灌注桩在基坑围护施工中的应用

2012-12-28李庆年

中国新技术新产品 2012年11期

关键词：冠梁灌注桩土体

李庆年

（中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司，河北邯郸 056004）

1 工程概况

案例中所举的工程案例系某市火车站附近公路，道路纵贯南北铁路，并穿过沿途立交桥，全程总长达1.434 千米。另外，该工程的起点处道路较宽，最宽处达到五十八米，最窄也可达到五十二米。

2 围护方案分析

通过上文的工程概况的介绍我们了解到，该工程的施工场地较小，不利于大范围的围护灌注桩。所以，在进行围护的设置的时候，我们要尽量缩小钢筋混凝土灌注桩的体积。另外，通过对施工区域的地质勘查我们可以发现，该施工区的地下水水位偏高，在施工正式开始前必须及时的将这些地下水有效的引流，否则将会严重影响施工的质量。

传统的围护桩也是以水泥为主要的混合材料，比如典型的有水泥土搅拌桩，这种围护桩不仅操作简单，成本低廉，还具备密度高的特性。但是通过上文的工程环境的勘察我们发现，此种围护桩并不适用于该工程，因为该工程的场地偏小，而水泥土搅拌桩只能用于大型的工程和宽阔的施工工地中。如果不是受限这一应用特点，水泥土搅拌桩将是最适合的围护桩，因为它充分的结合了水泥和土的建筑特性，可以有效的保护基坑的施工。

基于上述问题，钢筋混凝土灌注桩作为更加适合该工程的围护技术应该被采用，首先钢筋混凝土灌注桩是使用混凝土浇筑而成的，与水泥土搅拌桩具有同样的刚度和承载力。另外，钢筋混凝土灌注桩的上端有一个高达四米宽达八米的冠梁，该冠梁不仅可以连接所有的主体结构的钢筋，稳定灌注桩的结构，还能将各个灌注桩连接成一个整体，形成更加可靠的围护结构。另外，因为灌注桩的材料是钢筋混凝土，该种建筑材料的防水性能是非常好的，可以在围护基坑的同时达到防止基坑内入水的效果，简化了基坑的防水工作，在灌注桩围护的同时将其一并解决。

3 围护方案的计划和施工

上文中提到的基坑防水作业的另一种施工方法是通过采用高压旋喷桩来实现，高压旋喷装作为另外一种使用率非常高的地基围护技术，也被广泛的应用在各种工程项目中。它的特点是可以配合灌注桩进行地基的加固，并且也可以应用于基坑的防水和支护工作，当然具体的使用要根据工程的特点而定。

我们已经基本了解了该工程的地理环境和施工位置的特殊性，所以，在进行施工的时候要注意尽量做到不阻碍交通的正常运行，不给人们的出行和运输带来不便。这就要求我们在施工的过程中要尽量减小基坑施工对于公路的影响，但是需要注意的是同样的交通道路上的机动车运行也给基坑的振动荷载施工带来了干扰，这种情况下如何利用灌注桩技术的围护将振动荷载的施工维持在正常的水平和状态下就是一个非常重要的问题，甚至可以说关系着该工程的成败以及施工质量。

这就需要相关的部门和专业人员制定一个科学合理的施工方案，上文中提到的高压喷射注浆法是一种非常有效的施工配合方法，因为实践检验其适用于各种土质，且和灌注桩的配合度较高，可以达到非常好的防水效果，所以这种技术应该被施工负责人充分的考虑和应用。另外，高压喷射注浆法的应用原理是利用机械的高度压力将各种混合泥浆喷注在施工部位，所以可以达到更好的压实效果，有利于固化灌注桩的前期施工效果且高压喷射注浆法的防水效果非常良好，尤其是在该工程已经采用了本身防水的钢筋混凝土材料的基础上，更能形成一个双重的防水效果，加强对基坑的放水作业，这也是符合该工程的施工特点的，因为该工程处于一个地下水比较丰富的地区，所以良好的防水工作可以保障工程更好的进行。但是高压喷射注浆法存在着一个非常重要的技术缺陷，就是其施工过程中运用的大型机械的噪音比较大，必须有针对性的解决，否则将给周围的交通造成严重的影响。通常采用的方法是将喷射注浆的位置限定在固定的钻孔区内，可以有效的降低噪音的传播。

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）。

高压旋喷注浆的作用直径可以达到800mm，在灌注桩之间的土体有600mm，高压旋喷注浆每米注浆量为180kg～200kg，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，在场地限制的情况下，仍是一种比较适合的施工方法，唯一的缺点是工程造价较高。

4 工程实践效果

4.1 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。

4.2 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，各项指标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，综上，该种支护方案是可行的，并且是成功的。