，擬建場地地貌為嘉陵江支流南河岸一級階地中～前緣工程地質(zhì)區(qū)?？辈旖衣兜貙佑傻谒南等陆y(tǒng)人工填土層及第四系全新統(tǒng)沖洪積層組成，土層從上而下劃分為：①層：素填土，褐黃～褐灰色，厚度0.50～4.20 m；②層：粉質(zhì)黏土，褐黃色、淺黃色，可塑，稍濕～濕，厚0.30～4.50 m；③層：粉質(zhì)黏土，褐色～灰黑色，軟塑，厚0.40～2.10 m；④層：中砂，灰色、灰黃～黃灰色，松散～稍密，厚0.60～2.40 m；⑤層：卵石，雜色，稍密～中密，按密實度可以分為三個亞層；⑥層：粉砂質(zhì)泥巖，紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)其風(fēng)化程度分為兩個亞層，⑥-1：強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖質(zhì)軟，頂板埋深為12.50～16.60 m，厚0.3～0.8 m，⑥-2：中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖質(zhì)較硬，該層未揭穿。由于基坑已建兩年，排水良好，地下水位位于基坑底面以下。

3 基坑支護設(shè)計

由于場地受限的原因，本工程基坑支護采用自然放坡和多排高壓旋噴加筋排樁支護(圖2、圖3)。

自然放坡坡度為45°，坡高1.0 m。多排高壓旋噴加筋排樁分4段：(1)GH段：基坑深9.05 m，設(shè)計4排加筋高壓旋噴樁進行支護，樁徑0.5 m，樁間距1.0 m，樁長12.0 m，共設(shè)置547根，樁內(nèi)放置3φ25鋼筋；(2)HI段：基坑深9.05 m，設(shè)計5排加筋高壓旋噴樁進行支護，樁徑0.5 m，樁間距1.0 m，樁長12.0 m，共設(shè)置519根，樁內(nèi)放置3φ25鋼筋；(3)IJ段：基坑深8.55 m，設(shè)計4排加筋高壓旋噴樁進行支護，樁徑0.6 m，樁間距1.0 m，樁長11.5 m，共設(shè)置112根，樁內(nèi)放置3φ25鋼筋；(4)JK段：基坑深8.15 m，設(shè)計4排加筋高壓旋噴樁進行支護，樁徑0.6 m，樁間距1.0 m，樁長10.5 m，共設(shè)置547根，樁內(nèi)放置3φ25鋼筋。

圖2 基坑平面

圖3 GH段多排高壓旋噴加筋排樁垂直剖面

樁間支護設(shè)計：(1)樁間支護：面層采用噴射混凝土與鋼筋網(wǎng)組成的鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)型式，土方開挖時，樁間壁宜開挖成凹弧形，噴射混凝土采用細(xì)石混凝土，混凝土強度等級為C20，壁面噴射混凝土厚度不小于80 mm；(2)樁間錨固：為了增加樁間掛網(wǎng)穩(wěn)定性，樁間設(shè)置短土釘，長度為0.8 m，水平間距為同樁間距，豎向間距為1.5 m。

排樁呈梅花形(圖1)，旋噴樁心間距1.0 m。排樁采用90型錨桿鉆機成孔、高壓旋噴噴漿方式成樁，施工的順序為按圖定點、機具就位、90型錨桿鉆機成孔、下PVC管和鋼筋、貫入噴射管、噴射注漿、拔管和沖洗。

4 施工方案

高壓旋噴樁排樁呈梅花形布置，按次序施工。旋噴樁樁徑0.5 m、0.6 m，旋噴深度為設(shè)計標(biāo)高到地面，采用90型錨桿鉆機引孔，引孔完成后立即下放薄型PVC管對成孔進行保護，防止孔壁垮塌，下放鋼筋，并在當(dāng)天完成高壓旋噴作業(yè)。當(dāng)噴嘴達到設(shè)計標(biāo)高，先用低壓水測試噴嘴有無堵塞現(xiàn)象，若無則開始自下而上旋噴施工。為了多排的旋噴樁形成整體其支護作用，并且由于高壓旋噴加筋排樁支護完成后，原降水井作廢，排樁支護外不設(shè)降水井，此支護體系要起到止水作用，成孔過程中保證旋噴樁的定位準(zhǔn)確和垂直度至關(guān)重要。鉆孔位置允許偏差為±50 mm，孔斜率小于1 %。

注漿材料采用PO42.5普通硅酸鹽水泥制備的純水泥漿，漿液水灰比0.8～1.2，高壓注漿壓力大于20 MPa，流量大于30 L/min，氣流壓力大于0.7 MPa，噴嘴提升速度為0.1～0.2 m/min，全土層采用復(fù)噴工藝。

在施工過程中，若遇到旋噴管無法放置到孔底時，必須重新進行成孔后再進行旋噴施工。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100 mm。旋噴樁注漿完畢后，迅速拔出噴射管，為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程，在原孔位采用冒漿回灌或第二次壓漿。噴射孔與高壓注漿泵距離不大于50 m。

5 支護效果

基坑開挖監(jiān)測過程重點關(guān)注排樁樁頂?shù)乃轿灰啤；庸こ掏旯ぃ兄ёo樁破除和開挖狀況良好，水平位移大多都在2.0～4.0 mm。實際監(jiān)測水平位移的最大值出現(xiàn)在樁頂，為5.1 mm，滿足規(guī)范要求[7-8]。在開挖過程中排樁位移發(fā)展緩慢，基坑穩(wěn)定性良好，說明了多排高壓旋噴加筋排樁起到很好的支護作用；并且由于樁間距過小、高壓旋噴注漿技術(shù)和多排旋噴樁，沒有出現(xiàn)漏水的情況，起到了止水效果。從工程施工結(jié)果看，旋噴樁在卵石土中的固結(jié)體平均強度達5.0 MPa，完全滿足基坑支護的強度要求。

6 結(jié)束語

旋噴樁的優(yōu)點：無噪聲、無振動、無污染、成本低、速度快、工期短，可以在十分狹窄的場地作業(yè)而不需要拆遷被加固的已成建筑物，場地受限的因素，使采用的旋噴排樁支護形式將越來越受重視。本文通過對廣元某深基坑的支護設(shè)計和支護效果分析，證明了此支護體系的有效性。

[1] 李立軍.雙排樁支護結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析與現(xiàn)場試驗研究[D]. 太原理工大學(xué), 2013.

[2] 崔雙利.高壓旋噴注漿技術(shù)在基坑擋土墻工程中的應(yīng)用[J].探礦工程,2011(2):48-53.

[3] 任鵬,鄧榮貴,王永翔.德陽二重廠超深圓形基坑分析[J].路基工程，2010(6):85-87.

[4] 張家國,肖世國,鄒力,等.砂卵石地層圓形深基坑排樁支護結(jié)構(gòu)受力特征[J].地下空間與工程學(xué)報,2015，11(6):1603-1610.

[5] 徐亞維,楊雪林.管井降水與高壓旋噴樁+排樁墻截水帷幕結(jié)合在超深基坑中的應(yīng)用[J].四川建筑,2013,33(3).

[6] 侯景軍,何俊,湯正俊,等.軟土基坑中內(nèi)插H型鋼重力式擋土墻支護的變形及穩(wěn)定性的有限元研究[J].巖土力學(xué),2014 (6)：4341-436.

[7] JGJ 120-2012建筑基坑支護設(shè)計規(guī)程[S].

[8] GB 50086-2001錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范[S].

姚平(1989～)，男，碩士研究生，研究方向為巖土工程。

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[定稿日期]2016-12-23