一種鋼板樁結(jié)合攪拌樁支護的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下結(jié)構(gòu)支護的施工方法，屬建筑領(lǐng)域，具體涉及一種鋼板粧結(jié)合攪拌粧支護的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼板粧作為制作基坑支護的一種型材，它具有高強、輕質(zhì)、隔水性好、使用壽命長、安全性高、對空間要求低、環(huán)保效果顯著等優(yōu)點，還具有施工簡單、工期短等特點。在永久性構(gòu)筑物方面，它可用于碼頭、擋土墻、防洪堤等;在臨時性構(gòu)筑物方面，它可用于防洪斷流、建橋圍堰以及市政基礎(chǔ)設(shè)施工程中的擋水、擋土墻等。
[0003]但是，當(dāng)?shù)叵麓嬖谏顚由皩雍畬訒r，鋼板粧需要打入更深層才能隔斷含水層，形成封閉止水帷幕，鋼板粧的沉粧深度一般為基坑開挖深度的2.5?3倍;且由于鋼板粧的抗彎性能相較于其它柱形粧要差，為控制其變形和減少拔除時對相鄰建筑的影響，一般需在鋼板粧外側(cè)作深層攪拌粧加固，并作局部注漿處理，這種采用深層攪拌粧加固的方法可有效地對鋼板粧的不足進行補充，但卻增加了基坑的施工費用。
[0004]而且，鋼板粧的施工通常采用錘擊法、振動法或靜壓法，錘擊法和振動法在施工時，噪聲和振動較大，環(huán)境污染較大，不適合在城市和人口密集區(qū)施工，靜壓法雖然低噪聲和低振動，但其只適合于較軟的土質(zhì)，因此目前，錘擊法和振動法還是鋼板粧施工時的主要方法，因此如何有效地降低鋼板粧施工時的噪聲和振動是目前業(yè)界比較關(guān)心的一個問題。
[0005]另外，在打粧過程中，當(dāng)?shù)叵峦临|(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在土層結(jié)構(gòu)比較密實，或者土中存在大顆粒的砂土和礫土?xí)r，鋼板粧沉粧比較困難，且鋼板粧的粧頭容易遭到損害，有時還會使鋼板粧產(chǎn)生粧身變形等現(xiàn)象，從而影響到鋼板粧的施工質(zhì)量。
[0006]另一種造價較為便宜的基坑支護技術(shù)是加勁水泥土攪拌粧，我國稱之為SMW工法地下墻，SMff工法地下墻是將水泥固化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，然后在水泥土混合體未結(jié)硬之前插入H型鋼或鋼板粧作為芯材，至水泥土結(jié)硬后形成一道具有一定強度和剛度的地下墻體;在地下結(jié)構(gòu)施工完成后，將H型鋼或鋼板粧進行回收，SMff工法地下墻的優(yōu)點很大一部分體現(xiàn)在H型鋼或鋼板粧的回收重復(fù)利用，但是，要將H型鋼或鋼板粧順利地拔出回收并非易事，首先要確保H型鋼或鋼板粧平整、垂直、無扭曲等條件，在沉粧時盡可能依靠其自重插入到位外，其次要在H型鋼或鋼板粧表面涂刷減磨劑，以利于H型鋼或鋼板粧的拔出，在上述條件得到保證后，在基坑開挖過程中，還要盡可能地減少地下墻在地下土體的擠壓下所產(chǎn)生的變形，在基坑內(nèi)的土體逐漸被開挖的過程中，雖然有圍檁的支撐，但是加勁水泥土攪拌粧還是會產(chǎn)生一定的變形，由于水泥土具有較大強度以及對H型鋼或鋼板粧有較強的粘結(jié)握裹力，H型鋼或鋼板粧的拔出并不容易，這也是目前的工程中，常常放棄將加勁水泥土攪拌粧中的H型鋼或鋼板粧拔出，而將其保留在原地的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種鋼板粧結(jié)合攪拌粧支護的施工方法，該方法是利用水泥土攪拌粧兼有的擋土性能和良好的抗?jié)B透性，以及鋼板粧的防水和抗彎性能來制作地下深基坑的支護結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)方案具有如下步驟:
[0009](I)用攪拌粧機向地下攪動，形成上部為松散土質(zhì)、下部為水泥土攪拌粧的結(jié)構(gòu)，水泥土攪拌粧的粧頂距離基坑設(shè)計底面±0.5米;攪拌粧機為制作水泥土攪拌粧的專用設(shè)備，在本申請中，在形成松散土質(zhì)時，攪拌粧機的攪拌機頭不噴射水泥漿，僅將土攪松，在形成水泥土攪拌粧時，攪拌粧機的攪拌機頭噴射水泥漿;制作水泥土攪拌粧的技術(shù)已非常成熟，不再贅述；
[0010](2)在水泥土攪拌粧未結(jié)硬之前，將鋼板粧沉入上述松散土質(zhì)內(nèi)，并使鋼板粧相互咬合形成封閉的鋼板粧墻，且鋼板粧向下與水泥土攪拌粧進行搭接;鋼板粧在沉粧前涂刷減摩劑;在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)用于基坑支護的型鋼需要回收時，為減少拔除時的摩阻力一般均需要在型鋼的表面涂刷減摩劑，上述減摩劑有時也稱為減摩材料;現(xiàn)有的減摩劑已有多種，例如市場上的H型鋼減摩劑或SMff工法粧減摩劑均能滿足本申請的要求，在此不再贅述。
[0011](3)在鋼板粧墻所圈圍的區(qū)域內(nèi)進行基坑開挖并安裝圍檁，基坑開挖與圍檁的安裝交替進行。
[0012]在本發(fā)明中，鋼板粧和水泥土攪拌粧相結(jié)合形成一種復(fù)合粧體，其中水泥土攪拌粧位于鋼板粧的下端，水泥土攪拌粧的粧頂距離基坑設(shè)計底面± 0.5米;攪拌粧機在形成水泥土攪拌粧的過程中，在水泥土攪拌粧的粧頂距離地面的一段空間內(nèi)，攪拌粧機只是將土攪松，在攪拌過程中，不噴射水泥漿。由于土被攪松，鋼板粧在插入水泥土攪拌粧的過程中，僅需較少的壓力就可完成下沉。
[0013]在鋼板粧的沉粧過程中，避免了采用錘擊法和振動法等噪聲和振動較大的打粧法，攪拌粧機在施工時噪音低、無振動，對環(huán)境污染小，尤其適合在城市和人口密集區(qū)等需要低噪聲和低振動的區(qū)域內(nèi)施工。在攪拌粧機的施工過程中，可同時將土中的大顆粒的砂土或礫土以及密實較硬土層進行破碎，避免了鋼板粧在下沉過程中遇到較大阻力，不能順利沉粧，粧頭受到損害，或者粧身產(chǎn)生變形等不利現(xiàn)象。
[0014]采用水泥土攪拌粧作為基坑支護下部的粧體，利用水泥土攪拌粧的鋼性，使由水泥土攪拌粧所形成的連續(xù)墻起到擋土作用，同時利用水泥土良好的防滲漏性能，兼作為止水帷幕。
[0015]將水泥土攪拌粧的粧頂設(shè)置在基坑底部的附近，還兼顧到基坑內(nèi)底板的支撐，在基坑底部澆注底板時，底板可澆注在水泥土攪拌粧的粧頂上，以減少底板的下沉幅度;如果水泥土攪拌粧的粧頂太高或太低，則底板周邊主要受到基坑底部土體的支撐力，基坑底部的土體在受到底板的壓力后，會產(chǎn)生一定的沉降，降低了底板的穩(wěn)定性。
[0016]采用鋼板粧作為基坑支護上部的粧體，以充分利用鋼板粧防水及抗彎性能較好的特性，鋼板粧主要用于抵抗基坑側(cè)壁土體的壓力，即使鋼板粧生產(chǎn)小的變形，仍能保證支護的安全，并可在主體施工完成后，進行回收重復(fù)利用。
[0017]除此以外，采用水泥土攪拌粧作為基坑支護的一部分，較單獨使用鋼板粧作為支護粧時的沉粧深度要淺。單獨使用鋼板粧作為基坑支護粧時，由于鋼板粧的橫截面較少，土體對鋼板粧下端面的支持力較少，鋼板粧主要依靠土體對其側(cè)面的摩擦力保持在土體中，在設(shè)置了水泥土攪拌粧后，相當(dāng)于擴大了鋼板粧的下端的橫截面，增大了土體對支護粧的支持力，由此可降低基坑支護粧的沉粧深度，由此可降低基坑支護的施工難度，并提高了基坑支護的施工效率。
[0018]在本申請中，支護粧的下部采用水泥土攪拌粧，還解決了基坑抗?jié)B流穩(wěn)定性問題，根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，選擇適當(dāng)?shù)乃嗤翑嚢杌挼闹睆?，可保證支護的穩(wěn)定性，使基坑底部土體依然處于穩(wěn)定狀態(tài)下，保證支護的坑底穩(wěn)定。
[0019]在基坑開挖過程中，要按照設(shè)計要求及時安裝圍檁，基坑的開挖與圍檁的安裝需交替進行，在基坑開挖過程中，在到達圍檁安裝位置后，暫?；拥拈_挖，在將圍檁安裝到位后，繼續(xù)基坑的開挖，在到達下一圍檁安裝位置后，再次停止基坑的開挖，并進行圍檁的安裝，如此循環(huán)直到完成基坑的開挖和圍檁的安裝。避免單次基坑開挖深度過大，產(chǎn)生不必要的安全隱患。鋼板粧處于基坑外部土體和水體的壓力下，而且隨著基坑開挖深度的增加，這種壓力也會快速上升，極易使鋼板粧產(chǎn)生扭曲、變形，嚴重時，鋼板粧將會產(chǎn)生彎曲，使支護崩潰，圍檁的及時安裝，可有效限制鋼板粧變形，增加支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0020]本申請將水泥土攪拌粧與鋼板粧綜合利用，充分利用兩者的優(yōu)點，以克服兩者的缺點，在保證基坑支護安全有效的情況下，充分提高施工效率和降低施工費用。
[0021]進一步，本施工方法還包括步驟(4):在地下結(jié)構(gòu)主體完成施工以及基坑側(cè)壁間隙回填完成后，將鋼板粧拔出。根據(jù)設(shè)計的要求，鋼板粧可以進行回收以重復(fù)利用，降低基坑支護的建造成本，充分利用鋼板粧的可回收重復(fù)利用的優(yōu)勢。
[0022]鋼板粧與水泥土攪拌粧的搭接長度優(yōu)選在I?4米，以使鋼板粧與水泥土攪拌粧有牢固的連接，避免水泥土攪拌粧由于受力較大而產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。
[0023]鋼板粧也可以采用長鋼板粧與短鋼板粧結(jié)合的方式，使長鋼板粧與短鋼板粧間隔布置，其中長鋼板粧與水泥土攪拌粧的搭接長度為2?4米，短鋼板粧與水泥土攪拌粧的搭接長度為I?2米。
[0024]水泥土攪拌粧與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土粧以及鋼粧等剛性粧有著本質(zhì)的區(qū)別，屬于柔性粧，其抗剪切強度較低，為增強其抗剪切強度，可將部分鋼板粧的長度延長，使該部分鋼板粧插入水泥土攪拌粧的更深處，使部分水泥土攪拌粧形成類似加勁水泥土攪拌粧的結(jié)構(gòu)，以增強支護的整體強度;采用長短鋼板粧間隔布置的方式，是在保證支護強度要求的前提下，盡量減少長鋼板粧的使用量，以降低拔粧時的工作量。
[0025]在基坑支護的施工過程中，當(dāng)基坑局部存在強透水層時，可在鋼板粧墻的內(nèi)表面噴射混凝土面層，以增強支護的防水性能。
[0026]進一步，水泥土攪拌粧的橫截面大于鋼板粧的橫截面，使鋼板粧的下端面完全包裹在水泥土攪拌粧中。為了避免鋼板粧在下沉過程中碰到?jīng)]有攪松的土，水泥土攪拌粧的橫截面最好要大于鋼板粧的橫截面，以使鋼板粧的下端面能夠完全被包裹在水泥土攪拌粧中，比較好的是，水泥土攪拌粧的直徑要比鋼板粧相互鎖合后所形成的鋼板粧墻的厚度大100?350毫米。
[0027]目前，鋼板粧的沉粧方式一般為:先將數(shù)塊鋼板粧預(yù)先拼裝在一起，相鄰的鋼板粧通過兩側(cè)鎖口咬合在一起，形成一面屏風(fēng)，然后將形成屏風(fēng)的鋼板粧作為一個整體進行沉粧，該打粧方法被稱為屏風(fēng)式打粧，屏風(fēng)式打粧可加快鋼板粧的沉粧深度，還可最大限度地確保了粧的精度;但采用屏風(fēng)式打粧有一個缺點，就是當(dāng)基坑支護呈圓弧形時，數(shù)塊鋼板粧在連接后形成的屏風(fēng)要有一個弧度，該弧度要與基坑支護的弧度相符，但在實際的工程中，屏風(fēng)的弧度往往與基坑支護的弧度有小的偏差，為防止上述小的偏差而使鋼板粧無法順利地下沉到規(guī)定的深度，或在下沉過程中產(chǎn)生傾斜，使水泥土攪拌粧的直徑比鋼板粧墻的厚度大100?350毫米，以此可保證鋼板粧順利地下沉。<