灌注桩组合止水帷幕基坑支护施工技术研究

第３６卷第１３期　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．１３　２　０　１　０年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　兀ＩＲＥ　Ｍａｙ．２０１０　・９３・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１３　００９３—０２　灌注桩组合止水帷幕基坑支护施工技术研究　程海涛柳学花　摘要：结合济南某基坑实例对灌注桩组合水泥土搅拌桩止水帷幕的设计、施工中存在的问题进行了研究，提出了相应　解决方法，为灌注桩组合止水帷幕基坑支护设计与施工积累了经验。　关键词：基坑，咬合桩，灌注桩，水泥土搅拌桩，处理对策　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　咬合桩是利用超缓凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套　尚未成型，过迟则咬合困难，一般控制在７　ｄ左右Ｈ　Ｊ，即灌注桩施　管钻机通过专门工艺成孔、成桩的一种特殊桩型，通过灌注桩问　工需要延后７　ｄ左右，相应延长了工期，且施工顺序只能是先施工　的相互咬合搭接，可形成挡土截水的连续排桩支护结构ｕ０Ｊ。灌　搅拌桩后施工灌注桩，需搅拌桩与灌注桩施工设备相互配合施　注桩咬合水泥土搅拌桩与咬合桩类似，通过灌注桩与水泥土搅拌　工。２）为了保证灌注桩与搅拌桩相互咬合，必须保证两种桩定位　桩间的相互咬合搭接，形成挡土截水的排桩支护结构，在南京、上　的准确性。３）灌注桩施工时，一部分切割水泥土搅拌桩，一部分　海等地已有应用实例【４，　。但灌注桩与水泥土搅拌桩的咬合施工　切割土体，容易出现钻头向土侧偏斜，导致灌注桩不垂直，灌注桩　难度较大，容易出现质量事故，本文结合济南某基坑灌注桩组合　施工过程中必须经常检查垂直度并采取调整措施。４）由于泥皮　水泥土搅拌桩止水帷幕支护结构设计与施工，分析其设计、施工　效应，灌注桩与水泥土咬合面存在止水薄弱点。　中存在的问题，并提出相应处理对策及建议。　鉴于以上难点，根据现场施工设备能力，支护方案改为内侧　１工程概述　单排灌注桩加锚杆支护，外侧双排水泥土搅拌桩截水，灌注桩与　该基坑工程位于济南市北园高架附近，建筑场地属第四系冲　水泥土止水帷幕间距１５　ＣｌＴＩ，见图１ｂ），避免了灌注桩与水泥土搅　洪积成因的地貌单元，场地地层自上而下主要为：①杂填土，杂　拌桩咬合施工。　色，稍密、稍湿，以砖块、碎石、灰渣为主，局部地段夹薄层素填土，　５００　１　—　—　—　—　—　１　１　１　１　１　１　—　１　１　层厚２．９０　ｍ～３．７０　ｍ；②粉质黏土，褐黄色，可塑，湿，含铁锰氧化　物，无摇振反应，干强度和韧性较高，层厚０．２０　ｍ～１．１０　ｍ；③黏　　ｆ土，黄褐色，可塑，湿，含铁锰氧化物，局部粘粒含量较少，下部一般　搅拌桩　夹灰黄色粉土透镜体，层厚１．１０　ｍ～２．８０　ｍ；④黏土，灰褐色，软～　注　ｌ　软可塑，含有机质，场地局部缺失该层，层厚０．６０　ｍ～１．７０　ｍ；⑤粉　ａ）相互咬合　质黏土，灰褐色，可塑，含有机质，局部粘粒含量较高为黏土，干强　度和韧性较高，层厚０．２０　ｍ～２．３０　ｍ；⑥粉质黏土，褐黄色，硬可　塑，含少量姜石．干强度和韧性较高，层厚２．２Ｏ　ｍ～３．５０　ｍ；⑦碎　石，母岩成分为石灰岩，次棱角形，中密，含量６０％左右，混褐黄色　粉质黏土，局部呈泥钙质胶结为胶结砾岩，层厚０．７０　ｍ～３．１０　Ｉ＇Ｄ－。　场地地下水为第四系孔隙潜水和风化基岩裂隙水，埋深１．１　ｍ左　右，基坑开挖深度内地层综合渗透系数２．５　ｍ／ｄ～３．５　ｍ／ｄ。　２支护结构设计　基坑开挖深度５．５　ｍ，基坑水位降深４．９　ｍ，采用单排灌注桩　圈１　灌注桩与水泥土搅拌桩止水帷幕　加锚杆支护，双排水泥土搅拌桩截水。灌注桩直径６００　ｍｍ，间距　３施工工艺及问题　１　５００　ｒ／ｌｍ，嵌固深度４．５ＩＴ／，锚杆采用一根直径２５ｎ】ｎ１的ＨＲＢ３３５　为了保证工期，考虑到水泥土搅拌桩施工速度较快，配置了　钢筋，水平问距１．５　ｍ，竖向间距２．５　ｍ，入射角１５．０。，锚杆长度　两台正循环旋转钻机、一台深层搅拌桩机，水泥土搅拌桩按逆时　１３．０　ｍ，锚固段长８．０　１ＴＩ，施加预应力８０．０　ｋＮ。水泥土搅拌桩直　针方向顺序施工，两台正循环旋转钻机从第一根水泥土搅拌桩处　径５００　ｍｒｎ，间距３００　ＦｆＬｒｎ，桩间咬合２００　ｍｍ，根据第⑥层粉质黏　背向施工，即一台跟在深层搅拌桩机后面逆时针施工，另一台反　土层起伏情况，桩长９．０　ｍ～１０．０　ｒｎ，平均９．５　ｍ。　向顺时针施工。这样灌注桩与水泥土搅拌桩同时施工，无需水泥　原设计采用灌注桩与水泥土搅拌桩止水帷幕相互咬合的方　土搅拌桩施工７　ｄ后再施工灌注桩的限制，并且灌注桩与水泥土　案，见图１ａ），但灌注桩与水泥土搅拌桩相互咬合在施工时问、施　搅拌桩施工的先后顺序可以交叉，既有先施工水泥土搅拌桩后施　工顺序、桩位及垂直度控制等方面要求严格，实际施工中难度较　工灌注桩区域，又有先施工灌注桩后施工水泥土搅拌桩区域。　大，主要表现为：１）在灌注桩与水泥土搅拌桩止水帷幕咬合施工　这种方法相比灌注桩与水泥土搅拌桩咬合施工减小了施工　中必须先施工水泥土搅拌桩，在搅拌桩水泥土强度达到一定强度　难度，但施工中仍存在一些难点：１）先施工水泥土搅拌桩后施工　后，方可施工与其咬合的灌注桩，灌注桩施工时间过早则搅拌桩　灌注桩区域，由于上部杂填土坍塌，施工水泥土搅拌桩时开挖的导　收稿日期：２０１０～０１—１６　作者简介：程海涛（１９８０一），男，工程师，山东省建筑科学研究院岩土工程研究所，山东济南２５００３１　柳学花（１９８０一），女，讲师，山东交通职业学院公路与建筑学院，山东潍坊２６１２０６　第３６卷第１３期　Ｖｌ０】．３６　Ｎｏ．１３　・９４・　２　０　１　０年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＩ　Ｍａｙ．　２０１０　文章编号：１００９．６８２５（２０１０）１３　００９４—０２　晋丰二期造气循环水基坑支护及地基处理方案　李高怀　摘要：针对山西晋丰煤化工有限责任公司二期造气循环水建设场地紧张、地基承载力差、基坑开挖放坡受限制，对基坑　支护和地基处理的初步施工方案作了论述，以期为以后类似工程借鉴。　关键词：场地紧张，基坑支护，地基处理　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　１工程概况　一８．５　ｍ～一１１．８　ｍ为回填强夯土，推荐承载力标准值为１６０　ｋＰａ；　一晋丰二期造气循环水工程位于厂区中部主马路东侧，东邻一　１１．８　ｍ以下为风化砂岩，推荐承载力标准值为２００　ｋＰａ。　期造气沉淀池，西邻一期管架，北侧为一期气柜，南侧为备件库，　３边坡稳定性及地基承载力分析　工程包括北沉淀池、南沉淀池、水池、泵房和冷却塔；北沉淀池基　根据现场踏勘，北沉淀池基坑由于人工切方，坡体内岩土体　坑拟挖９　ｍ，在二期造气沉淀池基坑开挖前未进行有效的支护，直　初始应力状态改变，在坡脚附近出现剪应力集中区，坡顶和坡面　接开挖，致使在基坑开挖至７　ｍ深时发生严重垮塌；南沉淀池、水　出现张应力区，坡体应力的变化直接引起边坡的变形破坏，开挖　池、泵房和冷却塔基坑拟挖５　ｍ；为保证基坑安全开挖和造气循环　过程中振动影响，使坡面岩土体产生松动滑塌，导致无法进行进　水工程的安全施工及后期正常使用，保障既有构筑物的正常使　一步深挖，也影响到既有构筑物的安全；南沉淀池、水池、泵房和　用，对造气循环水基坑支护及地基处理工程进行施工图设计。　冷却塔基础坐落于回填区，原地基承载力及变形量不能满足要　２地质条件　求；综上需对基坑和回填地基进行支护和处理。　根据二期勘察报告及现场踏勘可知，拟建造气循环水工程地　４设计依据　基坐落在一期填方区上，０　ｍ～一８．５　ｍ为杂填土，夹含大量石　１）ＪＧＪ　７９—２００２，Ｊ　２２０—２００２建筑地基处理技术规范；２）Ｃ　８６—　渣，一６．５　ｍ～一８　ｍ全部为石渣，推荐承载力标准值为５０　ｋＰａ；　８５锚杆喷射混凝土支护技术规范；３）ＪＢＪ　１２０－９９建筑基坑支护技术　槽较宽，导致返浆淤积，造成水泥土搅拌桩止水帷幕顶部较厚，灌　１）灌注桩组合止水帷幕基坑支护结构施工事故主要原因是　注桩施工时一部分切割水泥土搅拌桩，一部分切割土体，容易造　由于桩位及垂直度偏差，需要严格控制。２）对于内侧为灌注桩　成钻杆偏斜及跑位。处理对策为：在施工灌注桩之前把灌注桩桩　桩、外侧为水泥土止水帷幕的支护形式，宜先施工灌注桩后施工　位处的水泥土挖除。２）由于局部地表杂填土松软，水泥土搅拌桩　水泥土搅拌桩止水帷幕。３）灌注桩与止水帷幕间距应根据桩垂　垂直度难以控制，出现底部向基坑内侧倾斜情况，偏斜量超过了　直度偏差限值确定。　灌注桩与止水帷幕间距１５　ｅｍ，灌注桩施工至下部时部分切割到　参考文献：　水泥土，容易导致灌注桩偏斜，且由于切割水泥土，减小了止水帷　［１］杨志银，张　俊．深圳地区深基坑支护技术的发展和应用　幕厚度，造成了防渗隐患。处理对策为：一方面在满足基坑侧壁　［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００６，２５（　）：３３７７—３３８３．　至建筑物基础边界最小距离的情况下，灌注桩位向基坑内侧偏　［２］刘建国．钻孔咬合桩设计与施工［Ｊ］．隧道建设，２０００（４）：３４一　移；另一方面，严格控制先期水泥土搅拌桩施工的垂直度。３）先　３６．　施工灌注桩后施工水泥土搅拌桩区域，在施工水泥土搅拌桩时由　［３］　李付湘．深圳地铁工程会购区间钻孔咬合桩施工技术［Ｊ］．　于桩位偏差及钻杆倾斜，搅拌叶片刮到先期施工的灌注桩，把一　西部探矿工程，２００１（ｓｕｐ）：１８２—１８３．　根灌注桩主筋绞在了钻头上带出地面。处理对策为：在该灌注桩　［４］林梅．钻孔桩咬合深搅桩支护的技术研究［Ｊ］．都市快轨　两侧设置了两根与灌注桩等长的钢管微型桩作为补救措施，后续　交通，２００５，１８（６）：５８—６０．　水泥土搅拌桩施工时严格控制桩位及垂直度，并根据深层搅拌桩　［５］　方征．深基坑维护工程中的钻孔灌注桩咬合水泥土搅拌　机运转情况预估地下障碍物情况。　桩施工技术［Ｊ］．建筑施工，２００５，２７（１２）：６－９．　４结论与建议　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａｓｔ．ｉｎ．ｓｉｔｕ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｆｏｒ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｏｆｆ　ｗａｔｅｒ　ＬⅧＮＧ　Ｈａｉ－ｔａｏ　ＬＩＵ　Ｘｕｅ－ｈｕａ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｐ　ｅｃｔ　ｉｎ　Ｊｉ’ｎａｉｌ，ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｃｏｒｎ—　ｏｐｎｄ　ｗｉｔｈ　ｃａｓｔ—ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｐｉｌｅ　ｎａｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｆｏｒ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｏｆｆ　ｗａｔｅｒ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒ（Ｉｐ。ｓｅｄ，　ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｇｎ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅａｓｔ—．ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｆｏｒ　ｃｕｔ－　ｔｉｎｇ　ｏｆｆｗａｔｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ，ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ　ｐｉｌｅ，ｃａｓｔ—ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｐｉｌｅ，ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　收稿日期：２０１０—０１—１４　作者简介：李高怀（１９７１一），男，工程师，Ｌｂ西晋丰煤化工有限责任公司，山西高平０４８４００