摘要：基坑支护作为一种时效性和风险性较大项目，由于地质勘查的局限性、施工作业的复杂性以及天气等自然环境的不可预见性，使得支护结构作业过程或使用过程存在不确定因素，导致支护结构未达到预期或丧失设计的支护能力，造成安全性极大降低、危及人身及财产安全。本文以我公司承建的分拣转运仓库中心（自编A-1）、员工宿舍（自编B-1）及地下室（自编UN-1）工程项目为例，详细阐述基坑支护结构支护能力减弱后，采用水泥搅拌桩墙后植入H型钢方法，有效地提高支护结构抵抗变形能力，从而保证基坑稳定性的技术加固措施。
关键词：基坑支护、搅拌桩、后值入H型钢
1、施工工艺
该技术是从我公司承建的分拣转运仓库中心（自编A-1）、员工宿舍（自编B-1）及地下室（自编UN-1）工程项目中基坑水泥搅拌桩墙加固施工的实际出发，进行研究，总结归纳出来的，其特点如下：
1）从搅拌桩桩芯开始施钻，H型钢后植入跳桩间隔设置，利用直角垂直两道铅垂线对钻机钻杆进行垂直准确定位钻孔，提高钻孔垂直度，防止型钢插入孔偏离搅拌桩中轴线。
2）对钻孔机基座加隔离橡胶垫进行防震消能处理，同时针对钻杆越长末端振动越大的特性，采取由快至慢三级分级施钻，以控制钻孔施工过程中因钻头对搅拌桩产生振动形成内部裂缝，降低钻孔过程施工过程中对桩身的二次破坏。
3）在钻孔完成H型插入孔内后，采用粉煤灰-水泥复合水泥浆对孔进行回填灌浆，灌浆过程中借用钉锤对型钢顶部进行敲击排出气泡使浆体均匀分布，充分填充缝隙。
4）通过在原有水泥搅拌桩墙的基础上采取成熟有效应急加固措施，极大的缩短了“二次支护”工期，节约了基坑加固材料，有效地减少对原支护结构的扰动，确保抗渗满足要求，能够在建筑施工行业中广泛推广。
2、适用范围
适用于采用水泥搅拌桩墙的基坑因不可抗力原因导致水平位移变大、超设计限值时加固施工。
3、工艺原理
该技术主要是在原搅拌桩进行加固处理：
1）.利用直角、垂直两道铅垂线对钻机钻杆进行准确定位，提高施工垂直度；
2）.在钻孔机基座加隔离橡胶垫进行防震消能处理，降低钻孔过程中对桩身的二次破坏；
3）.H 型钢插入孔内后，采用二次灌浆技术对孔进行回填灌浆，保证灌浆充分。
4、操作要点
4.1水泥搅拌桩钻孔定位及后植入H型钢施工
因不可抗力原因导致原水泥搅拌桩墙水平监测位移突变超限，导致原支护结构失效，为防止其继续恶化发展，同时因场地限制等原因考虑尽可能在原支护结构基础上采取加固措施，节约材料的同时减少对原支护结构作用的破坏，缩短施工时间，最大限度降低损失。
1）.基坑险情出现征兆后，立即加强对基坑监测次数，如继续发展无法稳定则立即根据现场实际情况选取恰当回填材料进行回填反压，控制基坑水泥搅拌桩墙水平位移，以稳定水泥搅拌桩墙不会继续剥离土体，防止发生桩身脆性断裂等不可逆转的破坏。
2）监测稳定后，对搅拌桩顶进行清洗，根据支护加固施工图纸，进行搅拌桩顶测量放线，使H型钢插入点（即施钻点）与水泥搅拌桩桩芯重合，架设钻孔机，依据加固方案进行跳桩间隔施工。
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3）施钻前，为防止钻孔偏移搅拌桩桩芯中轴线，分别在原搅拌桩平面桩芯排列方向（设定为X向）以及垂直搅拌桩排列方向（设定为Y向）位置设置两道铅垂线，利用两垂直线视距相交成线原理准确将钻杆定位至施钻点位置，保证钻孔的垂直度，确保施钻过程中，孔轴线与水泥搅拌桩桩心竖向重合。
4）搅拌桩为φ1000@750（单位：mm），深度为10m，搭接长度为250mm，钻孔孔径350mm，为保证H型插入孔内后基本与水泥搅拌桩桩芯中轴线重合，需将孔洞竖向偏移控制在5%内。
5）根据实际情况，设置多台钻孔机。本项目因防洪渠倒灌基坑严重泡水，必须在短时间内迅速采取有效的加固措施，为加快施钻施工速度，采用三段顺排同向施钻法，将水泥搅拌桩墙分成三段，利用三台钻机进行施钻，以缩短施钻时间。
4.2 橡胶隔离安装及分级施钻
1）.原水泥搅拌桩水泥搅拌桩墙为水泥土材质，墙长10m，桩内均未配有钢筋或型钢等金属材料，以至于其抗震动以及抗裂性能差。在H型钢插入前，直接对搅拌桩进行施钻，施工过程钻杆巨大旋转以及振动荷载直接作用于桩芯内部，容易对桩身的形成二次破坏，造成桩芯内部裂缝产生甚至形成贯穿裂缝或断桩，对后期加固施工中“二次支护”荷载施加及防水抗渗极为不利。
2）.施钻前采用在钻机基座加垫橡胶垫，让钻机与地面隔离产生柔性接触，将施钻过程中产生的震动等荷载进行消能处理，降低施钻过程中因钻杆转动及摆动对搅拌桩桩芯的硬性接触，减少对动荷载对桩芯的动态破坏。
3）.橡胶垫的使用增加钻机与地面的摩擦系数，有效控制钻机在施钻过程中的定位，减少钻机偏移，降低钻孔竖向偏差，提高施钻精度和钻孔质量。
4）.相同施钻速度下，因施钻过程中随着钻杆越长，末端钻头产生的晃动及振动也随之增加，所以对单孔施钻时，为减少钻杆末端晃动及振动，将施钻过程分成上、中、下三段，分别对应采用高、中、低施钻速度（高：3米/小时、中：2.5米/小时、低：2米/小时），以控制钻孔过程中因钻头晃动及振动减少原搅拌桩内部裂缝的产生，降低桩身的二次伤害。
4.3 搅拌桩桩芯防水抗渗浆体回填灌浆
1）.在钻孔完成H型插入孔内后，为保证水泥搅拌桩与后植入型钢能更好统一受力，同时保证基坑围挡防水抗渗作用，需采用适当回填凝固材料对孔进行回填灌浆。
2）.查阅相关行业资料最后总结得出采用42.5R水泥，水灰比0.6，按1：9配置粉煤灰-水泥复合水泥浆，作为回填灌浆材料。
3）.在浆池中搅拌均匀后进行孔回填灌浆，为防止一次灌浆液因原搅拌桩内部吸水导致浆体失水或硬化过程中产生收缩裂缝，影响搅拌桩墙整体防水抗渗效果。采用二次灌浆技术，二次灌浆在一次灌浆液初凝前（6-8小时内）进行。
4）.灌浆过程中需辅以对型钢进行钉锤敲击，使接触面与浆体充分接触，填充密实，排出气泡，提高施工质量和防水抗渗能力。
结束语
水泥搅拌桩墙后植入H型钢基坑加固施工技术针对基坑支护中水泥搅拌桩墙因不可抗力原因引起的支护初步失效，有效及时地采取应急对应加固措施，能有效地防止险情继续扩大导致支护完全失效，在原有支护结构进行加固，缩短抢险时间，降低施工成本，且施工简单，极大程度降低基坑险情出现的损失及二次损害的概率。同时，加固使用的H型钢可以回收重复利用，带来较好的经济和社会效益，具有很好的市场空间，能够在建筑施工行业中广泛应用。
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论文作者:谈齐心
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
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