钻孔灌注桩和旋喷桩在深基坑工程施工中的应用

【摘 要】基坑支护就成为了基坑工程施工极为关键的环节，基坑支护技术的选择一定要合理、科学，而施工质量也要严格控制。本文结合某深基坑工程，通过对工程场周边环境及工程条件进行了具体的分析，采用钻孔灌注桩与旋喷桩的支护方案，并对钻孔灌注桩与旋喷桩的施工质量控制进行了探讨，取得了较好的支护效果，可供参考。

【关键词】深基坑；支护方案；钻孔灌注桩；旋喷桩；施工；质量控制

近年来，随着建筑的建设高度和规模不断扩大，建筑基坑工程呈现出施工规模大、施工环境复杂、场地紧凑和影响面大等特点，并且基坑工程需要穿越周边建筑及地下管道，若没有采取合理的支护方案，不仅会影响到工程的施工工期和经济效益，而且还会影响周边建筑物的质量安全，致使安全事故的发生。因此，如何选取工程的基坑支护技术，并加强支护技术的施工质量控制，是建筑施工方必须十分重视的工作。

1 工程概况

某建筑工程，建筑物设计高度38m。地下室基坑支护与降水工程：场地标高为-2.00m，基坑深6m，支护周长大约290m，总面积约为4810.64m2。基坑北侧为一5层宿舍楼，与基坑距离约30m，宿舍楼基础类型为条形基础，基础下方为级配砂石，厚度为1.5m，级配砂石垫层底标位于现状地表下方2.0m处。拟建场区地下水水位较高，年平均水位埋深1.0m左右。

根据基坑内的地质情况，经研究，认为该基坑开挖范围内主要为填土、粉土、粉砂土，这几层土透水性强，渗透系数为10-3～10-4cm/s，在高水位条件下易引起流砂、管涌，从而导致边坡失稳。此外，该基坑内，有外来不明水源，且水量较大，因此对本基坑而言，降水是关键。

2 现状分析

由于基坑开挖距宿舍楼距离较近，且该地段机动车和人员往来频繁，属人口密集区，机动车和人员活动可能会造成边坡位移变形，影响建筑物的安全使用。因此，给基坑北侧及其围护工程施工带来很大困难。此外，降水时对北侧相邻5层楼影响也很大，所以，还需要对该基坑北侧采取止水措施，确保已有建筑物安全。

3 支护方案

通过对该工程杂填土、素填土埋深大（最大埋深为2.0m），碎砾、碎石含量高、体积大、透水性强，基坑开挖深度6.00m等实际情况的考查，结合周边已建工程采取的支护方法，研究确定本工程基坑支护方案。依据《建筑基坑支护技术规范》JGJ120、《建筑桩基技术规范》JGJ94、《混凝土强度检验评定标准》BGJ107、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002、建筑变形测量规程及其它相关规范要求，工程设计提出以Ф600mm钻孔灌注桩与高压旋喷桩相结合的基坑支护和降水方案。

（1）用粉质粘土层作围护钻孔桩的持力层，桩长12.00m，根据设计计算钢筋笼主筋配制14Ф20通长，加强箍14@2000。将支承架按2～3m的间距摆放同一水平面的同一直线上。

（2）根据地层条件，采取在围护挡土钻孔桩间，打入高压旋喷桩（桩长7.5m），使两者咬合10～15cm。

4 施工质量控制

4.1 灌注桩施工

首先顺着钻孔中心线挖一条沟槽深1.2m，开孔前预埋直径1.0m、长2.0m的护筒并固结牢靠。然后将配制好的（配置标准为混凝土强度为C25，每立方米混凝土配比为：32.5水泥413kg，砂子727kg，碎石1316kg）用以初灌的首批混凝土，运送至漏斗和储料斗（槽）内储存。然后将混凝土沿灌注口徐徐灌入，以避免导管内形成高压气囊，从而造成导管联接处胶垫挤出，而使导管漏水；或将空气压入混凝土内，导致混凝土含气量增大，减弱混凝土强度。灌注中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。探测次数一般不宜少于所使用的导管节数，应在每次提升导管前，探测一次管内外混凝土面高度。最后，灌注结束，要求灌注人员对现场和灌注工具进行清洗。

4.2 高压旋喷桩施工

高压旋喷桩施工是本次工程最重要的一项工程，直接关系到工程的施工质量，因此，应做好施工前的准备工作。主要包括施工控制及轴线测设；清障及现场平整；桩位定位；设备安装和调试；就位及对中等工作。其次，必须严格施工过程工序控制。从切土预搅，确定处理深度，制备浆液等环节严格控制施工操作。在相邻的两根灌注桩中间施工高压旋喷桩。保证灌注桩中心距为1.4m，两桩空隙为0.8m，旋喷桩的直径大于1.0m，同时应使施工标准保持气压0.7MPa，水压25MPa，浆液压力1MPa，水泥用量450kg/m。高压旋喷桩施工可以允许的偏差、检验数量及检验，详见表1。

4.3 注浆施工

为保证旋喷桩体强度，在旋喷完成后应对桩体进行补强注浆。具体方法为在旋喷桩的中心钻孔，采用自下而上，连续注浆方式，对同一土层作重复注浆，注浆段为1～7.5m，并用止浆栓塞封闭孔段。浆液类型为C-S双液浆。注浆参数为：最高压力0.5～10MPa，注浆量30～50L/min。当水泥浆液密度较大时，会产生水泥浆下沉现象，此时采取自桩顶向下3.0m进行复喷，可保证桩体上部水泥土强度。当浆液浓度为1∶1时，注浆20min后，状况稳定，即可结束该孔该段的注浆。

4.4 坑内降水

做好止水幕墙后，采用井点降水系统进行坑内降水。具体做法程序是：挖探井-挖（围）泥浆池-凿井-钻机就位-替浆-下管-填滤料-洗井-水泵安装-降水、维护。降水过程需注意根据设计图纸，依设计的降水井位置来确定井位。如井位有调整，必须经过主管工程师同意方可以进行，调整后的井位距离结构不得小于3m；降水井垂直度不大于1%，洗井后必须保证井深不小于设计井深，从而保证降水井的效果。

5 质量检查

地下室围护工程施工在第80d基本完成，随后第146d拆除了地下室围护内支撑系统，第210d完成了对地下室降水系统的拆除工程。工程结束后，对钻孔灌注桩和旋喷桩桩身完整情况，以及承载力及混凝土强度分别进行了检测，对支护效果进行了全面检查。

5.1 钻孔灌注桩检测

工程通过对12根桩进行地震测波反射法予以现场测试，得出测试结果如下：所有钻孔灌注桩的桩身都完整，其优良率达到100%；没有出现桩身断现象，桩身强度及性能符合有关规定，承载力为3117.1～4788.2kN，混凝土强度16.7～25.7MPa。达到建筑物安全标准。

5.2 旋喷桩检测

应用MC-160地震仪，采用锤击反射法对工程现场10根桩进行检测，结果为：所有旋喷桩桩体完好，没有断桩现象。通过对实测数据进行统计分析，得出桩的混凝土强度在C10～C15之间，考虑到工程结束后混凝土的养护期较短，且处于冬季，温度较低，水泥强度达到最大值用时较长的因素，认为该数值在正常范围内。随着混凝养护期的增加，强度将会继续增加。

5.3 支护效果检查

（1）坑内降水工程全部完工1个月后，为了验证支护止水效果，选择现场两处地方向下挖掘6m进行验证。结果显示，灌注桩与旋喷桩连成一体，形成有效支护止水体系。

（2）经有关质量监测部门，长达半年多的监测数据资料表明，基坑加固后，地基沉降量大大降低。灌注桩-旋喷桩的结合使用，达到了预期加固效果。

6 结论

基坑支护方案的选择是确保基坑工程顺利施工的关键，在支护方案选取过程中，工程人员应结合施工现场的地质条件、基坑周围环境状况等因素，选取最合理经济的支护方案。实践表明，本工程采取的钻孔灌注桩和旋喷桩的支护方案，由于通过严格控制施工过程，基坑的各项指标均能满足规范的要求，值得推广。

参考文献

[1] 王庆辉.钻孔灌注桩和旋喷桩在深基坑支护中的应用[J].山西建筑，2009年02期

[2] 沈科；张定柱.高压旋喷桩在深基坑支护中的应用[J].城市建设理论研究，2012年第21期