談基坑支護深層水泥攪拌樁應用

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摘要：隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，建筑工程逐漸趨于高層化發(fā)展，基坑開挖深度日益增加，基坑支護結構也變得更加重要。與其他支護結構相比，深層水泥攪拌樁具有成本低、施工效率高等特征，可更好控制施工期間的噪聲污染及地面污染程度?；诖?，文章對深層水泥攪拌樁在基坑支護中的具體應用進行闡述，旨在充分發(fā)揮出深層水泥攪拌樁的積極作用，確保深基坑工程能夠安全高效地開展。

關鍵詞：深層水泥攪拌樁；基坑支護；地基

深層水泥攪拌樁基坑支護法在我國工業(yè)建筑、民業(yè)建筑的地基加固中發(fā)揮出了重要作用。為更好地應用深層水泥攪拌樁基坑支護技術，相關的技術人員需要不斷增強對技術的應用意識，細致分析該技術工作機理，加大深層水泥攪拌樁應用管控力度，從根本上保障深層水泥攪拌樁基坑支護質量與效率，推動建筑工程有序順利開展。

1深層水泥攪拌樁支護工作機理

通過特有機械設備，將水泥、軟土混合成水泥土，使水泥的物理或化學反應能夠在具有活性的黏土介質中進行。影響水泥土抗壓強度的因素較多，如被加固土體性質、水泥摻和量、水泥齡期、標號、外加劑等。在水泥標號逐漸增大、強度增強的情況下，水泥自身滲入比也會隨之增加。同時，水泥強度也會隨養(yǎng)護齡期的延長而增大[1]。在養(yǎng)護時間超過3個月后，強度才會穩(wěn)定增長。在水泥內加入木鈣、石膏等物質可以從根本上增強水泥土的早強、緩凝和堿水效應，但在水泥配置期間不能對周圍環(huán)境造成污染。水泥攪拌樁支護施工流程如圖1所示。

2深層水泥攪拌樁支護工程案例分析

以某管道工程為例，該管道工程長28.5m，從雙孔雨水方涵下穿過。溝槽最深處達8m，屬于深基坑支護范圍，需在施工前建立起施工專項方案。因施工條件有限，需要將倒虹管道分為兩部分實施。與其他基坑支護環(huán)節(jié)相比，該工程支護工作具有以下特征。第一，風險性強。在工程深基坑施工過程中，深基坑結構具有臨時性特征，相應的安全性較小，施工開展期間的風險性較高。不僅如此，深基坑工程結構復雜，施工期間涉及的專業(yè)技術多，對施工及管理人員操作水平提出了更加嚴格的要求[2]。在深基坑工程開展過程中，需要做好工程施工期間的實施監(jiān)測工作，結合工程實際建設要求，制訂出有效的應急保障措施，最大限度地降低工程安全事故可能帶來的影響。第二，受環(huán)境因素影響較大。與其他工程相比，深基坑工程更易受到環(huán)境因素影響。部分地區(qū)地質條件較差，土質松軟，在深基坑開挖時，經常會出現邊緣坍塌等問題，造成嚴重安全事故。同時，當前管道工程施工場地多在市區(qū)，建筑物與人口密集，一旦深基坑開挖環(huán)節(jié)出現問題，后期支護工作沒有做到位，也會導致周圍構筑物出現不均勻沉降等現象，嚴重影響居民生活質量。第三，深基坑支護工程發(fā)生安全事故的概率高。深基坑支護工程施工技術較為復雜，在深基坑支護失效的情況下，對周邊道路、管線以及構筑物的影響極大。深基坑支護結構主要就是在深基坑開挖期間設置內支撐或外支撐結構，防止在開挖過程中出現土體坍塌等問題，保障深基坑開挖工作的順利開展。

3深層水泥攪拌樁在基坑支護中的設計

水泥攪拌樁是當前深基坑的重要支護結構，形式與混凝土灌注樁類似。將深層水泥攪拌樁應用在實際基坑支護工程中，設計與計算環(huán)節(jié)不可完全依照混凝土樁墻開展，需以重力式擋土結構為依據。在深層水泥攪拌樁結構實際應用期間，主要是將攪拌樁搭接成統(tǒng)一整體，平面布置可采用壁狀體結構[3]。在支護結構寬度內，不需將整個土體進行攪拌加固，而是可以設定加固距離，將土體結構加固成相互平行的縱向壁。為增強水泥攪拌樁結構強度，還需要在結構內增加加固肋體，最后用肋體將縱向壁連接為同一整體。在深層水泥攪拌樁設計期間，設計人員需要注重計算擋土墻主動與被動土壓力數值，明確水泥土物理力學指標，如水泥土綜合重量、無側限抗壓強度、內摩擦角等，獲得精準的擋土墻高度、厚度與入土深度的數值；注重驗算水泥土攪拌樁擋土墻抗滑性與抗傾覆能力，確保所設計出的混凝土結構能夠更好滿足實際施工要求。

3.1深層水泥攪拌樁體布置形式設計

通過細致分析管道工程案例發(fā)現，該施工現場地形呈現出兩端高、中間低的形態(tài)，兩端距槽底8m，中間部分地坪距槽底6m。為最大限度地節(jié)約工程施工成本，設計人員選擇采用兩端樁長、中間樁短、上部不噴漿的鋼體結構設計方式[4]。管道溝槽位于河坡附近，因此需要將攪拌樁布置成半圓形，確保支護樁后的主動土地壓力能夠沿拱形狀軸向傳遞到溝槽兩側樁體，減弱周圍土體結構對樁身造成的剪力作用。

3.2水泥攪拌樁結構計算

依據國家及有關部門針對基坑支護技術頒布的明文規(guī)定，對水泥攪拌樁結構進行細致計算。管道兩側樁被布置成格柵式結構，厚度為1.7m，搭接寬度為2m。沿長度方向可知，中間樁全長7.5m，嵌固深度為3.5m。向兩側同時打入3根樁，樁長各加固0.5m。樁體結構全長為28m。由于該工程溝槽兩端地勢高，槽底深度為8m，主動土壓力較大。只采用常規(guī)重力式擋土墻結構進行計算，墻寬在2m以上。擬將水泥攪拌樁結構設計成半圓形，使作用于攪拌樁上的主動土壓力能夠沿半圓形結構的軸傳遞到兩側的擋土墻上，使主動土壓力對軸的作用能夠由剪力、拉力轉變?yōu)檩S向壓力。

4深層水泥攪拌樁打樁作業(yè)

在將深層水泥攪拌樁應用在基坑支護過程中，需要嚴格管控打樁作業(yè)環(huán)節(jié)，要求所采用的轉機為單孔鉆機結構[5]。施工工藝為做好準備工作、測量放線、就位對中、預拌下沉、設備固化等。在打樁期間需要嚴格控制水泥的摻入比，為控制水泥漿液出現離析問題，應將時間控制在2h以內，確保水泥將與土體結構充分拌和在一起，使鉆頭攪拌速度控制在合理范圍之內。

5深層水泥攪拌樁在支護結構中的應用管理要點

5.1注重土方開挖管控工作

為確保工程深基坑支護結構各項力學性能符合設計要求，需加強土方開挖環(huán)節(jié)的管控工作，減少土方開挖環(huán)節(jié)對周邊土體結構的破壞。要分析土方結構開挖期間的各類安全隱患問題，切實加大土方開挖監(jiān)管力度，嚴格禁止土方超挖，結合工程具體要求，選擇合理土方開挖方式[6]。同時，在工程施工期間，相關管理人員還應加大工程質量與安全管控力度，切實提升工程施工現場管理水平；要求土方開挖機械設備的停靠嚴格遵守設計要求，開挖期間做好交底工作，防止在土方開挖時出現碰撞支撐系統(tǒng)等問題，以免為工程施工埋下巨大安全隱患。

5.2明確深層水泥攪拌樁施工管理要點

注重對深層水泥攪拌樁施工環(huán)節(jié)進行嚴格質量監(jiān)管。深層水泥攪拌樁主要就是在地基深處利用特殊攪拌樁設備固化深基坑支護結構，從根本上提升深基坑支護結構的強度與水穩(wěn)性。在施工準備期間，對操作后臺、攪拌機等設備工作性能進行細致分析，檢查水泥等施工原材料質量，確保水泥各項性能符合設計要求。要求在水泥噴漿期間進行合理支護，不可中斷鉆進過程，保障噴漿工作連續(xù)作業(yè)；要對水泥劑量進行合理支護，要求專業(yè)管理人員對鉆進環(huán)節(jié)進行全程管控，樁體水泥滲入量完全依照設計需求，控制鉆機的鉆進速度，嚴格依照國家與有關部門頒布的明文規(guī)定，注重設置深基坑支護施工技術管理方案；要求對深基坑支護工程進行定期監(jiān)管，充分提升施工技術與管理人員的工作積極性，采用試驗檢測與目測相結合的手段檢查水泥等施工材料質量，同時對工程施工焊接試件進行焊接前的檢測，從根本上保障工程施工質量。

5.3重視溝槽清理

在深層水泥攪拌樁施工中，由于在深層水泥攪拌樁中插入了H梁，一些水泥漿已被取代。在這種情況下，為了確保建筑工地的清潔，必須使用挖掘機清潔溝渠中的水泥和土壤，這也為以后施工作業(yè)的順利開展提供了支持。24h后，清潔后的水泥和土壤將逐漸變硬，可與基坑開挖、土石方等場地產生的雜物結合起來。

6結束語

總之，為確保深層水泥攪拌樁能夠在保障基坑支護工程高效可靠中發(fā)揮出重要作用，需要加強深層水泥攪拌樁應用期間的管控，嚴格規(guī)定樁長與樁徑，注重控制樁體結構的垂直度，使支護止水結構具有一定連續(xù)性，更好地抵御外界土體荷載，增強地基結構的整體穩(wěn)固性及承載力。

參考文獻：

[1]趙蘇玲,王約發(fā).內置預應力管的水泥土攪拌復合樁在深基坑支護中的應用[J].路基工程,2020(5):126-131.

[2]蘇林林.鋼板樁及型鋼水泥土攪拌樁在基坑支護中的應用研究[D].武漢:湖北工業(yè)大學,2020.

[3]張靜江.沿江平原沙洲區(qū)深基坑開挖對圍護結構變形的影響因素研究[D].合肥:安徽建筑大學,2020.

[4]袁久彬.基于MIDAS-GTS軟土區(qū)深基坑支護的數值模擬分析[D].淮南:安徽理工大學,2019.

[5]亢秀山,曾賽堂,廖科,等.深層水泥土攪拌樁在城市規(guī)劃區(qū)道路淤泥質土處理中的應用[J].工程技術研究,2020,5(17):58-59.

[6]楊瑞.深層水泥攪拌樁在軟土地基中的應用[J].住宅與房地產,2019(25):212.

作者：岑勇 單位：湖北大禹建設股份有限公司