投石壓漿無砂混凝土小樁結合土釘墻結合深基坑支護工程實例

作為一種新技術，將天然石材泥漿與土壤氣體結合起來，已廣泛應用于邊坡防護邊坡。作為一種復合基底處理，也是一種更經濟、更快速的方法。該工藝具有以下特點:(1)與土釘墻聯合作為邊坡加固措施,能簡化土釘墻的設計,使邊坡更加安全,同時也經濟環保;用于地基加固則更簡便和經濟;(2)技術先進,施工工藝及設備簡單,具有節能和環保的特性;(3)施工速度快,質量易于控制,安全風險低。投石壓漿無砂混凝土小樁(也稱微型樁,一般樁徑為200~300mm)技術,是在小樁技術和壓力注漿法的基礎上開發的一種地基處理方法。該樁使用反循環鉆機成孔,達到設計深度后下注漿管,回填骨料,通過預埋的注漿管壓力灌注水泥漿,形成具有一定強度的素混凝土樁,對地基具有置換、豎向增強體和排水排氣固結樁間土等多重作用機理,能起到地基加固和穩定邊坡土體的作用。邯鄲文化藝術中心深基坑支護工程中,成功應用微型樁作為邊坡加固措施,本文以該工程為例,介紹“微型樁”的施工工藝。1中坑“護坡”邯鄲文化藝術中心(圖1)是邯鄲市地標性建筑,包含大劇院、博物館、城規館和圖書館,占地面積159600m本施工方法主要用于“坑中坑“的護坡,基坑主要深度為6.3m和9.7m,但大劇院舞臺臺倉位置,從-9.7m往下到-16m為“坑中坑”,其平面尺寸為50m×40m,護坡采用土釘墻和微型樁(圖2)。微型樁共141根,樁徑200mm,樁間距1.5m,樁長12m,從2010年5月1日開始施工,到5月15日全部完成。經測斜孔及觀測點的155次監測,邊坡的水平位移和豎向位移均符合設計和規范要求。2施工工藝2.1工藝無砂混凝土小樁工藝流程為:平整場地→測量放線→成孔→注漿管安放→投入碎石→灌水泥漿。2.2集水池、注漿管(1)平整施工場地,按設計要求放樁位線。(2)預留300mm厚土層,樁頂高出基底標高300mm,清槽時將外露部分除去。(3)挖集水坑。在距樁孔邊2m以外處,挖數個1.5m×1.0m×1.0m的集水池,集水池與每個樁孔間挖出寬約200mm的水溝,用于鉆機成孔時水和泥漿的循環及泥漿清理(圖3)。(4)材料準備:取5~10mm級配碎石,投石時應分段振搗;水泥漿一般采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。注漿管選用覫32鋼管(圖4),注漿管下端1m內每隔30cm打1排注漿孔(3個),往上每隔1m打1排。注漿孔用膠帶纏2周封閉,以防泥漿和石子進入,出漿孔直徑為10mm。(5)主要施工設備如表1所示。2.3鉆機鉆孔點控制采用反循環鉆機成孔,成孔位置應根據放線定位,準確控制鉆機鉆孔點,根據設計要求,成孔直徑和成孔深度垂直度偏差控制在1%以內。鉆孔時可采用清水或自造泥漿護壁,鉆至設計標高后洗孔(圖5)。2.4插裝口、封蓋將制作的注漿管放入孔中,從孔上口垂直插入,扁頭向下,注漿口向上,并用臨時封蓋封口。安裝注漿管時由專人負責扶鋼管,確保注漿鋼管置于孔中央。2.5填塞壓實用手推車將5~10mm碎石運至孔口,沿孔口緩慢倒入碎石并分段振搗,確保碎石填塞密實。填碎石時,設專人負責鋼管定位和固定,以防填石時將注漿管擠偏,確保填石后鋼管處于孔內正中。2.6砂漿注入2.6.1對砂基砂及土壤樣品由于本工程土質為粘土,灌漿壓力取0.2~0.3MPa(根據經驗值,對砂土取0.2~0.5MPa;對粘性土、粉土,取0.2~0.4MPa),補漿壓力一般為1~2MPa。2.6.2水泥注漿與孔口注漿灌漿量為樁中碎石的孔隙體積和樁周加固土層灌入孔隙體積之和,可按下式計算:式中:V本工程采用200mm樁徑,注漿水灰比0.8,每m樁長水泥用量不小于30kg。注漿時由里向外注入,在孔口用封孔袋堵口,防止漿液流出,以確保孔內注滿水泥漿(圖6)。二次注漿應在一次注漿后2h,待一次注漿初凝后再進行。2.7土釘墻支護施工(1)微型樁施工完成后應養護3~7d方可開挖邊坡,進行土釘墻支護施工。(2)注漿前后的樁位處應有明顯標志,并用標志繩設置臨時圍擋,防止車輛毀壞注漿管和樁身。(3)低溫作業時,可采用保溫被覆蓋注完漿的樁身,嚴冬不宜進行注漿作業。3質量控制3.1鉆頭開鉆和直徑測量成孔前,為保證樁的垂直度,需用水平尺前后、左右調整鉆機平整度。為控制樁位偏差,成孔前先用儀器精確定出樁位,在每個樁位上釘小木棍。開鉆時,鉆頭中心對準木棍頭方可開鉆。注意成孔設備的平整度和導向架與地面的垂直度。成孔過程中若出現偏差應重新調整平整度,重新順孔,直至達到垂直度要求。為保證樁徑,開鉆前用尺測量鉆頭尺寸,若發現直徑不夠應即調換或補焊鉆頭。鉆機進尺累計達到200m后應復核鉆頭直徑。因鉆機帶水成孔,成孔至設計標高后要用鉆機直接洗孔,然后再放置鋼管,投放石料。樁的垂直度偏差不得超過1%,樁位偏差不得大于50mm,樁徑偏差不得大于4%。3.2水泥、水泥漿的制備水泥須經進場檢驗并復試合格后方可使用,應嚴格控制水灰比,采用散裝水泥時應過磅,專用定量容器加水,并在水箱內畫刻度線。制備水泥漿時,攪拌不得少于3min。連續制備水泥漿時,應控制水泥及水的添加量,制備的漿液不得離析,泵送必須連續。常用水灰比宜為0.6~2。3.3復合地基處理(1)施工過程中須隨時檢查施工記錄,并對照規定工藝對每根工程樁進行質量評定。(2)對每個班組應及時檢查并作記錄,檢查重點是樁長、水灰比、水泥用量及注漿壓力。樁長可參照注漿鋼管長度控制,水灰比可直接用比重計現場監測。每注完10根樁后,應及時核實水泥實際用量。對不符合設計要求者要及時調整,并對已施工的樁進行補灌。(3)對用于地基處理的微型樁,還應進行靜載試驗,試驗方法可參照有關復合地基技術規程,試驗宜在投石壓漿混凝土小樁完工20d后進行。樁身完整性可采用低應變動測法檢測,在成樁10d后進行,按15%~30%數量抽檢。4加強機械設備的使用和管理(1)進入現場須戴護目鏡等防護用具,應正確使用個人勞動防護用具。(2)鉆機行走和停放場地應平整鋪實,作業前要全面檢查機械的各項性能,確認處于正常狀態下方可使用。移動設備時要平穩,防止傾倒。(3)施工人員進場后要進行安全教育,特殊作業人員須持證上崗。(4)加強用電管理,做到專人專職管理,不得隨意接觸電器設備及拉設各種開關。用電設備須安全可靠,并隨時檢查各種電器的完好性。各配電箱均設短路漏電保護裝置,保證接地有效可靠,機械設備實行一機一閘一保。電器設備應有防潮、防漏措施。5材料和臨時設施的鋪設(1)施工現場的泥漿池應設置合理并有警示標志,泥漿應及時清理。(2)使用油料的施工機械應采用塑料布或墊板鋪設于地面,防止油料污染土壤。(3)材料碼放及臨時設施應按施工現場總平面圖布置,不亂堆亂放或挪用,標識、標牌應齊全。(4)施工現場要制定灑水降塵制度,配備灑水設備,指定專人負責現場灑水降塵并及時清理浮土。6小型鉆機、注漿機施工技術采用上述工藝,取得效益如下。(1)用料少(主要是碎石和水泥)。(2)機械設