談基坑支護深層水泥攪拌樁應(yīng)用

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摘要：隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，建筑工程逐漸趨于高層化發(fā)展，基坑開挖深度日益增加，基坑支護結(jié)構(gòu)也變得更加重要。與其他支護結(jié)構(gòu)相比，深層水泥攪拌樁具有成本低、施工效率高等特征，可更好控制施工期間的噪聲污染及地面污染程度?；诖耍恼聦ι顚铀鄶嚢铇对诨又ёo中的具體應(yīng)用進行闡述，旨在充分發(fā)揮出深層水泥攪拌樁的積極作用，確保深基坑工程能夠安全高效地開展。

關(guān)鍵詞：深層水泥攪拌樁；基坑支護；地基

深層水泥攪拌樁基坑支護法在我國工業(yè)建筑、民業(yè)建筑的地基加固中發(fā)揮出了重要作用。為更好地應(yīng)用深層水泥攪拌樁基坑支護技術(shù)，相關(guān)的技術(shù)人員需要不斷增強對技術(shù)的應(yīng)用意識，細致分析該技術(shù)工作機理，加大深層水泥攪拌樁應(yīng)用管控力度，從根本上保障深層水泥攪拌樁基坑支護質(zhì)量與效率，推動建筑工程有序順利開展。

1深層水泥攪拌樁支護工作機理

通過特有機械設(shè)備，將水泥、軟土混合成水泥土，使水泥的物理或化學(xué)反應(yīng)能夠在具有活性的黏土介質(zhì)中進行。影響水泥土抗壓強度的因素較多，如被加固土體性質(zhì)、水泥摻和量、水泥齡期、標號、外加劑等。在水泥標號逐漸增大、強度增強的情況下，水泥自身滲入比也會隨之增加。同時，水泥強度也會隨養(yǎng)護齡期的延長而增大[1]。在養(yǎng)護時間超過3個月后，強度才會穩(wěn)定增長。在水泥內(nèi)加入木鈣、石膏等物質(zhì)可以從根本上增強水泥土的早強、緩凝和堿水效應(yīng)，但在水泥配置期間不能對周圍環(huán)境造成污染。水泥攪拌樁支護施工流程如圖1所示。

2深層水泥攪拌樁支護工程案例分析

以某管道工程為例，該管道工程長28.5m，從雙孔雨水方涵下穿過。溝槽最深處達8m，屬于深基坑支護范圍，需在施工前建立起施工專項方案。因施工條件有限，需要將倒虹管道分為兩部分實施。與其他基坑支護環(huán)節(jié)相比，該工程支護工作具有以下特征。第一，風(fēng)險性強。在工程深基坑施工過程中，深基坑結(jié)構(gòu)具有臨時性特征，相應(yīng)的安全性較小，施工開展期間的風(fēng)險性較高。不僅如此，深基坑工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工期間涉及的專業(yè)技術(shù)多，對施工及管理人員操作水平提出了更加嚴格的要求[2]。在深基坑工程開展過程中，需要做好工程施工期間的實施監(jiān)測工作，結(jié)合工程實際建設(shè)要求，制訂出有效的應(yīng)急保障措施，最大限度地降低工程安全事故可能帶來的影響。第二，受環(huán)境因素影響較大。與其他工程相比，深基坑工程更易受到環(huán)境因素影響。部分地區(qū)地質(zhì)條件較差，土質(zhì)松軟，在深基坑開挖時，經(jīng)常會出現(xiàn)邊緣坍塌等問題，造成嚴重安全事故。同時，當(dāng)前管道工程施工場地多在市區(qū)，建筑物與人口密集，一旦深基坑開挖環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，后期支護工作沒有做到位，也會導(dǎo)致周圍構(gòu)筑物出現(xiàn)不均勻沉降等現(xiàn)象，嚴重影響居民生活質(zhì)量。第三，深基坑支護工程發(fā)生安全事故的概率高。深基坑支護工程施工技術(shù)較為復(fù)雜，在深基坑支護失效的情況下，對周邊道路、管線以及構(gòu)筑物的影響極大。深基坑支護結(jié)構(gòu)主要就是在深基坑開挖期間設(shè)置內(nèi)支撐或外支撐結(jié)構(gòu)，防止在開挖過程中出現(xiàn)土體坍塌等問題，保障深基坑開挖工作的順利開展。

3深層水泥攪拌樁在基坑支護中的設(shè)計

水泥攪拌樁是當(dāng)前深基坑的重要支護結(jié)構(gòu)，形式與混凝土灌注樁類似。將深層水泥攪拌樁應(yīng)用在實際基坑支護工程中，設(shè)計與計算環(huán)節(jié)不可完全依照混凝土樁墻開展，需以重力式擋土結(jié)構(gòu)為依據(jù)。在深層水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)實際應(yīng)用期間，主要是將攪拌樁搭接成統(tǒng)一整體，平面布置可采用壁狀體結(jié)構(gòu)[3]。在支護結(jié)構(gòu)寬度內(nèi)，不需將整個土體進行攪拌加固，而是可以設(shè)定加固距離，將土體結(jié)構(gòu)加固成相互平行的縱向壁。為增強水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)強度，還需要在結(jié)構(gòu)內(nèi)增加加固肋體，最后用肋體將縱向壁連接為同一整體。在深層水泥攪拌樁設(shè)計期間，設(shè)計人員需要注重計算擋土墻主動與被動土壓力數(shù)值，明確水泥土物理力學(xué)指標，如水泥土綜合重量、無側(cè)限抗壓強度、內(nèi)摩擦角等，獲得精準的擋土墻高度、厚度與入土深度的數(shù)值；注重驗算水泥土攪拌樁擋土墻抗滑性與抗傾覆能力，確保所設(shè)計出的混凝土結(jié)構(gòu)能夠更好滿足實際施工要求。

3.1深層水泥攪拌樁體布置形式設(shè)計

通過細致分析管道工程案例發(fā)現(xiàn)，該施工現(xiàn)場地形呈現(xiàn)出兩端高、中間低的形態(tài)，兩端距槽底8m，中間部分地坪距槽底6m。為最大限度地節(jié)約工程施工成本，設(shè)計人員選擇采用兩端樁長、中間樁短、上部不噴漿的鋼體結(jié)構(gòu)設(shè)計方式[4]。管道溝槽位于河坡附近，因此需要將攪拌樁布置成半圓形，確保支護樁后的主動土地壓力能夠沿拱形狀軸向傳遞到溝槽兩側(cè)樁體，減弱周圍土體結(jié)構(gòu)對樁身造成的剪力作用。

3.2水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)計算

依據(jù)國家及有關(guān)部門針對基坑支護技術(shù)頒布的明文規(guī)定，對水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)進行細致計算。管道兩側(cè)樁被布置成格柵式結(jié)構(gòu)，厚度為1.7m，搭接寬度為2m。沿長度方向可知，中間樁全長7.5m，嵌固深度為3.5m。向兩側(cè)同時打入3根樁，樁長各加固0.5m。樁體結(jié)構(gòu)全長為28m。由于該工程溝槽兩端地勢高，槽底深度為8m，主動土壓力較大。只采用常規(guī)重力式擋土墻結(jié)構(gòu)進行計算，墻寬在2m以上。擬將水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)設(shè)計成半圓形，使作用于攪拌樁上的主動土壓力能夠沿半圓形結(jié)構(gòu)的軸傳遞到兩側(cè)的擋土墻上，使主動土壓力對軸的作用能夠由剪力、拉力轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向壓力。

4深層水泥攪拌樁打樁作業(yè)

在將深層水泥攪拌樁應(yīng)用在基坑支護過程中，需要嚴格管控打樁作業(yè)環(huán)節(jié)，要求所采用的轉(zhuǎn)機為單孔鉆機結(jié)構(gòu)[5]。施工工藝為做好準備工作、測量放線、就位對中、預(yù)拌下沉、設(shè)備固化等。在打樁期間需要嚴格控制水泥的摻入比，為控制水泥漿液出現(xiàn)離析問題，應(yīng)將時間控制在2h以內(nèi)，確保水泥將與土體結(jié)構(gòu)充分拌和在一起，使鉆頭攪拌速度控制在合理范圍之內(nèi)。

5深層水泥攪拌樁在支護結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用管理要點

5.1注重土方開挖管控工作

為確保工程深基坑支護結(jié)構(gòu)各項力學(xué)性能符合設(shè)計要求，需加強土方開挖環(huán)節(jié)的管控工作，減少土方開挖環(huán)節(jié)對周邊土體結(jié)構(gòu)的破壞。要分析土方結(jié)構(gòu)開挖期間的各類安全隱患問題，切實加大土方開挖監(jiān)管力度，嚴格禁止土方超挖，結(jié)合工程具體要求，選擇合理土方開挖方式[6]。同時，在工程施工期間，相關(guān)管理人員還應(yīng)加大工程質(zhì)量與安全管控力度，切實提升工程施工現(xiàn)場管理水平；要求土方開挖機械設(shè)備的停靠嚴格遵守設(shè)計要求，開挖期間做好交底工作，防止在土方開挖時出現(xiàn)碰撞支撐系統(tǒng)等問題，以免為工程施工埋下巨大安全隱患。

5.2明確深層水泥攪拌樁施工管理要點

注重對深層水泥攪拌樁施工環(huán)節(jié)進行嚴格質(zhì)量監(jiān)管。深層水泥攪拌樁主要就是在地基深處利用特殊攪拌樁設(shè)備固化深基坑支護結(jié)構(gòu)，從根本上提升深基坑支護結(jié)構(gòu)的強度與水穩(wěn)性。在施工準備期間，對操作后臺、攪拌機等設(shè)備工作性能進行細致分析，檢查水泥等施工原材料質(zhì)量，確保水泥各項性能符合設(shè)計要求。要求在水泥噴漿期間進行合理支護，不可中斷鉆進過程，保障噴漿工作連續(xù)作業(yè)；要對水泥劑量進行合理支護，要求專業(yè)管理人員對鉆進環(huán)節(jié)進行全程管控，樁體水泥滲入量完全依照設(shè)計需求，控制鉆機的鉆進速度，嚴格依照國家與有關(guān)部門頒布的明文規(guī)定，注重設(shè)置深基坑支護施工技術(shù)管理方案；要求對深基坑支護工程進行定期監(jiān)管，充分提升施工技術(shù)與管理人員的工作積極性，采用試驗檢測與目測相結(jié)合的手段檢查水泥等施工材料質(zhì)量，同時對工程施工焊接試件進行焊接前的檢測，從根本上保障工程施工質(zhì)量。

5.3重視溝槽清理

在深層水泥攪拌樁施工中，由于在深層水泥攪拌樁中插入了H梁，一些水泥漿已被取代。在這種情況下，為了確保建筑工地的清潔，必須使用挖掘機清潔溝渠中的水泥和土壤，這也為以后施工作業(yè)的順利開展提供了支持。24h后，清潔后的水泥和土壤將逐漸變硬，可與基坑開挖、土石方等場地產(chǎn)生的雜物結(jié)合起來。

6結(jié)束語

總之，為確保深層水泥攪拌樁能夠在保障基坑支護工程高效可靠中發(fā)揮出重要作用，需要加強深層水泥攪拌樁應(yīng)用期間的管控，嚴格規(guī)定樁長與樁徑，注重控制樁體結(jié)構(gòu)的垂直度，使支護止水結(jié)構(gòu)具有一定連續(xù)性，更好地抵御外界土體荷載，增強地基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性及承載力。

參考文獻：

[1]趙蘇玲,王約發(fā).內(nèi)置預(yù)應(yīng)力管的水泥土攪拌復(fù)合樁在深基坑支護中的應(yīng)用[J].路基工程,2020(5):126-131.

[2]蘇林林.鋼板樁及型鋼水泥土攪拌樁在基坑支護中的應(yīng)用研究[D].武漢:湖北工業(yè)大學(xué),2020.

[3]張靜江.沿江平原沙洲區(qū)深基坑開挖對圍護結(jié)構(gòu)變形的影響因素研究[D].合肥:安徽建筑大學(xué),2020.

[4]袁久彬.基于MIDAS-GTS軟土區(qū)深基坑支護的數(shù)值模擬分析[D].淮南:安徽理工大學(xué),2019.

[5]亢秀山,曾賽堂,廖科,等.深層水泥土攪拌樁在城市規(guī)劃區(qū)道路淤泥質(zhì)土處理中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2020,5(17):58-59.

[6]楊瑞.深層水泥攪拌樁在軟土地基中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2019(25):212.

作者：岑勇 單位：湖北大禹建設(shè)股份有限公司