浅谈投石压浆无砂混凝土小桩在基坑工程中的应用
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浅谈投石压浆无砂混凝土小桩在基坑工程中的应用摘要: 投石压浆无砂混凝土小桩是近年出现的一种新的、适用范围较广的地基处理方法,它综合了混凝土类桩、刚性桩和压力注浆的的优点,既有混凝土类桩、刚性桩单桩抗压强度高、又有压力注浆后地基土抗压强度高、压缩系数小、渗透系数低的特点。
本文结合工程实例对投石压浆无砂混凝土小桩的设计原理和施工工艺进行了综合分析，并强调施工中应注意施工现场的质量、安全管理措施和环境保护。
关键词：基坑工程；微型桩；压力灌浆；质量控制Abstract: throw a stone into pressure grouting pile is no sand concrete small appeared in recent years, a new, scope of a wider ground treatment, it the concrete pile of comprehensive, the rigid pile and pressure grouting of the advantages, both concrete pile, the rigid pile of single pile high compressive strength, and pressure grouting foundation soil after high compressive strength, the compression coefficient little, the characteristics of low permeability coefficient. Combining with the project examples to throw a stone into the pressure mud no sand concrete pile design principle and the small construction technology for the comprehensive analysis, and emphasize should be paid attention to in the construction of the construction site quality, safety management measures and environmental protection.Keywords: foundation pit engineering; Mini piles; Pressure grouting; Quality control引言：投石压浆无砂混凝土小桩(也称微型桩，一般桩径为200~300mm) 技术, 是在小桩技术和压力注浆法的基础上开发的一种地基处理方法。
该桩使用反循环钻机成孔,达到设计深度后下注浆管,回填骨料,通过预埋的注浆管压力灌注水泥浆, 形成具有一定强度的素混凝土桩,对地基具有置换、竖向增强体和排水排气固结桩间土等多重作用机理，能起到地基加固和稳定边坡土体的作用。
1 工程概况某中心大剧院，占地面积21600m2，总建筑面积99300 m2。
地下1层（大剧院台仓地下2层），地上6层，基础采用桩筏基础。
本施工方法主要用于“坑中坑“的护坡，基坑主要深度为6.3m和9.7m，根据结构设计，从-9.7m往下到-16m 为“坑中坑”，其平面尺寸为50m×40m，护坡采用土钉墙和微型桩（图1）。
图 1 微型桩护坡剖面微型桩共141根，桩径200 mm，桩间距1.5 m，桩长12 m，从2010年5月1日开始施工，到5月15日全部完成。
经测斜孔及观测点的155次监测，边坡的水平位移和竖向位移均符合设计和规范要求。
2 施工工艺2．1 工艺流程无砂混凝土小桩工艺流程为：平整场地→测量放线→成孔→注浆管安放→投入碎石→灌水泥浆。
2．2 施工准备（1）平整施工场地，按设计要求放桩位线。
（2）预留300 mm 厚土层，桩顶高出基底标高300 mm，清槽时将外露部分除去。
（3）挖集水坑。
在距桩孔边2m以外处，挖数个1.5m×1.0m×1.0m的集水池，集水池与每个桩孔间挖出宽约200mm的水沟，用于钻机成孔时水和泥浆的循环及泥浆清理（图2）。
图 2 集水坑平面示意（4）材料准备：取5~10 mm级配碎石，投石时应分段振捣；水泥浆一般采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。
注浆管选用Φ32钢管（图3），注浆管下端1 m内每隔30cm打1排注浆孔（3个），往上每隔1m打1排。
注浆孔用胶带缠2周封闭，以防泥浆和石子进入，出浆孔直径为10mm。
图3 注浆管示意主要施工设备如表1所示。
2．3 成孔采用反循环钻机成孔，成孔位置应根据放线定位，准确控制钻机钻孔点，根据设计要求，成孔直径和成孔深度垂直度偏差控制在1％以内。
钻孔时可采用清水或自造泥浆护壁，钻至设计标高后洗孔。
2．4 安装注浆钢管将制作的注浆管放入孔中，从孔上口垂直插入，扁头向下，注浆口向上，并用临时封盖封口。
安装注浆管时由专人负责扶钢管，确保注浆钢管置于孔中央。
2．5 填碎石用手推车将5～10mm碎石运至孔口，沿孔口缓慢倒入碎石并分段振捣，确保碎石填塞密实。
填碎石时，设专人负责钢管定位和固定，以防填石时将注浆管挤偏，确保填石后钢管处于孔内正中。
2．6 注浆2．6．1 灌浆压力由于本工程土质为粘土，灌浆压力取0.2～0.3MPa（根据经验值，对砂土取0.2～0.5 MPa；对粘性土、粉土，取0.2～0.4MPa），补浆压力一般为1～2MPa。
2．6．2 灌浆量灌浆量为桩中碎石的孔隙体积和桩周加固土层灌入孔隙体积之和，可按下式计算：V=Vsns+Vnmn(1+L)式中：Vs为碎石桩体总体积（m3）；ns为碎石桩的孔隙率；Vn为桩周加固土层的总体积（m3）；n为桩周士体孔隙率；L为浆液损耗系数，取5％～15%；m为桩周土体的浆液充填系数，应通过试验确定，无试验资料时可按表2取用。
本工程采用200mm桩径，注浆水灰比0.8，每m桩长水泥用量不小于30kg。
注浆时由里向外注入，在孔口用封孔袋堵口，防止浆液流出，以确保孔内注满水泥浆（图6）。
二次注浆应在一次注浆后2h，待一次注浆初凝后再进行。
2．7 养护及成品保护微型桩施工完成后应养护3～7 d方可开挖边坡，进行土钉墙支护施工。
（2）注浆前后的桩位处应有明显标志，并用标志绳设置临时围挡，防止车辆毁坏注浆管和桩身。
（3）低温作业时，可采用保温被覆盖注完浆的桩身，严冬不宜进行注浆作业。
3 质量控制3．1 成孔成孔前，为保证桩的垂直度，需用水平尺前后、左右调整钻机平整度。
为控制桩位偏差，成孔前先用仪器精确定出桩位，在每个桩位上钉小木棍。
开钻时，钻头中心对准木棍头方可开钻。
注意成孔设备的平整度和导向架与地面的垂直度。
成孔过程中若出现偏差应重新调整平整度，重新顺孔，直至达到垂直度要求。
为保证桩径，开钻前用尺测量钻头尺寸，若发现直径不够应即调换或补焊钻头。
钻机进尺累计达到200m后应复核钻头直径。
因钻机带水成孔，成孔至设计标高后要用钻机直接洗孔，然后再放置钢管，投放石料。
桩的垂直度偏差不得超过1%，桩位偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%。
3．2 水泥浆液配制要求水泥须经进场检验并复试合格后方可使用，应严格控制水灰比，采用散装水泥时应过磅，专用定量容器加水，并在水箱内画刻度线。
制备水泥浆时，搅拌不得少于3min。
连续制备水泥浆时，应控制水泥及水的添加量，制备的浆液不得离析，泵送必须连续。
常用水灰比宜为0.6~2。
3．3 质量检查施工过程中须随时检查施工记录，并对照规定工艺对每根工程桩进行质量评定。
（2）对每个班组应及时检查并作记录，检查重点是桩长、水灰比、水泥用量及注浆压力。
桩长可参照注浆钢管长度控制，水灰比可直接用比重计现场监测。
每注完10根桩后，应及时核实水泥实际用量。
对不符合设计要求者要及时调整，并对已施工的桩进行补灌。
（3）对用于地基处理的微型桩，还应进行静载试验，试验方法可参照有关复合地基技术规程，试验宜在投石压浆混凝土小桩完工20d后进行。
桩身完整性可采用低应变动测法检测，在成桩10 d后进行，按15%~30%数量抽检。
4 安全措施（1）进入现场须戴护目镜等防护用具，应正确使用个人劳动防护用具。
（2）钻机行走和停放场地应平整铺实，作业前要全面检查机械的各项性能，确认处于正常状态下方可使用。
移动设备时要平稳，防止倾倒。
（3）施工人员进场后要进行安全教育，特殊作业人员须持证上岗。
（4）加强用电管理，做到专人专职管理，不得随意接触电器设备及拉设各种开关。
用电设备须安全可靠，并随时检查各种电器的完好性。
各配电箱均设短路漏电保护装置，保证接地有效可靠，机械设备实行一机一闸一保。
电器设备应有防潮、防漏措施。
5 环保措施（1）施工现场的泥浆池应设置合理并有警示标志，泥浆应及时清理。
（2）使用油料的施工机械应采用塑料布或垫板铺设于地面，防止油料污染土壤。
（3）材料码放及临时设施应按施工现场总平面图布置，不乱堆乱放或挪用，标识、标牌应齐全。
（4）施工现场要制定洒水降尘制度，配备洒水设备，指定专人负责现场洒水降尘并及时清理浮土。
6 结语投石压浆无砂小桩作为一种新工艺，与土钉墙结合，已被广泛应用于边坡支护；作为复合地基处理，也是一种较经济和快捷的方法。
该工艺具有以下特点：（1）与土钉墙联合作为边坡加固措施，能简化土钉墙的设计，使边坡更加安全，同时也经济环保；用于地基加固则更简便和经济；（2）技术先进，施工工艺及设备简单，具有节能和环保的特性；（3）施工速度快，质量易于控制，安全风险低，特别是对地况复杂、场地狭小的基坑护坡，有推广意义。
参考文献：［1］YJQB02-1998．投石压浆无砂混凝土小桩复合地基技术规程.·223·[2] JGJ120-99建筑基坑支护技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，1999.[3] 刘建航,侯学渊.基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
