水泥搅拌桩墙后植入H型钢基坑加固施工管理要点

水泥搅拌桩墙后植入H型钢基坑加固施工管理要点

杜正鹏

广州协安建设工程有限公司

摘要：本文以某宿舍楼基坑支护工程为案例，分析了因突降百年一遇大雨，导致基坑水泥搅拌桩墙支护结构失效出现险情而采取的一项基坑加固技术，为以后同类工程施工提供借鉴。

关键词：水泥搅拌桩墙；支护；基坑加固；后植入；质量控制

1项目概况

某宿舍楼基坑支护工程，基坑大小为82.5m×79.0m，平均开挖深度为4.5m，西侧深基坑（长度约为82.5m）开挖深度最大为5.8m，支护结构采用水泥搅拌桩墙（φ1000@750，平均深度12m）+双层土钉（1Dφ48@1300，L=9000，11000）支护型式，基坑东、南、北三侧支护结构采用水泥搅拌桩+放坡的支护型式。

由于突降两百年一遇大雨，上游防洪渠倒灌基坑，导致原水泥搅拌桩墙与土体产生剥离，基坑监测数据突变至超限，支护失效。为减少社会影响以及降低基坑险情出现的损失，应尽快采取有效的抢险加固措施。

2施工工艺及技术重点分析

由于基坑处于淹水状态，搅拌桩墙与原土体产生剥离且无法判断桩身是否断裂的情况下，如何在原有支护结构下增加其刚度成为施工难点及重点。本方案通过在原有水泥搅拌桩中进行钻孔、后置入H型钢、灌浆及拉锚等一系列措施，提高原水泥搅拌桩墙的整体刚度，极大程度降低基坑坍塌等险情发生的概率。

3主要技术方案

3.1后植入H型钢施工技术

图1原支护方案及加固方案对比

（1）基坑险情出现征兆后，立即加强对基坑监测次数，如继续发展无法稳定则立即根据现场实际情况选取恰当回填材料进行回填反压，控制基坑水泥搅拌桩墙水平位移，以稳定水泥搅拌桩墙不会继续剥离土体，防止发生桩身脆性断裂等不可逆转的破坏。

（2）监测稳定后，根据支护加固方案，进行搅拌桩顶测量放线，使H型钢插入点（即施钻点）与水泥搅拌桩桩芯重合，架设钻孔机，采用跳桩间隔施工。

（3）根据实际情况，设置多台钻孔机。本项目因防洪渠倒灌基坑严重泡水，为加快施钻施工速度，采用三段顺排同向施钻法，将水泥搅拌桩墙分成三段，利用三台钻机进行施钻（孔径350mm），以缩短施钻时间。

（4）搅拌桩为φ1000@750（单位：mm），深度为10m，搭接长度为250mm。为保证H型插入孔内后基本与水泥搅拌桩桩芯中轴线重合，需将孔洞竖向偏移控制在5%内。

（5）施钻前，为防止钻孔偏移搅拌桩桩芯中轴线，分别在原搅拌桩平面桩芯排列方向（设定为X向）以及垂直搅拌桩排列方向（设定为Y向）位置设置两道铅垂线，利用两垂直线视距平面相交成线原理准确将钻杆定位至施钻点位置，保证钻孔的垂直度，确保施钻过程中，孔轴线与水泥搅拌桩桩心竖向重合。

图2铅锤定位钻杆原理图

3.2橡胶隔离分级施钻施工技术

施钻前采用在钻机基座加垫橡胶垫，让钻机与地面隔离产生柔性接触，将施钻过程中产生的震动等荷载进行消能处理，降低施钻过程中因钻杆转动及摆动对搅拌桩桩芯的硬性接触，减少对动荷载对桩芯的动态破坏。

图1橡胶隔离垫示意图

（2）橡胶垫的使用增加钻机与地面的摩擦系数，有效控制钻机在施钻过程中的定位，减少钻机偏移，降低钻孔竖向偏差，提高施钻精度和钻孔质量。

相同施钻速度下，因施钻过程中随着钻杆越长，末端钻头产生的晃动及振动也随之增加，所以对单孔施钻时，为减少钻杆末端晃动及振动，将施钻过程分成上、中、下三段，分别对应采用高、中、低施钻速度（高：3米/小时、中：2.5米/小时、低：2米/小时），以控制钻孔过程中因钻头晃动及振动减少原搅拌桩内部裂缝的产生，降低桩身的二次伤害。

3.3搅拌桩桩芯防水抗渗浆体回填灌浆施工

在钻孔完成H型插入孔内后，为保证水泥搅拌桩与后植入型钢能更好统一受力，同时保证基坑围挡防水抗渗作用，需采用适当回填凝固材料对孔进行回填灌浆。

（1）查阅相关行业资料最后总结得出采用42.5R水泥，水灰比0.6，按1：9配置粉煤灰-水泥复合水泥浆，作为回填灌浆材料。

（2）在浆池中搅拌均匀后进行孔回填灌浆，为防止一次灌浆液因原搅拌桩内部吸水导致浆体失水或硬化过程中产生收缩裂缝，影响搅拌桩墙整体防水抗渗效果。采用二次灌浆技术，二次灌浆在一次灌浆液初凝前（6-8小时内）进行。

（3）灌浆过程中需辅以对型钢进行钉锤敲击，使接触面与浆体充分接触，填充密实，排出气泡，提高施工质量和防水抗渗能力。

4总结

从整体加固施工过程及支护效果看，该施工方案能针对性的采取应急加固措施，有效地防止险情继续扩大导致支护完全失效，同时在原有支护结构进行加固，缩短抢险时间，且施工难度简单，极大程度降低基坑险情出现的损失及二次损害的概率。

参考文献

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[2]俞海华.基坑支护中SMW工法的施工工艺分析[J].中国房地产业，2012，（8）：550，542

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[5]季芬新.水泥搅拌桩加固处理施工技术.城市建设理论研究，2014，12