桩墙组合+水泥土加固土台基坑支护施工技术

摘要： 本文介绍沿海城市建设中桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台设计、施工要点；通过工程应用实例介绍一种实用新型技术施工工艺，解决了在旧城改造建设中房屋建筑地下深基坑支护中地下连续墙+锚索、排桩+对撑梁两种设计方案无法施工的难题。此施工技术既具有施工方便、施工效率高、加快工程进度及保障基坑安全的优点，又具有节约成本、工程质量好的优点，能为企业带来良好的经济效益和社会效益。

Abstract： This paper states the design and construction points of pilling wall+cement and steel pipe reinforcement. Combined with construction cases， it describes a new practical construction technology. It solved the problems that diaphragm wall+anchor cable， campshed+support beam construction can not be used in reconstruction of old city. The construction technology has the advantages that construction is convenient， construction efficiency is high， the construction schedule is speeded up and ensures the safety of foundation pit， has saving cost and good project quality， bring good economic benefits and social benefits for enterprises.

关键词： 深基坑；新技术；桩墙组合；加固土台；水泥搅拌桩；内插钢管

Key words： deep foundation pit；new technology；pilling wall combination；strengthening soil；cement mixing pile；interpolation steel pipe

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0097-03

作者简介：刘松忠（1980-），男，河南周口人，工程师，研究方向为施工技术。

0 引言

在沿海地区城市建设工程中，由于建设用地资源日渐减少，地下室空间的利用得到了很大的提高，深基坑的施工得到充分的应用。由于城市中大部分建筑地处狭窄的城区，周边建筑物和道路都很多，基础埋置深度内土层和地基土大部分为杂填土、粉砂土、淤泥等不良地质土，深基坑面积较少时一般采取排桩支护+水泥土止水幕，中间设置对撑砼梁方法解决。当基坑面积较大时，对撑梁的使用制约了工程的流水施工，因为要拆除支撑梁才能进行上部结构的施工。由于城市在房屋和管线较密集，也无法在支护桩或地下连续墙上部设置锚索施工。针对这种情况，有一种桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台的施工方法可以解决上述难题。同时水泥土内插钢管也符合建筑业十项新技术中1.7项中的规定。此施工工艺类可有效地控制基础开挖过程中基坑边土体及周边建筑物位移和沉降。

1 方案要点

1.1 采用桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台的施工技术解决了在旧城改造建设中，房屋建筑地下深基坑支护中地下连续墙+锚索、排桩+对撑梁两种设计方案无法施工的难题。

1.2 采用桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台的施工技术工艺简单，无须设内支撑梁，便于机械化快速挖土，节约工期，不影响下道工序的施工，具有良好的社会效益。

1.3 水泥土内插钢管加固土台依靠本身自重和刚度保护坑壁，具有挡土和止水双重功能。在搅拌桩中插入钢管，增加了地下连续墙或围护桩的刚度，确保了基坑安全，减少了墙（桩）身和土体的位移。

2 适用范围

本施工工艺适用于各种旧城改建基坑支护项目，尤其适用基坑面积大，周围房屋有地下空间或周围地下管线较密集的基坑支护工程。

3 工程实例

本项目基坑场地，位于××市××大道西侧，场地内拟建多栋高层、地下2层的住宅楼。东、北面周边地表存在很多邻近建构筑物，地下管线复杂。本项目规划建筑用地红线与这些建构筑物相距位置较近，根据规划总图基坑边线与规划红线距离最短约为10米。基坑周长约974m，基坑面积约63000平方米，基坑开挖深度12米。

3.1 施工工艺流程

3.2 形象流程示意图

施工顺序为：①水泥搅拌桩②地下连续墙③支护桩④水泥加固土插钢管。

该工程的深基坑东、北侧采用地下连续墙+钢筋混凝土排桩+搅拌桩格栅式重力式土台支护方案，同时地下连续墙+外侧大直径水泥搅拌桩做止水帷幕，由于基坑较大280*220m及有临近基坑建筑物地下室基坑的存在，无法进行对撑及锚索的施工，采取了桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台设计、施工。

3.3 工程地质与水文地质状况

据地质勘察揭示，场地地层上部自上而下由人工填土（Q4ml）、冲积层（Qal）及残积层（Qel）组成，下伏基岩为白垩系（K）沉积岩组成。

基坑最大深度约12m。在开挖深度内，主要分布有杂填土、淤泥和冲积砂层。基坑底为冲积砂层、残积土。

勘探期间测得地下水位埋深0.80～4.80m，受钻孔残留水及施工期间降雨影响，水位浅。本场地内地下水丰富。孔隙水主要存在于冲积层砂层，透水性较好，赋水程度丰富，为强透水层；其它各土层为相对隔水层；基岩裂隙水赋水程度一般。地下水的补给来源主要为珠江河水的侧向补给和大气降水。

3.4 基坑围护结构的施工

3.4.1 首先建立平面高程测量控制网，做好高程和轴线控制桩。并做好相对高程明显而稳定的标志，以此作为标高控制的依据。

先施工完成水泥搅拌桩止水幕及基坑内加固土台。

3.4.2 水泥搅拌桩施工工艺如下：

1）水泥搅拌桩施工工艺流程（图4）。

2）水泥搅拌桩施工注意事项：

①现场施工应予平整，必须清除地上和地下一切障碍物。明浜、暗塘及场地低洼时应抽水和清淤，分层夯实回填土或生活垃圾。开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。

②根据实际施工经验，水泥土搅拌法在施工到顶端300～500mm范围时，因上覆土压力较小，搅拌质量较差。因此，停浆面应高出桩顶标高300～500mm，必须在开挖搅拌桩顶端时用人工挖除该部分，确保桩顶质量。

③搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%，桩位的偏差不得大于50mm，成桩直径和桩长不得小于设计值。

④施工前确定搅拌机械的灰浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。

⑤制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、外加剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

⑥施工时因故停浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。

3.4.3 水泥搅拌桩施工完成后进行地下连续墙、外支护桩的施工。

3.4.4 地下连续墙、支护桩完成后进行土方的开挖， 8台挖土机均布于场地四周，沿由外向内收缩的方向，先把各分区内支护区的土方清除，为支护工作的插入创造条件。土方开挖分层进行。支护区开挖完成后，全部转入中心区进行开挖。此后，留两台挖土机在支护区内配合施工。其他6台挖土机均布在两个施工区内，进行中心区土方的开挖。开挖分三层，依次进行传递，当开挖至基坑内侧第一级水泥搅拌土加固土台时进行内插钢管的施工。

3.4.5 水泥搅拌桩内插钢管施工工艺本可在水泥搅拌桩施工完成后即刻进行，考虑到业主对本项目要求的工期紧张，以及钢管桩顶标高距离地面的高度为6m/10m两种，属必须要施工的措施费用，增加工程的造价成本。另外在土方开挖的过程中不利于机械的操作，易手碰撞钢管，扰动了钢管，影响了钢管与水泥搅拌土的结合。针对这种情况，项目部技术管理人员、设计、及有关的专家进行认真研究后确定采取一种逆向的施工方法，即先施工完成水泥搅拌桩、地下连续墙、砼支护桩，再进行土方开挖，当开挖至基坑内侧加固土台时，即内插钢管的顶标高时，开始水泥搅拌桩内插钢管的施工。

3.4.6 水泥土搅拌桩内插钢管施工工艺

1）工艺（图5）

2）施工工艺要点如下

①清理桩孔周边场地：根据实际场地，清理桩孔周边场地，并搭设施工平台。

②内钢管定位：施工中，组织专业测量员、施工员，按设计图纸的要求，并结合现场实际布置钢管桩点位，并标识好。

③机械设备就位：工程吊车把钻机吊运至工作平台后，钻机根据需插钢管孔位进行调整。

④成孔：按图纸设计和相关技术规范要求进行钢管桩引孔成孔施工。采用专用工程钻机成孔，按设计图纸要求钻孔，孔径控制为150mm，允许误差±1°，入持力层岩石深度误差±200mm。

⑤内插钢管施工：本工程钢管直径为108mm，钢管桩长度设计为12/16米，下钢管桩后管内用水灰比为0.6：1的水泥进行加压灌浆。

⑥钢管桩注浆：该阶段注浆分为管内及管外侧注浆，放入钢管后，插入注浆管，由管底由下往上注浆，使管内外注满水泥浆液。

3.5 基坑监测的情况

3.5.1 支护结构顶水平位移

按设计要求，基坑支护结构顶布设31个水平位移监测点，点号为W1～W31。均已完成土方回填。

2012年12月31号监测最大累计位移量为W28/18.2mm。

2013年1月3号监测最大累计位移量为W28/17.5mm。

3.5.2 支护结构顶沉降

按设计要求，基坑支护结构顶布设31个沉降监测点，（顶部沉降和水平位移监测点共用）点号为W1～W27。均已完成回填。

2012年12月31号监测最大累计沉降量为W22/6.03mm。

2013年1月3号监测最大累计沉降量为W22/5.84mm。

3.5.3 测斜

按设计要求，基坑支护连续墙内布设27个测斜监测点，点号为QS1～QS27。

2012年12月31号最大累计位移量为QS25/9.2mm。

2013年1月3号监测最大累计位移量为QS25/10.7mm。

3.5.4 地下水位

按设计要求，基坑外布设17个地下水位监测点，点号为SW1～SW17。

2012年12月31号监测最大下降量为SW14/-0.301m；最大累计下降量为SW12/0.810m。

2013年1月3号监测最大下降量为SW15/0.224m；最大累计下降量为SW15/0.861m。

3.5.5 周边建筑、道路沉降

按设计要求，基坑周边设21个周边建筑、道路沉降监测点，点号为C1～C25。

2012年12月31号监测最大沉降量为C25/9.54mm；最大累计沉降量为C25/11.21mm。

2013年1月3号监测最大沉降量为C23/-7.91mm；最大累计沉降量为C25/15.98mm。

通过上述的数据表明，基坑的变形均在设计及规范规定的允许范围之内，基坑是安全的。

此种支护的施工方案在旧城改建城市建设中值得推广应用，尤其是城市中面积较大的深基坑最为适用。

3.6 质量控制措施

①加强施工前的质量管理措施；

②做好施工过程的质量管理；

③做好施工材料的质量管理；

④加强施工过程的试验与检验；

⑤加强观测基坑的水平位移和沉降，做到一日一测。

4 结语

综上所述，采用桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台施工方案具有如下优点：

①采用桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台的施工技术解决了在旧城改造建设中，房屋建筑地下深基坑支护中地下连续墙+锚索、排桩+对撑梁两种设计方案无法施工的难题。

②采用桩墙组合+水泥土内插钢管加固土台的施工技术工艺简单，无须设内支撑梁，节省了内支撑梁拆除及换撑等工序的时间，便于机械化快速挖土，节约工期显著，不影响下道工序的施工，具有良好的社会效益。

③水泥土内插钢管加固土台依靠本身自重和刚度保护坑壁，具有挡土和止水双重功能。在搅拌桩中插入钢管，增加了地下连续墙或围护桩的刚度，确保了基坑安全，减少了墙（桩）身和土体的位移。

④本施工工法适宜各种旧城改建基坑支护项目，尤其适用基坑面积大，周围房屋有地下空间或周围地下管线较密集的基坑支护工程。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.建筑基坑支护技术规程（JGJI20-99）.

[2]《××省建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）.

[3]《××地区建筑深基坑支护技术规范》（GZG05-98）.

[4]×××××项目地块岩土工程勘察报告.