钢筋砼护壁与泥浆护壁在桩基础成孔中的联合应用

２１２・　２０１１年８月　・Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｌ・Ｊ之材　２０１１年第４期　第３７卷总第１６２期　钢筋砼护壁与泥浆护壁在桩基础成孔中的联合应用　朱治国，　梁雪琴　（义马煤业集团公司，　河南义马摘要：本文通过对桩成孔的分析，介绍了钢筋砼护　４７２３００）　钢筋砼护壁作用下的人工挖孔灌注桩施工到２９　ｍ左右　即煤矸石与土层交接处，出水量较大，护壁内土层长期被　壁与泥浆护壁的优劣性以及其联合应用，使其在高位回填　煤矸石上并且有毒有害气体环境土质而得到灵活运用，为　桩成孔的施工起到一定的参考价值。　关键词：煤矸石；回填区；钢筋砼护壁；泥浆护壁；　机械成孔　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—４０１１（２０１１）０４—０２１２—０２　０前言　义煤综能甲醇蛋白项目中央控制室基础底部持力层为　强夯过的煤矸石回填区，高位回填深度≥３０．５　ｍ，基础层　设计为⑨一⑧一／⑨一⑨轴基础设计为人工挖孔灌注桩，桩　径８００　ｍｍ，桩孔深度大于３７　ｍ，桩基承载力设计值１　５００　ｋＰａ；持力层为泥岩。桩端座在回填煤矸石下面的泥岩上，　由于桩孔径大，且桩身为回填煤矸石，泥浆护壁机械成孔　难度大故首先采用了人工挖孔灌注桩。　通过钻探等测试结果看本地区地质资料４８．５　ｍ深度内　揭露的地层为全新统（Ｑ４）、中更新统（Ｑ２）和三叠系（ｒＩ３）地　层，场地大面积分布着矿渣，厚度变化大，土质不均匀、　承载力低、压缩模量较高；具体第一层矿渣成分强风化岩、　煤矸石、泥岩碎块空隙大，结构疏松，分选性差，钻进过　程中易塌孔、普遍存在漏浆现象；第二层粉质粘土，可塑　～硬塑，铁锰质浸染，局部胶结，切面光滑，韧性中等，　第三层泥岩，灰黄色，强风化，岩心较破碎，属软质岩石，　中厚层状结构，倾斜状层理；土质揭露良好。　１根据钻探资料优先选择钢筋砼护壁作用下的人　工挖孔灌注桩　因为钢筋砼护壁简单、快捷、灵活、易操作，适用于　土质情况复杂的环境并且费用低廉。　（１）按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；桩孑Ｌ四　周撒灰线，测定高程水准点；桩孔开挖前，在桩孔外缘３．０　ｍ以内抬高自然地面约０．３　ｍ，向外坡向并备彩条布覆盖保　证地表水雨水不渗入桩孔内。　（２）为保证护壁牢固，防止护壁坍塌，井口上砌５—６　匹砖，用Ｎ１０水泥砂浆砌筑，井口上采用砖护壁，井口平　台牢固高出０．３　ｍ保证水不流人，同时防止地表块状物不　慎坠入。　（３）桩孔每开挖０．９　ｍ做钢筋砼护壁，砼强度为Ｃ２０，　环向配筋５４，８＠１５０，纵向配　８＠５００长度１　０００　ｍｍ钢筋，　使上段纵向钢筋锚入下段砼内保证环环相扣不脱落。　作者简介：朱治国（１９７７一），男，研究生，工程师，三级项目经理。　水侵泡，很容易造成土层面的护壁脱落，施工很不安全，　同时因为是煤矸石高位回填出现有害气体现象严重，人工　无法向下继续开挖。桩基经过强夯过的煤矸石回填区，场　地大面积分布着矿渣，该层矿渣厚度变化较大，土质不均　匀，承载力低，压缩模量较高，不易作为天然地基承载力　层，此外勘探深度内未发现暗塘等其它不良地质现象，经　建设单位、设计单位根据现场实际及土层揭露情况决定桩　下半部分采用泥浆护壁机械成孔，设计直径为８００　ｍｍ，单　桩极限承载力为１　５００　ｋＰａ符合要求，　２施工工艺流程　（１）场地平整一桩位定位、开挖浆池、浆沟一护筒埋　设一钻机就位、孔位校正一冲击造孔、泥浆循环、清除废　浆、泥渣一清孔换浆一终孔验收一下钢筋笼配以注浆导管　随时灌筑水下混凝土　（２）冲孔机就位，冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不　大于￣２０　ｏｔｎｉ，开始低锤（小冲程）密击，锤高ｎ４～Ｑ６　ｍ，并　及时加块石与粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护　筒下３—４　ｍ后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至１．５～　ｚ　０　ｍ以上，转人正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣　排除孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。　（３）冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的　粘土层，亦可采取自成泥浆护壁，方法在孔内注满清水，　通过上下冲击使成泥浆护壁；每冲击１—２　ｍ应排渣一次，　并定时补浆，直至设计深度。　（４）在钻进过程中每１～２　ｍ要检查一次成孔的垂直度　情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。　对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间　断冲击的办法穿过，以保持孔型良好。　（５）排渣开采用泥浆循环或抽渣桶等方法，当采用抽　渣桶排渣时应及时补给泥浆；成孔后，应用侧绳０．５　ｋｇ重　铁砣测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，可使用底部　带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干　净。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在１．１５　—１．２５之间；又向下成孔达４４．５　ｍ直至桩孔符合设计技术　尺寸即桩孔形成。　３结语　在工程桩身成孑Ｌ施工中采用常见的护壁方式，钢筋砼　护壁，自上而下环环相扣整体性好不易塌孔，安全可靠，　（下转第２１５页）　２０１　１年第４期　第３７卷总第１６２期　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｅ　ＭａｔｅｒｉａＩｓ　『ＩＪ之材　・２ｌ５・　２０１１年８月　由于基坑南侧边坡东部距建筑物相对较远，从基坑工　程造价和施工场地方面考虑，该部位的边坡开挖成直坡，　采用４道普通土钉进行支护，土钉长度分别为１４、１３、９、　９　ｍ，梅花形布置，面层厚８０　ｍｍ，内配ｑｂ８＠２００×２００钢　筋网。　边坡顶的变形与建筑物的倾斜。在每层开挖及支护后均进　行观测，同时注意基坑四周的裂缝观察（见表２～３）。　表２　时间（天）　１　基坑开挖过程中建筑物的沉降　Ｏ　５　１Ｏ　１７　２１　（单位：ｍｍ　Ｊ　６０　２７　３５　４２　开挖深度（ｍ）　Ｏ　２．Ｏ　２．０　３．２　４．４　４．４　６．Ｏ　６．Ｏ　６．Ｏ　Ｏ　Ｏ．３９　Ｏ．２４　１．６７　６．Ｏ３　５．Ｏ３　ｌ１．２　８．１４　８．１７　Ｏ　Ｏ．９２　１．０４　３．６８　７．４　６．２４　Ｉ２．２６　９．３５　９．４２　Ｏ　Ｏ　Ｉ．２　ｌ＿５　Ｉ．７８　７．４　６．８８　ｌ２．６８　１０．０６　ｌＯ．１３　１．２　Ｏ．９６　３　７．４６　６．９　ｌ２．８１　ｌ１．４７　Ｉ１．６０　２　３　３基坑施工　３．１微型桩施工　ｄ＃　５　６　７　根据图３—４所示的桩位，进行微型桩施工。微型桩采　用泥浆护壁成孔，必要时，使用跟进套管护壁。成孔清孔　后，放人钢筋笼，后插入注浆管至孔底，用压力注１：０．３的　Ｏ　１．Ｏ８　０．３３　１．８　６．５２　６．５２　１２．３４　Ｉ１．６３　ｌ１．６８　Ｏ　Ｏ．３２　Ｏ．４２　Ｏ．５３　０．３４　０．４５　Ｏ．２５　Ｏ．８５　Ｏ．８７　Ｏ　Ｏ．Ｏｌ　Ｏ．１ｌ　Ｏ．８８　Ｏ．Ｏ３　Ｏ．７２　Ｏ．１２　１．２４　１．２５　水泥砂浆，内掺高效减水剂及早强剂，］互至管满为止，注　浆压力为０．２　ＭＰａ。微型桩进入第五层粉土１．０　ｍ。　对原有建筑物托换的微型桩施工，在清孔完成放入钢　筋笼时，钢筋笼外侧对称绑扎两根，１，３ｏ的钢管，长度为１　ｍ，沿钢管长度方向每隔３００／ｌｌ／ｎ四周均匀布置４个２　ｍ／ｔ］　直径的花眼，花眼位置均套胶皮。在微型桩水泥砂浆初凝　表３　时问（天）　Ｂ２　１１５＃　Ｂ８＃　基坑开挖过程中边坡顶水平位移　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　（单位：ｍｍ）　６０　５　１Ｏ　】７　２１　２７　３５　４２　开挖深度（ｍ）　Ｏ　２．Ｏ　２．Ｏ　３．２　４．４　４．４　６．Ｏ　６．Ｏ　６．Ｏ　２．Ｏ　２。Ｏ　４．Ｏ　６．Ｏ　７．Ｏ　１８．０　１６．Ｏ　１８．Ｏ　３．Ｏ　４．Ｏ　８．Ｏ　１４．Ｏ　１６．Ｏ　２３．Ｏ　２５．０　２５．Ｏ　５．Ｏ　５．Ｏ　９．０　１４．Ｏ　１５．Ｏ　２１．Ｏ　２３．Ｏ　２３．Ｏ　后，从两根钢管采用１—２　ＭＰａ压力注入水泥浆进行二次压　浆，水灰比为０．５。在原基础下形成扩大头。微型桩施工完　成５天后可进行基坑开挖施工。　３．２基坑支护施工　１３１１＃　Ｏ　６．Ｏ　５．０　１Ｏ．Ｏ　ｌ８．Ｏ　２０，Ｏ　３Ｏ．０　３３．０　３５．Ｏ　基坑开挖完成后，南侧建筑物产生的整体倾斜最大为　０．７７％ｏ，远小于规范４％０的要求，建筑物未出现任何新裂　缝。由表３中可以看出，１—１、２—２剖面复合土钉支护边　坡位移比４—４剖面普通土钉支护边坡位移降低很多，可以　减小边坡位移３０～５０％，采用复合土钉支护技术能够较好　地解决土钉技术基坑变形大的问题；同时解决了采用普通　土钉支护坡面软弱土体暴露时间过长，发生局部土体坍塌　基坑开挖前首先进行深井降水，待水位稳定后再进行　基坑开挖。开挖采用分层开挖，一般土钉施工步骤为：开　挖、修坡、土钉施工、面层施工四个部分，各部分可根据　实际情况平行或交叉进行。该基坑第一步开挖１．７　ｎｌ，以后　每层开挖厚度为１．２　１１１，直至基底，每步开挖后立即进行土　钉施工。施工顺序依次为：开挖一修坡一成孔一钢筋制作　一的现象；开挖槽底处发生较为明显的软弱土体侧向挤出等　问题，保证了基坑的正常开挖和土钉施工。　安放钢筋一注浆一绑扎面层钢筋网一喷射混凝土面层一　养护。在微型桩施工完成５天后，开始进行基坑开挖。基　５结语　坑开挖第二步时，在基坑北侧、东侧和南侧东部采用普通　土钉支护的坡面上，土体暴露时间超过２小时，就发生局　部土体坍塌现象，并逐步向土体内部发展，同时在开挖后　本工程在距房屋及近且地基条件（饱和粉土＋淤泥质粉　质粘土）为软弱土的情况下，采用复合土钉支护及建筑物局　部微型桩托换技术，保证建筑物的安全使用和边坡的稳定，　经过实践证明是成功的。　槽底处发生较为明显的土体侧向挤出，影响了基坑的正常　开挖和土钉施工。　［ＩＤ：６７５３］　参考文献　４基坑监测　为保证基坑支护结构在开挖及基础施工期间的安全与　［１］杨俊才．复合土钉墙支护技术在深基坑支护工程中的应用　［Ｊ］．建筑技术，２００９，（２）．　［２］　吕春华，吴绍强．土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用　稳定，确保南侧建筑物的安全。在基坑边坡顶设置了水平　及沉降观测点，在建筑物四周设点沉降观测点，观测基坑　［ｊ］．大众科技，２００９，（１）．　（上按第２１２页）　以免塌孔。　而且灵活多变便于施工；泥浆护壁机械成孑Ｌ方式只要注意　施工方法和保证成孔质量的技术措施，施工起来简单快捷，　能处理有毒有害的复杂土质环境但受环境和工作面限制；　而钢筋砼护壁与泥浆护壁在桩基础成孔中的联合应用在本　工程中是不得已而为之，然而通过在义煤综能甲醇蛋白项　参考文献：　［ＩＤ：６８００］　［１］　刘备德，等．义马煤业集团美国综合能源系统１０００万标方煤制　气项目中央控制室桩基施工方案［Ｒ］．　［２］　郭友琴，等．义马煤业集团美国综合能源系统１０００万标方煤制　气项目中央化验室、中央控制室岩土工程勘察报告［Ｒ］．　［３］刘备德．义煤综能甲醇蛋白项目中央控制室施工组织设计　［Ｒ］．　［４］　李继业，等．建筑工程施工实用技术手册［Ｍ］．　目中央控制室桩基工程中的成功运用，说明钢筋砼护壁与　泥浆护壁在桩基础成孔中的联合应用　仅实用于高位回填　杂填土中桩成孔，同时对桩端在有毒　占害气体、有水环境　土质中成孑Ｌ也有一定参考价值；但泥浆护壁机械成孔后应　随时立即进行砼桩的浇注工作，时间最好在２～３　ｈ以内，