灌注桩在基坑围护施工中的应用

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：结合某工程基坑施工实例，针对该工程特点，采取钻孔灌注桩及内支撑进行基坑围护，详细地阐述复杂环境条件下钻孔灌注桩在基坑支护中的应用，确保了基坑变形等要求，实践表明该围护技术效果显著，可为同类工程推广使用。

　　关键词：钻孔灌注桩;基坑围护;水下关灌注;变形监测

　　1. 工程概况

　　本工程位于福州市晋安区火车北站东侧，道路南起二环路，沿洋下河两侧向北延伸，于旧西园铁路道涵处穿越铁路后，下穿三环路，北至秀山路全长1.434km。道路起点至沁园路段路幅宽52米，沁园路至东浦路段路幅宽58米，三环路北侧至终点秀山路段路幅宽46米。

　　2. 围护方案分析

　　鉴于受建设场地狭小的局限性，为有效地利用现有场地，建筑物离钢筋混凝土灌注桩越小越经济。同时由于工程所处地区的场地内地下水位较高，施工前必须进行降水，为防止降水影响到周围建筑物和旧城墙的安全，必须在工程的四周形成封闭的止水帷幕。

　　虽然水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，由于改变了土的特性，土体特别致密、柔韧性高、具有适应性强、造价低廉、施工简便等特点。利用两排或三排桩互相交叉咬合，不但能起支护桩的作用，而且止水效果明显，以往我们施工过的止水帷幕及周边地区采用的止水帷幕多是水泥土搅拌桩，但水泥土搅拌桩也有一项致命的弱点，就是桩机需要的工作面较大，最小不得少于1500 mm，用在开阔的场地较适宜，但明显不适用于本工程，所以只能在灌注桩上想办法进行解决。

　　钢筋混凝土灌注桩采用C25 商品混凝土浇筑而成。上部设冠梁，冠梁高400 mm，宽800 mm，在灌注桩上布设，灌注桩主筋插入冠梁内，冠梁与灌注桩形成整体，将所有桩连接，共同受力以抵抗变形。钢筋混凝土本身具有一定的自防水功能，灌注桩采用商品混凝土，商品混凝土的流动性大、自密性强，其防水效果要好于现场搅拌的混凝土，而且混凝土直径达到800mm，能起到一定的防水、止水作用，主要的问题是如何解决桩间600 mm 范围内的防水问题。

　　3. 围护方案确定及实施

　　钢筋混凝土灌注桩与高压旋喷桩是两种截然不同的施工工艺, 都可以用于地基处理, 同时也可进行既有建筑和新建建筑的地基加固, 各有施工针对性和适用性。利用这两种施工方法的材料特性, 结合起来形成止水帷幕, 可以达到防水、止水和支护的目的。

　　本工程周边环境较为复杂.同时工程基坑开挖深度较深，加上人流、车流较大.对基坑有较大的振动荷载影响.振动荷载可能使土体液化.形成流沙或管涌.给基坑施工的安全及质量控制增加了难度。从整个工程情况来分析，本工程的基坑围护工程对整个工程的成败和进度至关重要，对基坑围护的选型和施工提出了较高的要求。根据上述的施工难点同时综合场地地理位置、土质条件、基坑的开挖深度和周围环境条件等因素，考虑带有支撑的桩墙式围护施工方案。

　　高压喷射注浆法可用于土层加固或防水，适宜淤泥、流塑、软塑和素填土、碎石土等多种土质。由于高压喷射注浆使用的压力大, 因而喷射流的能量大、速度快, 当它连续和集中作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的碎石土，均有巨大的冲击和搅动作用，使注入的浆液和土拌和凝固为新的固结体。形成的新的固结体就是高压旋喷桩，它呈柱状、强度高、内部细腻密实。本工程在灌注桩之间利用高压喷射注浆法使灌注桩之间的土体形成高压旋喷桩，与灌注桩连为一体形成封闭的止水帷幕，两者共同作用，可以达到基坑支护和止水的双重功效。选定将钢筋混凝土灌注桩和高压旋喷桩两者结合起来作为止水帷幕，能够满足场地最大化和施工安全的需要，具有可行性和可操作性。最终考虑采用高压旋喷桩、钻孔灌注桩加内支撑，该方案在基坑的稳定性及变形控制方面均有保证，且施工时对周边环境的影响小，产生的噪音较小，对周围居民生活干扰较小。与沉管灌注桩相比，工程造价的增加有限，因此比较适合。本工程围护桩采用高压旋喷桩+钻孔桩+φ609钢管内支撑方法，共计380米，根据长度设置计划分A、B二个节段施工。

　　本工程在灌注桩之间用高压喷射注浆法将土体形成高压旋喷桩，为了达到最佳的施工效果，本工程采取以下施工措施：1)用小挖掘机在冠梁的外侧挖出一条壕沟，挖出冠梁及下部的灌注桩，能明确找出灌注桩的位置即可。2)找出两灌注桩之间的中心点，在冠梁顶部中心线上做出标识，并用红油漆进行编号。3)在冠梁顶部的钻孔标识处用<80 的水钻钻眼打通冠梁进入土体。4)高压喷射注浆采用隔两孔注浆的方法进行，先将紧邻的左右两孔进行封堵，再将钻机进行就位、对中，将钻杆插入钻好的孔中，钻至设计标高时停止。5)调好压力、开动注浆泵，逐步均匀地向上提升钻杆，通过冲击和搅动作用，使水泥浆和土体充分搅和，在灌注桩之间形成土与水泥的固结体(高压旋喷桩)。6)间隔移至下一钻眼孔位，钻孔注浆形成高压旋喷桩，与钢筋混凝土灌注桩共同形成止水帷幕。

　　高压旋喷注浆的作用直径可以达到800 mm，在灌注桩之间的土体有600 mm，高压旋喷注浆每米注浆量为180 kg~ 200 kg，可以完全将灌注桩之间的土体进行填充封堵。从挖出的槽壁观察，也证明了这一点，挖出的旋喷桩和灌注桩身结合紧密，旋喷桩将水泥和土融为一体，表皮呈水泥灰色，与周边的土体颜色完全不一样，表面致密、呈圆弧形状，用錾子或洋镐在旋喷桩上錾击时，不易撬动桩身，施工过程中槽壁上仅有几处洇湿，未发现有水不断流出的现象。实践证明，钢筋混凝土灌注桩与高压旋喷桩结合形成止水帷幕，不仅有很好的止水作用，而且利用钢筋混凝土灌注桩的支护特性，还可起到基坑的支撑作用，但造价要稍高，在场地限制的情况下，仍是一种比较适合的施工方法。

　　4. 工程实践效果

　　(1)从基坑开挖情况来看，土方开挖至钻孔灌注桩的桩顶标高时，进行压顶梁的施工，混凝土强度达到80% 时，进行水平支撑施工，然后进行土方开挖。开挖后，发现钻孔灌注桩的围护效果比较理想，周边环境没有发生明显的改变，基坑底部比较干燥，无地表水渗入现象，表明灌注桩围护效果显著。

　　(2)基坑变形监测情况来看。为了确保地道基坑周边市政管网与行车道路的安全，应设置监测控制点。根据设计要求本工程支护结构的水平变形限制为50mm。若情况比较严重，应立即停止施工，并对基坑支护结构和邻近建筑采取应急措施，基坑支护结构的最大水平应小于基坑开挖深度的1/200，或水平位移速率已连续三天应小于3mm/天。

　　监测结果表明最大深层土体的水平位移为21.2mm，观测结果均符合设计和规范要求。而且定期观察没有发现任何异常。在施工过程中，基坑位移控制较好，基坑开挖对周围建筑物、周边道路市政管线设施基本没有影响，基坑施工对周围居民正常生活的影响较小，证明了此方案安全、可靠有效、经济合理。

　　5. 结语

　　根据周边的复杂环境，需要因地制宜采取支护方式，确定安全可靠、经济合理的基坑支护方案.通过采取相应的科学技术措施，达到确保周边安全、减少施工影响并兼顾经济效益的目的。通过工程实践表明，灌注桩在工程围护桩中的应用是可行的，可为同类工程借鉴。

　　参考文献：

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