注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)施工

1、注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)施工工法16目 錄1前言12工法特點13適用范圍24工藝原理24.1 支護(hù)體系作用機(jī)理24.2 注漿鋼花管作用機(jī)理34.3 攪拌樁作用機(jī)理34.4 內(nèi)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土作用機(jī)理35施工工藝流程及操作要點45.1施工總流程45.2 攪拌樁施工工藝45.3注漿鋼花管施工65.4 噴射混凝土施工86材料與設(shè)備106.1 機(jī)具設(shè)備106.2 人員配置106.3 材料117質(zhì)量控制117.1 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)117.2攪拌樁質(zhì)量控制措施117.3 土釘質(zhì)量檢測措施127.4 噴射混凝土質(zhì)量控制措施138安全措施139環(huán)保措施1410效益分析1511應(yīng)用實例15注漿鋼花管與水泥土攪

2、拌樁聯(lián)合支護(hù)的施工工法1前言1.0.1 注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)是近年來發(fā)展起來用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)。由于其具有經(jīng)濟(jì)、施工快捷等優(yōu)勢，在我國得以迅速推廣應(yīng)用。所謂注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)就是用作為土層加強(qiáng)和錨固現(xiàn)場原位土體的注漿鋼花管作為受力構(gòu)件，與被加固的原位土體、噴射混凝土面層及起止水帷幕和加固土體的水泥土攪拌樁組成的支護(hù)體系。1.0.2近幾年來，土釘墻支護(hù)在我省發(fā)展較快，多次用于工業(yè)與民用建筑的基坑支護(hù)工程中，并與其他支護(hù)方法聯(lián)合使用，均取得了良好的效果，獲得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。2工法特點2.0.1 能夠合理的利用土的自穩(wěn)性，對于支護(hù)段土層擾動

3、較小，將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)中不可分割的部分，支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性好，結(jié)構(gòu)合理。2.0.2 注漿鋼花管布置間距較小，水泥土攪拌樁咬合范圍大，單根鋼管或水泥土樁出現(xiàn)問題對支護(hù)結(jié)構(gòu)整體影響不大，支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性好。2.0.3 施工速度快，攪拌樁施工速度較快，樁養(yǎng)護(hù)時間一般在三周左右，施工可以做到邊開挖邊鋼花管施工，邊注漿。2.0.4 施工材料較為普遍，主要材料為水泥和腳手架鋼管，輔助材料有鋼筋、砂和碎石。2.0.5 施工設(shè)備及工藝簡單，攪拌樁機(jī)大量應(yīng)用于地基處理工程中，樁機(jī)鉆頭在地下攪拌水泥與土的混合體成樁。腳手架鋼管經(jīng)簡單加工后由空氣壓縮機(jī)提供動力利用沖擊器打入土中，免除老式土釘做法的成孔工序，且注漿鋼花管

4、與土之間的摩擦力更大。2.0.6 應(yīng)用范圍廣造價低，工藝簡單，機(jī)械設(shè)備在市場上較為普遍，工法整體造價較低。3適用范圍3.0.1一般適用于雜填土、松散砂土、軟塑或流塑土、軟土、可塑、硬塑的粘性土，膠結(jié)或弱膠結(jié)（包括毛細(xì)水粘結(jié)）的粉土、砂土中。3.0.2適用于基坑坑壁安全等級為二級、三級的基坑。3.0.3 適用于施工范圍內(nèi)地基承載力不超過150kpa的土層，對于地基承載力高、黏性較大或較密的黏土或砂土，可采用先行鉆孔套打或其他輔助方法施工。3.0.4 適用于基坑深度不大于7m的基坑。4工藝原理4.1 支護(hù)體系作用機(jī)理注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于復(fù)合式土釘墻支護(hù)體系。該支護(hù)結(jié)構(gòu)形式由攪拌

5、樁、注漿鋼花管、內(nèi)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土組成。注漿鋼花管作為土釘加固土體，主要承擔(dān)水平向的拉力；水泥土攪拌樁形成垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)，既作止水用又聯(lián)合土釘形成支護(hù)結(jié)構(gòu)體系；攪拌樁外側(cè)掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土填補(bǔ)土質(zhì)差異和攪拌樁施工過程中的缺陷。4.2 注漿鋼花管作用機(jī)理4.2.1 注漿鋼花管與土體共同工作，形成了以增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定能力為主要目的的復(fù)合土體。該復(fù)合土體的整體剛度、抗拉和抗剪強(qiáng)度較原狀土均有大幅度的提高。4.2.2 注漿鋼花管承載主要荷載作用，依靠其與土體之間的摩擦力將所承受的荷載沿全長向深層土體傳遞。4.2.3 注漿鋼花管為水泥土墻形成的垂直支護(hù)結(jié)構(gòu)提供水平向拉力，保證其抗傾覆性，加強(qiáng)了邊界對其的約束

6、作用。4.3 攪拌樁作用機(jī)理4.3.1 攪拌樁加固土釘墻外側(cè)土體，將注漿鋼管連接成為一個整體。4.3.2 攪拌樁在基坑開挖前施工，減小了坡體開挖的變形量，將部分土壓力傳遞給坡底深層土體，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。4.3.3 攪拌樁為基坑開挖提供一個垂直的支護(hù)面，使得狹小場地的基坑開挖成為可能。4.3.4 攪拌樁將坡底土壓力傳遞給了更深層土體，減小了基坑坑底的隆起量。4.4 內(nèi)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土作用機(jī)理4.4.1 由于地層的不均勻性使得攪拌樁強(qiáng)度在某個區(qū)域內(nèi)較低，為了消除這種不均勻性帶來的不利后果，采用內(nèi)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高水泥土墻的均勻性。4.4.2 由于攪拌樁施工工藝本身的缺陷

7、，使得樁與樁之間的咬合難以達(dá)到預(yù)期的效果，造成局部漏水，采用噴射混凝土可以封堵樁間間隙，保證基坑止水帷幕的質(zhì)量。5施工工藝流程及操作要點水泥土攪拌樁施工攪拌樁養(yǎng)護(hù)、冠梁施工分層分段土方開挖注漿鋼花管、腰梁、噴射混凝土施工開挖至設(shè)計深度挖至指定高度，坑內(nèi)降水施工5.1施工總流程采用本工法進(jìn)行基坑支護(hù)總施工流程如下圖所示：圖5.1 工藝總流程圖5.2 攪拌樁施工工藝5.2.1 攪拌樁施工有“干法”和“濕法”兩種，基坑支護(hù)中宜用“濕法”施工，該方法所成樁均勻性較好。5.2.2 濕法一般工藝流程：設(shè)備安裝就位 制備水泥漿 鉆進(jìn)到設(shè)計深度 噴漿攪拌提升攪拌機(jī) 鉆進(jìn)噴漿復(fù)拌 提升攪拌機(jī) 鉆進(jìn)復(fù)拌 提升攪拌

8、機(jī) 成樁 移位 驗樁。5.2.3操作要點1.樁位定位放樣：在樁位中心打入木樁。 2.樁基就位、調(diào)平：攪拌頭對準(zhǔn)樁位，施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1；樁基的偏差不得大于50mm；成樁直徑不得小于設(shè)計值。檢查通電，空載電流值是否正常。3.攪拌頭下沉，鉆進(jìn)速度宜小于等于1m/min，并進(jìn)行記錄。4.當(dāng)攪拌頭下沉到設(shè)計樁端以上3050cm時開始噴射，邊提邊旋轉(zhuǎn)噴射，提升控制速度為攪拌頭每旋轉(zhuǎn)一周，其提升高度約為16mm。5.重復(fù)上、下攪拌：深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計深度的頂面標(biāo)高時，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。為時軟土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中

9、，至設(shè)計加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面。6.提升噴漿攪拌：提升速度0.5m/min。7.施工時如因故停漿，應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時再噴漿攪拌提升。若停機(jī)超過三小時，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。8.攪拌樁下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水對樁身強(qiáng)度的影響。9.移位。將樁機(jī)移至下一樁位，重復(fù)上述步驟。10.清洗。攪拌樁分段施工完成后應(yīng)清洗機(jī)器管路，向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。5.3注漿鋼花管施工5.3.1 注漿鋼花管施工流程鋼花管制作定位放點、小鉆機(jī)開孔鋼花管

10、內(nèi)壓力注漿鋼花管與外側(cè)腰梁連接噴射混凝土堵孔沖擊器壓鋼花管入土層圖5.3.1 注漿鋼花管施工流程5.3.2 鋼花管制作要求鋼花管主要采用腳手架鋼管制成，該鋼管鋼材等級為q235級，鋼管外徑48mm，壁厚3mm。鋼管兩側(cè)對開6溢漿孔，孔外設(shè)置等邊角鋼25253長35mm進(jìn)行保護(hù)，通過鋼管孔向土層內(nèi)注漿。工程中注漿鋼管長度宜為6m和9m兩種，鋼管之間采用焊接連接，焊接處雙面焊3根hrb335級14長10cm的鋼筋。在制作鋼花管的同時還應(yīng)制作與鋼管口徑相同的止回閥，止回閥由鋼閥門和前后端各20cm長鋼管組成。鋼花管具體制作要求如下圖：5.3.2 鋼花管制作詳圖5.3.3 注漿鋼花管施工要求1.施工前

11、要復(fù)核鋼花管樁位，測量樁位中心在垂直方向上的誤差不大于2cm，水平方向誤差不大于10cm。2.鋼花管采用打入式施工，鋼花管桿體打入前應(yīng)采用小鉆機(jī)鉆穿攪拌樁，取芯形成80的孔洞后再制安鋼花管。鋼花管施工角度與水平方向的夾角宜為20。3.鋼花管注漿所用的水泥漿水灰比要準(zhǔn)確，水泥漿水灰比不大于0.5。若工期緊迫可加入早強(qiáng)劑，早強(qiáng)劑采用nacl及三乙醇胺，摻入量分別為水泥用量的0.3及0.03，拌好的漿液要在初凝前使用完畢。嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液。4.注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)，直至一個鋼花管注漿完畢，若因故中途停止注漿，應(yīng)用清水清洗注漿泵及管路，防止?jié){液在泵體或管路內(nèi)凝固。注漿壓力為0.4-0.6mpa，漿注滿

12、后保持穩(wěn)定壓力3-5分鐘，預(yù)計注漿鋼花管每米水泥用量為20kg。5.注漿前將止回閥與鋼花管頭部焊接，注漿完成后先關(guān)閉閥門再拔出注漿管頭。待水泥漿終凝后將止回閥從鋼花管上割下，并對其進(jìn)行全面清洗。5.3.4 腰梁施工注漿鋼花管經(jīng)腰梁與噴射混凝土連接，根據(jù)基坑深淺程度和周邊建筑物情況設(shè)置腰梁，腰梁一般有鋼筋腰梁和槽鋼腰梁兩種。槽鋼腰梁一般采用14a槽鋼，鋼筋腰梁一般采用hrb335級4條14鋼筋組成，腰梁與鋼花管采用焊接連接，在土釘制安完成后進(jìn)行腰梁施工。腰梁在制安前應(yīng)對照土釘?shù)奈恢眠M(jìn)行開孔，人工用小鉆機(jī)開孔直徑為80。圖5.3.4-1 鋼筋腰梁做法詳圖圖5.3.4-1 槽鋼腰梁做法詳圖5.4 噴

13、射混凝土施工5.4.1 噴射混凝土施工流程分層、分段開挖至設(shè)計深度人工修坡、放線幫扎鋼筋網(wǎng)噴射混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)下一層（或下一段）噴射圖5.3.1 噴射混凝土施工流程5.4.2 施工要點與技術(shù)措施1.施工材料中的水泥應(yīng)有出廠合格證，施工中所用水泥漿應(yīng)在施工前做好配合比試驗，嚴(yán)格按配合比進(jìn)行施工2.人工修坡：錨桿施工完成后，根據(jù)場地開挖實際地形進(jìn)行人工修坡，以便掛網(wǎng)平整到位，邊坡美觀大方。3.噴底層砼：人工修坡后，噴射底層砼，第一次噴射砼厚度為30mm,然后掛網(wǎng)，保證鋼筋不受腐蝕破壞。4.掛網(wǎng)：鋼花管與腰梁內(nèi)側(cè)鋪設(shè)縱橫向鋼筋網(wǎng)。5.噴面層砼：掛網(wǎng)后，將鋼筋網(wǎng)移至設(shè)計位置，再次噴射c20砼，直至厚度

14、達(dá)到60-80mm。噴砼配合比經(jīng)驗數(shù)為水泥：粗砂：礫石=1：2：2。實際施工時，現(xiàn)場配合比必須根據(jù)工程師選用材料抽樣送到實驗室進(jìn)行試配確定。6.養(yǎng)護(hù)：按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)期灑水養(yǎng)護(hù)。圖5.4.2 噴射混凝土施工詳圖6材料與設(shè)備6.1 機(jī)具設(shè)備注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)工法中需采用的主要設(shè)備機(jī)具見表6.1。表6.1 機(jī)具設(shè)備表序號主要機(jī)械設(shè)備名稱型 號總功率1空氣壓縮機(jī)vf12-780kw2混凝土噴射泵qyz-a5kw3攪拌樁機(jī)sp-545kw4小鉆機(jī)80mm5kw5電焊機(jī)bxi-50-715kw6潛孔鉆車ky-120柴油動力7氣割設(shè)備8水泥漿攪拌機(jī)1m10kw9壓漿泵bw60015kw10高效潛孔

15、沖擊器as-90a6.2 人員配置所需操作人員有：水泥土攪拌樁施工班組、鋼筋籠制作班組、混凝土施工班組、水電工、普工。其中機(jī)械操作工、電工和焊工應(yīng)持證上崗。6.3 材料注漿鋼花管與水泥土攪拌樁聯(lián)合支護(hù)工法中需采用的主要材料見表6.3。表6.3 材料表序號主要材料名稱材料型號1鋼筋直徑6.5mm、8mm、14mm2水泥復(fù)合硅酸鹽水泥325級3砂細(xì)河砂4碎石粒徑5mm-10mm5槽鋼14a6鋼管外徑48mm，壁厚3mm7等邊角鋼25253 7質(zhì)量控制7.1 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(gb50202-2002)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(zjq00-sg-014-2006)建筑地基

16、處理技術(shù)規(guī)范（jgj79-2002）建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj120-99）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gb50007-2002）7.2攪拌樁質(zhì)量控制措施1.嚴(yán)格按設(shè)計圖紙要求及規(guī)范進(jìn)行施工。2.選用性能較好的加強(qiáng)型樁機(jī)，并加強(qiáng)檢修維護(hù)，保證樁機(jī)機(jī)械性能良好。3.施工前，應(yīng)做攪拌樁成樁工藝性試樁，以確定各項施工技術(shù)參數(shù)，其中包括：攪拌機(jī)鉆進(jìn)深度、樁底標(biāo)高、樁頂或停漿面標(biāo)高、灰漿的水灰比、外滲劑的配方、攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和提升速度、灰漿泵的壓力、輸漿量等；4.攪拌機(jī)機(jī)架安裝就位應(yīng)水平，導(dǎo)向塔垂直度偏差不超過1，樁位偏差不大于50mm，樁徑偏差不大于4；確保樁間搭接寬度。5.施工中因故停漿時，宜將攪拌頭回復(fù)

17、0.5m到已攪拌部分，待恢復(fù)供漿時，再攪拌提升；6.樁與樁搭接時間間隔不應(yīng)大于24小時，如果間歇時間太長，搭接質(zhì)量無保證時，應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或旋噴注漿措施；7.做好每根樁的成樁記錄，深度記錄誤差不應(yīng)大于10mm，時間記錄誤差不應(yīng)大于5min；8.施工過程中用流量泵控制輸漿速度，保持注漿泵出口壓力（一般在0.400.60mpa），輸漿速度保持常量；9.當(dāng)?shù)叵滤S富時，可采用多回路注漿攪拌工藝，并選用適當(dāng)?shù)乃倌齽?0.當(dāng)土層為較密實的粗砂層時，應(yīng)增加攪拌次數(shù)；攪拌樁側(cè)土方開挖必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可進(jìn)行。7.3 土釘質(zhì)量檢測措施土釘采用抗拉試驗檢測承載力，同一條件下，試驗數(shù)量不宜少于土釘總數(shù)的3%且

18、不應(yīng)少于3根。當(dāng)錨固段漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%時可進(jìn)行試驗，試驗操作要求按照jgj120建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程附錄e的要求進(jìn)行。7.4 噴射混凝土質(zhì)量控制措施鋼筋網(wǎng)應(yīng)在噴射一層混凝土后敷設(shè)，根據(jù)保護(hù)層厚度15mm；鋼筋網(wǎng)與土釘采用壓入時進(jìn)行連接；噴射作業(yè)應(yīng)分段進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射作業(yè)應(yīng)自上而下，一次噴射厚度不小于30mm；噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離宜為0.61.0m；噴射混凝土后2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間根據(jù)氣溫確定，宜為37小時。8安全措施8.0.1現(xiàn)場施工用電原則執(zhí)行“一機(jī)、一閘、一漏電保護(hù)”的“三級配電兩級保護(hù)”措施。其電箱設(shè)門、加鎖、編號，注明責(zé)任人。8.0.2流砂

19、、管涌的處理措施對較嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象應(yīng)增加坑內(nèi)降水措施，使地下水位降低到坑底以下0.5-1.0m。流砂在上部樁間的縫隙中出現(xiàn)時，在樁間嵌補(bǔ)防水細(xì)石混凝土。施工中應(yīng)先在出現(xiàn)流砂的部位插入引流管，而后將該段墻幅間土清除，再將兩面墻幅對應(yīng)面鑿毛，然后在外面支模，澆注混凝土。管涌十分嚴(yán)重時可在支護(hù)墻前打設(shè)一排鋼板樁，在鋼板樁和支護(hù)墻間進(jìn)行注漿，鋼板樁底應(yīng)與支護(hù)墻底標(biāo)高相同，鋼板樁的打設(shè)寬度應(yīng)比管涌范圍寬5m。8.0.3支護(hù)結(jié)構(gòu)位移過的處理措施1.回填好土、砂袋或砂石材料，回填至保證基坑變形穩(wěn)定為止。2.挖除支護(hù)坡頂一定范圍內(nèi)的土體，減少支護(hù)坡頂?shù)亩演d。3.對基坑挖土應(yīng)合理分段，每段土方挖到底后應(yīng)及時澆筑墊層。 8.0.4支護(hù)結(jié)構(gòu)漏水的處理措施1.漏水部位在離地面不深處，可開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)背離基坑側(cè)土體至漏水高度，采用混凝土進(jìn)行封堵。2.漏水位置較深，應(yīng)采用壓密注漿的方法進(jìn)行封堵。漿液中應(yīng)加入早強(qiáng)劑等外加劑提高水泥漿的早期強(qiáng)度。注漿時應(yīng)控制好注漿壓力，避免注漿壓力過大使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移。8.0.5基坑周邊建筑物和構(gòu)筑物險情