地基加固设备的选型、过程控制关键技术研究

地基加固设备的选型、过程控制关键技术研究

郭强

中国建筑第二工程局有限公司 广东 深圳 518000

摘要：随着社会经济、城市的不断快速发展，交通的需求也随之广泛，地铁在城市的交通作用越来越大。各个城市都在加快地铁建设，随着地铁建设的同时施工中的风险也越来越多，尤其是在地铁车站基坑开挖过程中的施工风险。以深圳市城市轨道交通某车辆段为实例，浅谈地铁基坑开挖施工地基加固技术应用。该停车场地处填海区，多面近海，一面邻湖，全地下结构占地面积大且开挖区土质情况差，存在较厚淤泥层与大量软硬状态不明的填土及建筑垃圾。实践证明，对基坑底部主、被动土压力区土体等进行加固，是控制基坑变形的有效手段。结合具体工程实例，本文从地铁施工领域中地基加固的设备选型、过程控制技术研究出发做出论述。

关键词： 地铁 地基加固 加固设备 加固技术

中图分类号：查阅《中国图书馆分类法》

0 引言

近几十年来，随着建筑工程行业的飞速发展，在上部结构不断优化的同时，人们对建筑物的地基处理技术提出了更高的要求。此外，人们开始对土壤本身的特性进行更深入的研究。 在诸多研究的推动下，国内外的地基处理技术迅速发展。在改进传统方法的同时，也出现了更加优良的新技术。

1 工程概况

1.1项目概况

该停车场项目位于深圳市某公园南侧，东侧、西侧、南侧临近城市主干道、深圳市标志性建筑物等高层建筑、北侧紧挨公园。地块东西长约710m，南北宽约100170m，占地约10万 ，基坑开挖深度约12.3m，采用盖挖顺做法施工，建成后恢复地面公园。

为确保基坑的稳定性和变形量满足设计控制标准和规范要求以及消除基坑开挖后地基回弹形成的安全隐患和确保场地的地基耐久性及承载力要求，设计对基坑支护结构被动区的淤泥层和含填石淤泥层进行加固。

2 地基加固设备选型

本工程施工场地地质结构复杂多变，根据地质变化，我们分别采用三轴搅拌桩加固、双管旋喷桩加固和换填三种方式进行地基处理。

2.1三轴搅拌桩

根据地质情况，场区内存在上部为素填土，基底以下为淤泥层的地质段。上部土质较为良好，此部分选择采用∅850@600三轴搅拌桩格栅式加固，加固整个淤泥深度。

三轴搅拌桩具有施工效率高、适用土层范围广、桩身均匀性好、桩体强度高等优点。其原理采用三轴搅拌桩机械在土层深部就地将水泥和土强制搅拌（两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合），利用土和水泥水化物间的物理化学作用，形成有一定强度的水泥土固结体，从而改善土的强度、透水性、承载力等特性。

三轴搅拌桩加固

2.2钻机引孔+双管旋喷桩

对于上部土层有填石层，基底以下为淤泥层的地质段，因上部填石层地质较差，基底淤泥我们选择采用钻机引孔＋600双管旋喷桩格栅式加固，加固基底以下的淤泥。

双管旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的高压浆管和高压气管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液和空气喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着高压管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。

双管旋喷桩加固

2.3换填

本工程存在浅层淤泥层，对于只有基底以下2m范围内的淤泥层，采用换填的方式处理。

换填法是指，当建筑物的原始地基无法达到设计要求强度时，利用可压缩性小、抗剪强度高的砂、石等土体，将软弱土层置换，在土层换填过程中，一般要对新土层进行夯实处理，进而达到增强地基承载力的目的。

3 施工关键技术控制

3.1三轴搅拌桩

3.1.1开沟槽

通过采用挖掘机械设备开挖工作沟槽，其挖掘的具体宽度可以依据围护结构的宽度来予以确定，沟槽的深度和宽度分别为1.5 米和1.2 米，而在开挖的过程中一旦遇到障碍物时要设法将其去除干净并采用回填的方式进行回填压实，如此方可确保整个环节的顺利进行。

3.1.2孔位放样

工作沟槽两侧设计定位辅助线，同时对钻孔的位置进行标注。依照确定的位置钻机桩移动就位，就位误差不大于2cm。由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，及时对发现的障碍物加以去除，移动结束后检查定位情况。

3.1.3喷浆、搅拌成桩

采取两搅两喷工艺，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻与提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度，注入不同掺量搅拌均匀的水泥浆液，为使水泥土翻搅，并往孔内注入压缩空气，使水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌。

3.2钻机引孔+双管旋喷桩

3.2.1场地平整

场地整平、夯实。合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

3.2.2测量放点

施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于20mm。

3.2.3引孔

采用潜孔锤引孔的方法，钻孔直径一般为80~100mm,大于喷射管外径20 mm以上，引孔深度为穿过填石层底部1m。引孔完成后及时插入PVC管防止塌孔，PVC管直径为110mm，略小于引孔直径，插入深度为引孔深度。

3.2.4旋喷机就位

旋喷钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆与桩位偏差在±10mm以内，钻杆垂直度误差小于0.3%。钻孔前应调试空压机及压力表、注浆泵及压力表，使设备运转正常。校验钻杆长度，保证钻进后孔底标高满足设计深度。

3.2.5钻进

当喷射注浆管钻入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，应先达到预定的喷射压力，后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。

3.3换填

3.3.1层铺素土

每层的素土厚度不得超过30cm，每层铺摊后应找平。

3.3.2分层机械碾压

由于采用盖挖，填土压实作业采用小型机具进行压实。压实前确认填层厚度，平整度和含水量符合要求后才能进行碾压。碾压时，按照“先压边缘、后压中间，先慢后快，先静压、后振动”的操作进行，第一遍静压，然后先慢、后快、先外、后内，由弱振至强振，由外向内、纵向进退式进行。横向接头重叠0.4-0.5m，前后相邻两区段间纵向重叠0.8-1m。每层压实遍数3-4遍，做到压实均匀，无漏压、无死角。

3.3.3找平与验收

中粗砂最上一层完成后，拉线或用靠尺查标高和平整度，超高处用铁铲平，低洼处及时补素土。

4 总结

总而言之，有多种类型的基础加固方法。 根据不同的地质条件和现场实际情况采取不同的施工方案，也可以结合使用多种方法，以保证施工过程中的安全和经济效益。

参考文献

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