某工程基坑支护工程中搅拌桩和微型钢管桩的应用

2015-04-17高新荣

建材与装饰 2015年26期

关键词：机理深基坑钢管

高新荣

（长兴万达建设有限公司浙江省长兴县　313100）

某工程基坑支护工程中搅拌桩和微型钢管桩的应用

高新荣

（长兴万达建设有限公司浙江省长兴县313100）

随着科学技术的发展，在建筑地基加固处理中更多的应用水泥搅拌桩和微型钢管桩技术，人们对搅拌桩和微型钢管桩这两项技术的应用也更加熟练。本文以具体的工程概况为例，阐述了水泥搅拌桩和微型钢管桩在工程基坑支护中的应用，并对其提出了一些见解，希冀对类似工程或同行带来一些参考和借鉴。

基坑支护；搅拌桩；微型钢管桩

1　引言

随着我国社会的进步，经济的发展，城市化进程发展的越来越快，更多的兴建高层建筑或者是地下工程，这也随之带来一系列的问题，例如深基坑支护设计与施工问题，深基坑工程的大量出现，使得施工工艺和设计计算理论快速发展，可以保护周围环境和加快工程进度，能对基坑工程进行正确的设计和施工。本文以工程实例介绍一种综合的支护方法：微型钢管桩和水泥搅拌桩构成的复合支护，能够像增强整体稳定性，施工方便，保证在基坑支护的过程中不发生坍塌等具有很好的作用，该法大大提高了地基支护的安全稳定性。

2　工程实例

2.1工程概况

这是一个位于××市××路的某深基坑工程，该工程总占地面积3389m2，有20层主楼（地下室1层，深3.7～4.5m），3层裙楼，平面近似梯形，结构为框架剪力墙，基础为预应力管桩。地形平坦，基坑北侧为7层建筑，约5m，基础为水泥桩，南侧为重庆路约5m，西侧为十号路约10m，东侧为3层办公楼约6m，天然基础。基坑开挖深度为4.48～6.78m。

2.2支护施工

2.2.1施工流程

首先做好施工准备工作，其次就是测量放线，然后进行水泥搅拌桩施工、降水井施工，施工完成后要布置监测点进行监测，四周排水沟及硬化路面施工最后等待桩养护期满，紧接着是第1层土方开挖，然后第1层喷混凝土施工最后是微型钢管桩施工，第2层土方开挖时要保留保护层为0.5m厚，进行承台开挖施工和清底至设计基坑深度，最后施工完毕。

2.2.2搅拌桩施工

在规范允许范围之内控制桩位误差。要有专人负责钻机就位，就位后要保证悬吊钻具中心、钻杆中心对准桩位。速度平稳的进行下钻，钻进参数的选择要合理。注意钻头的损耗情况，及时更换钻头，保证桩径满足设计要求。当钻头达到设计深度时，开始提钻送粉体但是要根据机长指令。整个制桩过程是个连续的作业，要保证边喷灰、边搅拌、边提升。不能够断粉在提升搅拌阶段，如果断粉要补喷在故障排除后，补喷时会有重叠，长度不得小于1.0m。根据设计要求，需要全程复搅的是基坑侧支护搅拌。

2.2.3微型钢管施工

微型钢管施工是先成孔然后插入钢管最后压力注浆。钻机到达设计深度后，及时清理清理残渣，保持孔内清洁。在已经成孔的孔位中放入加工好的108钢管，放置到设计深度。压力灌浆和封堵孔口是微型钢管桩的关键工序，严格控制注浆量和注浆压力，并且一定要按设计要求进行。需要灌注M25的水泥砂浆在钢管桩孔内，注浆压力约为0.5～1.0MPa。用注浆布袋来封堵孔口，为了能够全面的保证质量的封死孔口。注浆是用注浆管插入微型钢管然后连接注浆泵。一定要保证注浆压力符合要求。

3　作用机理

3.1水泥搅拌桩作用机理

水泥搅拌桩的作用机理是通过特制的搅拌轴轮叶，搅拌到需要的深度，前提是从地面开始，打开阀门，注入土体，注入的是水泥粉或者水泥浆，把水泥粉搅拌均匀需要用搅拌头强制搅拌，最后形成强度大、压缩性小的桩体利用的是水泥等固化剂与原土充分混合发生物理化学反应。通过机械搅拌，发生了一种物理和化学的反应，就是把水泥和软土混合形成水泥土，水泥在具有活性的介质中进行缓慢复杂的作用就是水泥土的硬化。水泥遇水就会发生水解作用，水解成CAO等颗粒形成较大的土团粒和水泥发生水化反应后生成的胶体粒子连接起来形成蜂窝状结构。水泥的水化程度越来越深，水泥中的钙离子与粘土中的二氧化硅和三氧化二铝进行化学反应，最后形成稳定性好的碳酸钙和结晶矿物。这种化合物在水和空气中逐渐硬化，最终成为水泥土。

3.2微型钢管桩的作用机理

微型桩在基坑支护工程中应用时，其作用方式主要有两种类型：第一种类型主要用来作为受力构件，对基坑开挖过程中产生的水土压力起到抵抗作用；第二种类型则用来作为主要的预支护结构。

第一种类型的微型桩支护作用机理与普通桩支护作用机理相同，即在深基坑地下水压力、周围土压力以及深基坑周围的附加压力作用下，受到桩体侧向位移的影响，致使深基坑地面排桩嵌固深度范围内的土体产生被动土压力来抵抗桩体承受的主动土压力。

第二种类型的微型支护作用机理是将微型桩用来作为超前支护结构的作用机理，目前基坑支护结构中关于微型桩的作用机理主要有以下几点认识：

①提高土体的面层强度，使土体的自稳能力增强。②在土体开挖过程中，微型钢管桩自身可以承受部分土体的荷载，能够挡土，因此有减小地表沉降量和基坑的水平变形量的作用。③防止坑底出现管涌、渗漏、隆起等现象发生。

微型桩在桩内外一定范围进行压力灌浆，使得桩体范围内外的土体得以加固，微型桩与混凝土面层、土体共同作用组成一个整体来抵抗土压力，使在支护结构上的主动土动力减小，支护结构抵抗荷载的能力得以增加。

4　基坑监测

本工程为梯形深基坑，取四边及北侧建筑作为基坑监测点，并在施工过程中做好监测工作。

4.1监测项目

监测的项目主要有临近建筑物沉降、倾斜，地面沉降，基坑顶面沉降量和水平位移，土体侧向位移，地下水位监测以及周边道路沉降和位移。

4.2位移监测

在变形区以外的稳定地点设置基准点，沿基坑周边布置观测点，采用钢尺测量距离、经纬仪观测角度的方法进行支护结构的总位移监测。在基坑开挖的过程中每天都需要进行一次观测，测定垂直偏移量。

4.3沉降监测

在非沉降影响区设置基准高程控制点，并且在基坑周边每20m处设置一个沉降观测点，形成高程控制观测网，观测周边环境的沉降。在开挖土方过程中，各测点每天都要进行1～2次的沉降观测，而且在标志稳定的情况下才能进行观测。

4.4裂缝监测

场外地面是否出现裂缝在施工过程中应该密切监测，如果发现裂缝，应对其发展变化进行严格监测，并及时对裂缝进行封闭，防止地面水渗入。

4.5水位监测

在观测井和基坑底设置监测点，每天对水位进行监测。①监测水平位移值；②监测地面下沉值，现场监控测量对深基坑支护十分重要，提供精准的数据信息，掌握边坡的安全稳定性，有利于利于对设计和施工方案作出调整，达到施工和设计的最优效深基坑支护的稳定性。

4.6施工安全监测

施工安全监测内容有地下水位、支护结构水平位移，邻近建筑物及坡顶沉降。要必须每天监测1次在支护施工阶段，在坑完成开挖之后，变形趋于稳定，监测次数可适当减少，到退出支护工作为止。在邻近建筑物上设置对降水引起沉降的观测。支护位移的监测包含水平沉降和垂直沉降，基坑四周设置测点，每边15m一个。在雨天应该加强监测，还要对危害支护安全的水害进行仔细观察，及时发现及时制止然后及时解决。