深基坑支护中混凝土灌注桩支护施工要点

深基坑支护中混凝土灌注桩支护施工要点

摘要：常用的深基坑支护种类较多，这些深基坑支护可以分为水泥档土墙式、排桩及板墙式、边坡稳定式、逆作拱墙式等几种。排桩与板墙式还包括了排桩式、板桩式、板墙式、组合式等几种。本文要介绍的混凝土灌注桩就属于其中的排桩式支护。应该指出的是，选择何种深基坑支护方式主要取决于周边环境要求、工程预算、开挖深度、基础施工方式等客观因素。

关键词：深基坑支护；混凝土灌注桩；支护施工 一、混凝土灌注桩支护设计

1、计算理论的选择

深基坑支护最关心的是边坡的崩塌，也就是说支护的目的是阻挡在基础开挖时由四周向开挖处传来的土层的侧向压力。在计算土层的侧向压力时通常会选择使用朗肯的土压力理论或者是库伦的土压力理论。无论是朗肯还是库伦，他们的理论探究的都是在极限平衡状态之下来自周围土层的施加在挡土系统上的压力。朗肯与库伦的不同之处在于朗肯是不论主动压力与被动压力，都从点应力计算压力强度再求出总土压力，即传统意义上的极限应力法；库伦则将周围的土层视做一个楔体，整体考虑其静力平衡直接求得总土压力。这两种理论的缺陷是库化理论的计算结果是一条直线，而实际的压力是一条波浪曲线；朗肯的理论建立在假定的基础之上，假定墙背与填土之间没有压力，但是实际上这种摩擦力是存在着的。从客观上来说，这两种压力都不可能百分之百吻合每一个施工现场的实际情况，但是这两种方法都有其科学性，实际的压力曲线总是围绕着这两道压力线而变化的。对于板桩与连续墙等支护方式，上述两种方法较为实用，然而对于混凝土灌注桩而言，上述两种方法也可以使用，但是不如布路姆（Blum）的传统土压力理论来得更为切合实际。

2、计算原理

布路姆的理论模式为土压力的三角形理论，这种三角形与混凝土灌注桩所承受的来自土体的主动压力与被动压力形成的剪力形状较为一致，以入土深度求得静力平衡值，由有效嵌深求出支点锚固力来决定锚杆的工艺，由剪力为零求得最大弯矩点的深度就可以在适当的点位配以土层锚杆与横撑。比如：悬臂桩由于不需要锚拉，所以其桩体的下部的入土深度决定了其上部的可悬臂的长度，如果其下部入土较浅而上部过长，则不能单纯使用悬臂的方法。在使用悬臂桩时就必须用布路姆理论计算灌注桩的最大弯矩力，以决定其灌注桩的直径、入土深度、钢筋直径、水泥的强度等参数。

二、深基坑支护中混凝土灌注桩支护施工

目前的混凝土灌注桩的施工工艺通常为采用旋挖钻机钻进，在钻进的过程中用泥浆护壁，成孔以后下入钢筋笼，水下灌注混凝土。另一种施工工艺为采用钻

孔机械成孔，在成孔中下入钢筋笼，灌入混凝土。混凝土灌注桩的施工要点如下：

1、施工工艺

1.1施工前的准备工作

施工前必须对场地进行平整，这是所有的基础施工的统一要求。平整以后，要在非成孔的区域设置排水沟，以保持施工现场的清洁。在施工现场附近的合适位置挖设泥浆池或者安放预制好的泥浆池，并开始制备泥浆。同时，钻机可以进行试桩成孔，测量放线工作也可以同时进行，对水准点与轴线位置进行标定，放线定出桩位点，并在桩点钉入醒目的标志杆。等待监理对定位进行复核，同时进行施工的安排与组织工作。

1.2钻孔施工

桩机就定位，安装桩架及保护架等辅助设施，连接水泵等设备，在桩点位处清挖，布置孔口护筒以保护、定位孔口、防止泥浆外溢。然后就可以进行钻进成孔。钻进时必须在钻孔中不停地注入泥浆，并使泥浆的液面保持在高于地下水的水位1米的位置处，泥浆的作用就是散发钻头热量、降低钻进阻力、润滑钻头、携带钻进过程中产生的污物泥渣、保护孔壁。泥浆的作用可以说是必不可少的。当钻进达到既定的深度以后钻机保持在当前的钻机位置进行不进尺的空转，然后利用清水进行循环清孔，孔底泥块清洗的程度要达到其比重降至1.1即可。完成清孔以后进入下一道工序。

1.3灌注混凝土桩

确认清孔完毕以后，由监理与质检人员进行复核签字，然后进入灌注混凝土桩的工序。清孔与灌桩的过程必须连续，中间最好不要停留过长的时间，因为清水不同于泥浆，时间过长必然会造成孔壁的坍塌，所以必须马上向孔内吊入预制的钢筋笼。钢筋笼的吊装方法可以采用十字固定法或米字固定法起吊。在钢筋笼入孔的过程中要求钢筋笼必面保持直立状态，杜绝钢筋笼与孔壁的刮、碰。钢筋笼入孔以后，保持吊装姿势不动，迅速进行混凝土的浇注。混凝土浇注之前必须提前做好准备，一次性浇筑完成，一定要杜绝浇筑过程的中断，否则易在中断处形成断桩。

2、混凝土灌注桩常见问题及预防办法

2.1坍孔

2.1.1产生原因

护筒埋置太浅，未及时向孔内加泥浆，且孔内泥浆面低于孔外水位，或孔内出现承压水降低了静水压力，或泥浆密度不够。在流砂、软淤泥、破碎地层松散砂层中钻进，进尺太快或停在一处空转时间太长，转速太快。

2.1.2防治措施

护筒周围用粘土填封紧密；钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位：用粘土泥浆投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。

2.2流砂

2.2.1产生原因

孔外水压比孔内壁松散，使大量流砂涌塞桩底。遇粉砂层，泥浆密度不够，孔壁未形成泥皮。

2.2.2防治措施

使孔内水压高于孔外水位0.5m以上，适当加大泥浆密度。

三、混凝土灌注桩支护施工的要点和质量控制措施

重视地质勘察工作。监理工程师要认真阅读工程的地质勘察报告，了解基坑开挖所在地的地形、地貌和地质特点，分析可能导致边坡土体滑坡的各种因素。严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备正常运转。核验水准点及坐标控制点的正确性和保护措施。审查施工单位的水平及竖向施工放线是否正确。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验。做好隐蔽工程验收。施工过程中，监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度锚杆应力等进行检查。基坑支护单位要与挖土单位紧密配合，坚持分层分段开挖与支护的原则。基坑开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。发生异常情况时，应立即停止挖土。基坑开挖完成后，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露。基坑回填前，支护层不能破坏，特别是坡脚部分。护筒的中心点要尽量保持与放线的桩位的中心点一致，最大的可允许偏差为50mm，且其埋深必须大于1m。循环的泥浆的比须在1.1至1.2之间。钻孔的底部沉渣必须控制在小于等于150mm以内。为了避免断桩现象，砼灌注不得中途间断。要在对地下水文地质与工程地质情况充分了解的情况下进行施工。如果施工的地层有承压水，则应先采取封闭承压水层的措施以后方可施工，否则将给施工带来不利影响。基础工程施工以后，还必须安排人员对施工的基坑工程周边进行巡查维护，以免施工单位在基坑的近距离处堆放较重的施工材料，还要避免靠近基坑处设置重型车辆的行车通道。

结束语

深基坑的灌注桩支护形式，不仅可以起到支护的作用，而且还可以与高压旋

喷桩一起配合达到止水帷幕止水的效果。混凝土灌注桩的侧向刚度极好，其在深基坑支护工程中具有既能保证相邻建筑物绝对安全，又能保证工期以及降低工程造价，因此而成为当前深基坑支护工程的首选。

参考文献

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