钻孔灌注桩+高压旋喷桩+锚索组合式支护结构

摘 要: 基坑支护形式多样,但在砂质土层中由于其土体的特殊性,本文介绍钻孔灌注桩+高压旋喷桩+锚索组合式支护结构在珠海市斗门区砾砂层地区基坑开挖工程中的应用,对设计、施工与监测等进行分析与总结。

关键词:基坑支护;钻孔灌注桩;高压旋喷桩;锚索

Abstract: Foundation pit support in various forms, but in the sandy soil because of its special nature of soil, this paper introduces the bored pile + high pressure rotating pile and anchor combined support in the sand area of Doumen District, Zhuhai City, the gravel pit excavation engineering application of supporting structure, analysis and summary of the design, construction and monitoring etc..

Key words: foundation pit; bored pile; high pressure jet grouting pile; anchor

中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A文章编号：

1 引言

富山水质净化厂管网配套工程斗门镇污水泵站位于珠海市斗门区斗门镇南门村，泵站北面为接霞庄护庄河，南面为南门涌，东西两皆为鱼塘。该污水泵站基坑原方案为沉井施工，采用两排水泥搅拌桩（桩长15米，桩径500mm）作止水帷幕，桩间平面搭接150mm，排水下沉，因泵站位于砾砂层，同时虎跳门水道连通至南门涌，海水位潮汐变化引起的土体水流会影响水泥搅拌桩初凝，并造成水泥流失，在对水泥搅拌桩试桩并抽芯后发现，搅拌桩成型不理想，达不到止水要求，排水下沉方案无法实施。考虑到该泵站地质条件及潮汐影响，提出钻孔灌注桩+高压旋喷桩+锚索组合式支护方案，下面简要介绍该方案的特点及设计施工等问题。

2 方案设计

2.1 基坑概况

（一）本工程场地位于珠海市斗门区斗门镇南门村南门涌北侧，包括地上1层地下1层的污水泵站。

基坑开挖深度：9.1米；

基坑面积：841m2；

基坑周长：约117m；

基坑设计使用年限：12个月。

（二）基坑支护结构所在的地质土层

根据地质勘察报告，场地基坑支护设计相关的岩土层从上到下主要有素填土层、粉质粘土、砾砂、砾质粘性土：

1、素填土层:灰黄色、灰褐色等，稍湿～饱和，松散，成分为粘性土，局部地段含20%碎石、块石等，土质松散，钻进时漏水，欠固结，厚度1.80～2.10m。

2、粉质粘土:灰褐色、灰黄色，饱和，可塑，成分以粉粘粒为主，局部含少许粗砂粒，强粘性，土质较均匀，厚度4.20～4.90m。

3、砾砂:灰褐色、灰黄色等，饱和，中密，级配差，砂砾成分石英，含20%粘性土，土质不均匀，厚度6.80～6.90m。

4、砾质粘性土:系花岗岩残积土，灰黄色、肉红色或斑杂色等，饱和，可塑～硬塑，原岩残余结构可辨，矿物除石英外均风化成土，厚度4.30～4.50m。

2.2 基坑支护设计原则

1、场地岩土条件复杂，基坑开挖深度大，采用桩锚支护；

2、基坑支护设计考虑了道路行车荷载按15KPa，宽6米；

3、基坑开挖深度为9.1米，基坑安全等级为二级；

4、基坑支护结构：上部放坡+注浆花管+钻孔灌注桩+预应力锚索+高压旋喷桩桩间止水；

5、基坑上下设排水沟，在角部位置设集水井。

2.3 基坑支护方案

虽然场地地质条件较简单，周边环境较简单，但基坑开挖深度较大，开挖段存在素填土、粉质粘土和砾砂层。综合考虑合理性、安全性和经济性确定采用桩锚支护的形式。

（一）主要支护结构设计

因本基坑周长较小，基坑各面的情况如标高、开挖深度、地质情况和周边环境等基本相同，设计按一个断面进行考虑。上部2.75m进行放坡，坡面采用注浆花管+挂网喷射混凝土的形式进行护坡，下部采用桩锚支护的形式。灌注桩之间后采用高压旋喷桩进行填缝和止水；砂层中预应力锚索应采用跟管钻进施工。详见支护剖面图。

（二）排水设施设计

在基坑周边坡顶设置300×400mm截水沟、坡底设置300×400mm排水沟，纵向坡度为5‰，截排水沟采用M7.5浆砌MU10灰砂砖，1:2.5防水水泥砂浆抹面20mm。共布置2口集水井、一个沉砂池。

3 施工技术要求

（一）高压旋喷桩施工技术要求

（1）可先用钻机引孔，双重管引孔直径为91mm，引孔施工时应做好地层记录情况，以满足设计要求方可终孔；

（2）双重管高压旋喷桩桩径为Φ600，间距1300mm，水泥采用P.C32.5R水泥，浆液水灰比为1：1.0，要求水泥用量不少于350kg/m，外加剂为三乙醇胺，掺入比为水泥用量的0.03%；

（3）旋喷桩施工前应预先采用钻机引孔至设计深度后方可进行旋喷施工，成孔深度一般大于设计孔深0.5m，成桩垂直偏差不大于0.5%，定位误差不大于50mm；

（4）双重管高压旋喷桩喷射作业时，水泥浆液压力与气流压力应在现场试桩，以确定能达致设计要求桩径的水泥浆液压力和气流压力等工艺参数,每组测试数量不少于3根。

（二）钻孔灌注桩施工技术要求

（1）钻孔灌注桩垂直度偏差≤0.5%，钻进过程中，经常检查机架有无松动或移位，防止桩孔移动或倾斜；

（2）钢筋笼保护层为75mm，主筋采用搭接焊，同一截面接头面积不应大于50%钢筋笼在堆放、运输、起吊、和入孔过程中做好加固措施，防止钢筋笼变形；

（3）砼灌注高度应比设计桩顶标高高出500mm，在冠梁施工前，将桩顶浮浆凿除清洗干净；

（4）砼强度等级为C30；

（5）砼灌注前应进行清孔，孔底沉渣厚度不大于100mm；

（6）钻孔桩主筋为HRB335级钢筋，箍筋及加劲筋为HPB235级钢筋。

（三）预应力锚索施工技术要求

（1）预应力锚索整体施工前，应进行锚索基本试验，以检验锚索的极限抗拔力，检验条数不宜少于12根；

（2）锚孔位放点位置准确，孔位偏差±20mm；

（3）锚孔径为150mm，入射角为20°，为保证成孔质量，须跟管钻进，且成孔深度应比设计长度长0.5m，锚索采用2×7Ф5钢绞线，单束钢绞线强度标准值为fak=1320Mpa，锚索外露长度不小于1.5m；

（4）锚索注浆采用M30水泥砂浆，可添加适量早强剂，水泥砂浆采用搅拌机拌和，随伴随用。注浆采用二次高压注浆工艺，一次注浆孔口溢浆即停止注浆，二次高压注浆压力宜控制在2.0～2.5MPa以上；

（5）锚索张拉应在达到锚固体强度的80%以上且不小于15MPa后，一般在注浆十五天后方可进行张拉锁定（具体张拉时间应根据试块抗压强度结果确定）；

4 基坑观测

1、共设监测点18个，水平位移观测点4个，深层位移观测点4个，水位观测点4个，预应力锚索锚固力监测点6个。

2、在基坑开挖、下大雨及地下室底板施工时，每天观测1～2次；待位移和沉降稳定后，3天观测1次；如变化幅度大，需加密观测。

根据现场工程实际情况，参照广东省《建筑基坑支护技术规程》(DBJ/T15-20-97)的有关规定，基坑安全等级为二级，最大水平位移允许值0.004H且不大于50mm，周边地面沉降变形允许值0.003H且不大于40mm。

报警值取允许值的75%，作为现场监测报警的标准。

正常情况下当天监测数据可以在隔1日提供，当出现异常情况时应现场报告监理单位异常值大小与风险程度，并当天提出监测报告。出现异常情况时，须停止施工，分析原因和采取措施。

3、变形观测精度至少满足三等精度要求，观测结果及时通报相关单位。

4、变形观测在支护工程竣工后1年内改为每半月观测1次。

5 施工检测

1、常规检测：施工材料、水泥、钢筋、锚索等须质量检测合格后方可使用。

2、锚杆（索）抗拔力检验应在锚固体达到强度的70%以后进行，试验数量按有关规范要求执行。

3、桩身混凝土试块强度检测。

4、喷射混凝土厚度采用钻孔检测，按100m2一组。

5、未尽事宜，施工应严格按照国家及地方有关施工和验收规范进行。

6、施工前应进一步了解周边管线分布情况及周边建筑物桩基位置情况，确保施工顺利进行。

4 结语

通过本工程的实践,结合考虑安全性、施工工期及造价,砾砂层地下水较丰富的地区采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩+锚索是可行的;同时抗滑移、抗倾覆和整体稳定性均可达到要求，适合工期紧的基坑开挖工程。

参考资料：

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009