浅谈富水软弱地层深大基坑组合支护施工关键技术

浅谈富水软弱地层深大基坑组合支护施工关键技术

贺 彦 玮

中铁四局集团第四工程有限公司，贺彦玮， 230000

摘要：目前随着中国城市建设的迅猛发展，出现了两大类代表性的基坑工程，第一类是以市政交通领域为代表的地铁车站基坑，主要以狭长为特点，第二类是如CBD、工业民用基础设施等其它市政建设用的基坑，以深、大为特点。基坑施工，必先施工基坑支护结构，支护结构的安全性不仅关系着基坑施工的安全性和稳定性，而且还关系到相邻建筑物的安全以及附近交通能否正常运行，同时也是建筑物能否安全完工并交付使用的安全保证。本文以某南方城市车站综合客运枢纽项目富水软弱地层深大基坑为例，对富水软弱地层深大基坑组合支护结构施工关键技术进行了具体分析研究。

关键词：富水软弱；深大基坑；组合支护结构；施工关键技术。

一、工程概况

某南方城市车站站前广场位于在建连（云港）镇（江）铁路西侧，基坑工程结构净尺寸长225m×宽256m，基坑开挖面积约5.9万平方米，基坑开挖深度约23m～25.07m，本基坑支护周长约1005m，围护结构东侧和北侧采用地连墙，深50m，接头位置均采用H型钢接头+高压旋喷桩；西侧和南侧采用TRD工法墙+围护桩，TRD墙体长425.6m，深50m，围护桩采用Φ1150mm钻孔灌注桩施工。基坑地质结构自上而下为杂填土、素填土、砂质粉土、黏土、淤泥质土等软弱地层；且地下水丰富，地下水主要为潜水和承压水潜水埋深1.65～3.20m，潜水埋深地面下5m左右。

二、施工关键技术

本文主要针对某南方城市车站站前广场深基坑组合支护施工关键技术进行分析，研究地连墙槽壁加固、地连墙施工、TRD墙施工关键技术。

1 地连墙施工控制关键技术

1.1 地连墙成槽关键技术

1.1.1 成槽支护结构选择

基坑围护采用1000（800）mm地下连续墙，本项目基坑地层软弱且富水，传统泥浆护壁成槽工艺无法实现，结合本项目实际情况，地下连续墙槽壁采用两侧设置φ850@1800三轴搅拌桩加固成槽。

三轴搅拌桩施工按复搅式连接施工(如下图)，其中重叠部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，以达到止水的作用。

图1 复搅式连接示意图

1.1.2 工艺流程

场地平整→测量放线→开挖沟槽→桩机就位→搅拌和注浆→注浆结束、拔管→移机下一根桩

1.1.3 关键技术控制

关键技术控制点：水泥土搅拌桩平面位置、垂直度、桩长、成桩质量

(1)孔位控制。

1)孔位偏差：小于5cm。

2)偏差控制方向：垂直槽身方向偏差。

3)控制措施：①测量控制点：桩位放样时，尽量采用测量控制网联测点进行放样控制，尽量避免转点。②点位放样控制：第一次桩位放样时，根据槽身加固结构位置，放出桩中心位置，并放出槽身加固结构两侧边线及延长线，延长线延长至可靠位置，槽身加固桩施工时，平行于槽身方向以放样点位控制为准，垂直槽身方向以首次放样出的加固结构边线为准。通过上述措施保证槽身加固桩孔位偏差小于5cm。

图2 槽身围护桩放样控制示意图

(2)垂直度控制

1)允许偏差：小于1%。

2)控制措施：根据桩机垂直度指示针调整桩机垂直度，桩机钻进过程中，每隔2m深度检查一次垂直度指示针，桩机垂直度是否在范围以内，并做好记录。如出现垂直度超出范围，则应立即停止钻进，调整钻机垂直度后，重新钻进，并做好记录。

(3)桩长控制

1)允许偏差：±5cm。

2)控制措施：根据装底标高及桩机开始钻进前的原地面标高计算出实际所需要的钻孔深度，通过钻机操作室内显示屏显示的钻进深度控制孔深，并以钻机钻杆长度校核。

(4)成桩质量控制

1)允许偏差：±5cm。

2)控制措施：①浆液拌制：对注浆浆液配比严格控制，现场技术人员采用桶量法及流量计控制注浆量，首先对搅拌桶进行测量，计算搅拌桶容积，并在桶内标注出浆液水平面，控制浆液拌制时水用量，然后根据水灰比计算相应水泥用量。重量误差小于5%，并在拌浆现场挂配比牌。②严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min。搅拌过程中密切注意翻浆情况，随时调整下沉、提升速度，并在桩底停留1min，提高搅拌桩底部的均匀性。并对单桩浆液用量做好记录，单桩浆液用量不得小于设计量。

1.2 地连墙施工关键技术

1.2.1 地连墙施工工艺流程图

图3 地连墙施工工艺流程图

1.2.2 关键技术控制

关键技术控制点：防止地连墙接头处混凝土绕流、地连墙接口止水处理

(1)相邻墙段接头连接。

1)重要作用：将两端地连墙连接成整体。

2)影响过程及后果：地下连续墙施砼浇筑过程中，砼极易通过接头型钢与槽壁间的间隙流至接头型钢内，砼终凝后附着在接头型钢内，造成后序槽段钢筋笼无法顺利插入，影响地连墙整体性，影响基坑安全。

3)控制措施：防止地连墙混凝土浇筑时混凝土绕流。①采用防绕铁皮紧贴型钢翼板。②采取以上措施后仍可能存在砼绕流，在二序钢筋笼下放前采用刷壁器清理型钢内壁。

图4 防绕铁皮安装示意图

(2)地连墙接口止水处理。

1)重要作用：防止地连墙接缝位置漏水，防止基坑侧壁渗漏水。

2)影响过程及后果：地连墙相邻墙段接头位置及地连墙与TRD连接处，均为防水薄弱位置，造成基坑开挖过程中基坑侧壁漏水，影响基坑安全。

3)控制措施：①地连墙相邻墙段接头位置地连墙外侧，设置2根桩径1000mm高压旋喷桩，搭接500mm。②地连墙与TRD连接处10米密集设置高压旋喷桩10根。

2 高压旋喷桩施工关键技术

2.1 高压旋喷桩施工工艺流程图

图5 高压旋喷桩施工工艺流程图

2.2 关键技术控制

关键技术控制点：成桩直径、成桩强度

(1)成桩直径。

1)允许偏差：不小于设计桩径。

2)控制措施：空过控制旋喷桩喷浆时钻杆提升速度控制喷浆量，保证成桩直径。根据桩径计算出旋喷桩每延米需要的浆液数量，然后根据喷浆时喷浆压力所对应的喷浆流速，计算出每延米浆液注满所需要的时间，该时间为喷浆时钻杆每提升1m所需要的时间。

(2)成桩强度。

1)允许偏差：不小于设计强度。

2)控制措施：①原材料控制：旋喷桩施工时浆液严格按照配比进行拌制，且随办随用，现场需设置至少2个浆液容器，一个为拌浆桶、一个为储浆桶。不得出现浆液边拌制边使用，正确方法为拌浆桶浆液拌制完成后排放至储浆桶，储浆桶将夜使用，同时继续在拌浆桶拌制浆液，拌制完成后排放至储浆桶。②喷浆压力控制：施工时不能直接使用设计喷浆压力，施工前，应先做试桩，根据试桩确定的喷浆压力进行控制。

3 TRD工法墙施工关键技术

3.1 TRD工法墙施工工艺流程图

TRD工法墙与钻孔灌注桩形成组合形成基坑支护体系，TRD工法墙主要作用为止水帷幕。TRD工法围护墙采用3循环方法施工等厚度水泥土搅拌墙，3循环方法分为先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌三步，首先注入挖掘液先行挖掘，土体松动距离不得大于10m，然后回撤挖掘至原处，再注入固化液向前推进搅拌成墙。以下为3循环的施工方法工艺流程图：

图6 TRD工法墙施工工艺流程图

3.2 关键技术控制

关键技术控制点：墙身位置、墙身垂直度、接头处理

(1)墙身偏位。

1)允许偏差：不侵入钻孔桩位置。

2)控制措施：①测量控制点：桩位放样时，尽量采用测量控制网联测点进行放样控制，尽量避免转点。②点位放样控制：第一次桩位放样时，放出墙身边线，并放出强身两侧边线及延长线，延长线延长至可靠位置，墙身施工时，平面位置以首次放样出的围护结构边线为准。

(2)墙身垂直度。

1)允许偏差：1/250。

2)控制措施：根据桩机垂直度指示针调整桩机垂直度，桩机钻进过程中，每隔2m深度检查一次垂直度指示针，桩机垂直度是否在范围以内，并做好记录。如出现垂直度超出范围，则应立即停止钻进，调整钻机垂直度后，重新钻进，并做好记录。

(3)接头处理。

1)重要作用：防止TRD工法墙接缝位置漏水，防止基坑侧壁渗漏水。

2)影响过程及后果：TRD工法墙连接处，为防水薄弱位置，造成基坑开挖过程中基坑侧壁漏水，影响基坑安全。

3)控制措施：当天成型墙体应搭接（复搅搭接）已成型墙体不小于50cm，搭接施工时间间隔不得大于24h，若因长时间无法搭接或搭接质量无法保证，应作为冷缝，后期采用高压旋喷桩进行处理；搭接区域应严格控制挖掘速度，使固化液与混合泥浆充分混合、搅拌，搭接施工中须放慢搅拌速度，保证搭接质量。

图7 TRD工法墙搭接示意图

三、结束语

随着城市的发展，越来越多的车站综合交通枢纽工程由地上转为地下，地下交通枢纽基坑施工，多为明挖基坑法施工，且多为深大基坑。基坑施工，必先施工基坑支护结构，基坑支护结构是基坑施工中重中之重，是基坑安全的保障。为节约工程成本，越来越多的基坑支护结构采用组合支护结构。本文以某南方城市车站综合客运枢纽项目富水软弱地层深大基坑为例，对该基坑组合支护结构施工关键技术进行了具体分析，对今后提高深大基坑组合支护结构质量具有较强参考价值。

参考文献：

《建筑深基坑工程施工安全技术规范 》（JGJ311-2013 ）

《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）

作者简介：贺彦玮（1987-），男，工程师，主要从事市政工程施工及研究，E-mail：250786821@qq.com。