富水粉砂地质深大基坑支护施工技术初探

富水粉砂地质深大基坑支护施工技术初探

宋文智

中国二十冶集团有限公司 上海 201999

[摘要]本文依托某在建项目，介绍三轴水泥土搅拌桩、双轴水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩等施工技术，可为今后类似工程提供参考和借鉴。

[关键词]富水粉砂；深大基坑；支护；施工技术

1研究背景

自从改革开放来，我国经济发展迅速，基础建设领域投资规模逐年增长，工程建设如火如荼，截止2019年建筑行业总产值已升至248446亿元。当今工程建设中，不仅各类建筑从外立面方正的多层砖混结构建筑物“越搭越高”，发展为当今各种造型多样的超高层建筑；同样，为满足不同使用需求，各类基坑、地下铁道、矿井巷道等地下工程也“越挖越深”[1]。目前基坑工程、地下工程施工引发的环境变形及引起的社会矛盾、工程事故仍然较多。为保障基坑工程的工程安全，工程各个责任方均应在作业中维持工程质量：支护设计方案对照地勘资料进行科学合理的选型及设计，施工工艺及工序严格把关，实施动态监测以确保基坑及周边地表变形在可控范围内，保障基坑工程的安全性，使得基坑工程在“勘察—设计—施工—验收”过程中的安全进行[2]。

为保证基坑地下主体工程的安全施工以及周边构筑物的正常使用，不同工程条件下基坑支护方案的选择有较大差异。基坑支护选型时要遵照经济、合理、安全等方针，综合考量支护工程的费用、工期、施工难度的同时要保障施工基坑高效进行和对周围构筑物的有效保护，在深基坑工程的支护方案中，往往采用多支护方式联合使用以保证安全性[3]。

2三轴水泥土搅拌桩施工技术

本文依托工程外围水泥土搅拌桩采用三轴水泥土搅拌桩Φ850@600mm，水泥采用P.O. 42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.8~2.0，水泥掺合比为20%。

喷浆搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min~1.0m/min，提升搅拌速度宜控制在1.0m/min~2.0m/min。每班制作7.07×7.07×7.07cm试块一组，水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度fcu＞0.8MPa。

2.1 施工设备

（1）主机

主机采用移动快速、灵活、机身稳定的履带式或步履式底盘，提高桩机移机速率，减少移机工作量，并确保桩机在施工过程中的安全。主机操控室配有机身自我平衡调节装置，设置搅拌桩机垂直度控制仪。操控室配有桩机钻杆下钻和提升的档位控制装置，可准确控制钻杆下钻和提升的速度。

（2）钻头与钻杆

结合本工程土质特性，采用三根钻杆同时喷浆结构设计，利用注浆泵和深层搅拌机，将水泥浆液通过钻杆端头的出浆孔喷送到土体中，借助钻杆带动钻头叶片上下旋转搅拌，使土体与水泥浆液拌合，形成水泥土加固体，同于3根单轴搅拌桩同时施工，工效提高3倍，主要用于软土地基加固、重力式挡土墙和止水帷幕。钻头与钻杆的组合采用螺旋叶片式钻头。

（3）注浆系统

配备全封闭全自动搅拌注浆系统。现浆液从散装水泥进罐仓拌、配制、搅拌至注入全过程的智能化操作，提高了水灰比、水泥掺入量、水泥浆流量等关键指标的精确度，从而提高了搅拌桩的成桩质量。用全封闭全自动搅拌注浆系统，实现了水泥浆拌制过程的全封闭，消除了粉尘污染。

2.2 施工工艺

场地回填平整→测量放线→开挖沟槽→三轴搅拌桩桩位定位→桩机就位→三轴搅拌桩施工→置换土处理→报表记录。

3 双轴水泥土搅拌桩施工技术

本文依托工程开挖深度深、面积大、边长长，在基坑内圈设置Φ700@500mm双轴水泥土搅拌桩进行加固，桩体施工采用二喷三搅工艺，加固宽度1.2m，主要加固深度为坑底至坑底以下的集水井、电梯坑等，水泥掺量13%。

3.1 施工工艺

施工工艺如图3.1-1所示。

图3.1-1 双轴搅拌桩施工工艺流程图

3.2 注意事项

严格控制下沉及提升速度，以使土体充分破碎，有利于水泥浆土体均匀拌和。

施工所用的水泥浆液必须严格按设计配合比配制，控制浆液的制备，防止浆液发生离析。

搅拌注浆提升阶段，不允许有断浆发生，若发生断浆现象，即刻停止提升，待处理完毕后，搅拌下沉断浆处以下1m，再注浆搅拌提升，以防止断桩。

严格控制桩与桩搭接，及时检查，特别是围护转角处更应认真把关，确保桩与桩搭接双排为200mm、单排桩为300mm，搭接时间不得大于8h。若超过8h，则应采取补桩或超额注浆搅拌的方法予以补救。

经常检查搅拌头及钻头磨损情况，发现问题及时更换，以确保搅拌桩直径≥Φ700mm。

若浆液不够，即水泥用量少于配合比要求，或提升过慢，或水灰比太小；若剩余浆液，则恰好相反。

每天施工的工作量应与现场实测距离进行校对，并做好记录。

4钻孔灌注桩施工技术

本方案涉及的钻孔灌注桩主要针对隔离桩及支撑立柱基础，桩径为Φ600mm、Φ900mm、Φ1000mm。计划配置10台GPS-10钻机，施工工期143d。

4.1 施工工艺

施工工艺如图4.1-1所示。

图4.1-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图

4.2 注意事项

（1）护筒埋设

护筒采用钢护筒，灌注桩护筒内径比设计桩径大8mm，采用人工挖坑法埋设，护筒埋设应位置正确、稳定，护筒与坑壁之间用粘土填实，护筒中心与桩位中心线偏差不大于20mm。护筒埋设好后及时符合桩位，若有误差大于规范要求，则重新埋设；本工序重点要求为：护筒必须进入原土200mm；护筒周围回填必须对称回填以免跑位；保证桩位位置无地下障碍物。

（2）泥浆护壁

泥浆的作用在于维护槽壁的稳定，携出孔内的悬浮物钻渣。灌注桩施工所用泥浆要求粘度适当、比重合理、稳定性好、过滤失水量小，泥皮形成时间短且薄而又有韧性。

混凝土浇灌过程中置换出的泥浆送回泥浆池调整处理后，调整到需要的指标与新鲜泥浆配合循环使用，不可调整的泥浆做废弃处理，送入废液池，用泥浆车外运处理。

（3）钢筋笼制作与安放

按照设计图纸进行钢筋下料加工，钢筋笼在现场分节加工制作成型，为了保证钢筋笼在运输和吊放过程中不变形，在钢筋笼内侧每隔2.0m设置加强箍一道。为了保证钢筋笼的保护层厚度，在钢筋笼四周主筋上纵向每隔4m设置混凝土垫块。钢筋笼经监理检查验收合格后，采用钻机塔架本身滑轮分节吊放，每节约9m，节间连接采用单面焊接连接，搭接长度≥10d，在同一截面内接头数不得超过50％。接头焊缝要饱满。钢筋笼应该垂直缓慢放人桩孔内，防止碰撞孔壁，如下放困难应查明原因，不得强行下放，成孔后尽快安放钢筋笼，以减少孔底回淤，顶面和底面标高应符合设计要求，误差不大于±50mm。

本工程钢筋混凝土支撑立柱桩基础采用钻孔灌注桩，桩径Φ800mm，立柱采用460×460mm格构钢立柱。钢格立柱与立柱灌注桩钢筋笼焊接后一起吊入钻孔，放置时要求钢格构柱边平行与于支撑轴线。

5结语

本文依托某在建项目，介绍三轴水泥土搅拌桩、双轴水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩等施工技术，可为今后类似工程提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]孙国梁, 宋文智. 紧邻既有建筑物含流砂层深基坑管井降水施工技术[J]. 施工技术, 2018, 47(17): 6.

[2]李本贵. 探析深基坑支护与降水施工技术的应用[J]. 山东工业技术, 2018, (2): 1.

[3]冯博慧. 浅谈深基坑支护结构的类型及选型[J]. 山东建材, 2006.

作者简介

1. 宋文智，中国二十冶集团有限公司，博士研究生，高级工程师，上海市宝山区盘古路777号，201999

E-mail: wenzhis@qq.com

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