復雜地質深基坑支護技術探討

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摘要：以福州某工地深基坑支護工程為例，簡要闡述了在復雜地質條件，無傳統支護結構施工空間的情況下，采用三軸水泥土攪拌樁（內插鋼管倒刺）＋錨管土釘墻支護結構，解決基坑開挖難題。監測結構表明，基坑變形滿足設計要求，取得了良好的社會效益及經濟效益

關鍵詞：深基坑；軟土富水地層；三軸水泥土攪拌樁；止水效果；基坑變形；監測

1工程概況

擬建建筑物位于倉山區城門鎮清富村，是福建省福州市改造拆遷安置房項目之一。由于征地拆遷及場地限制等原因，本工程分為二期施工，一期場地西南面與待拆遷的砂石廠、瀝青攪拌站相臨，其中2＃樓相臨最近，僅3．5m；北側約2m為周邊村民建筑；東側約20m為福廈高速、南面緊靠烏龍江。擬建建筑物基坑周長325m，基坑開挖深度約4．6～6．2m，基坑側壁安全等級為Ⅱ級。

2工程地質條件

2．1工程地質條件

擬建工程場地位于烏龍江北側，主要為沖淤積平原地貌，工程地質分區屬淤積、沖積區。一般上覆0．4～3．8m厚人工填土層，下部主要由黏土及淤泥質土及粉質黏土、砂土構成。基坑開挖地層1．5～9．3m為淤泥質黏土層，10m以下為粉質黏土層，穩定性差。與基坑支護相關的土層由上而下主要組成如表1，物理力學指標見表2。

2．2水文地質條件

擬建場地場區地下水主要為上層滯水、孔隙承壓水。地下水豐富，水位高，與烏龍江水位有著密切聯系，場地地下水初見水位埋深約在0．5～1．6m，穩定水位埋深約在0．4～3．1m，基坑施工基本在地下水位以下，對工程的降水要求非常高。上層滯水主要存在于雜填土、填中砂中，水位埋深約在0．5～1．6m，其水量受季節性降水及地表生活用水影響，隨地形和季節變化而變化，場地距烏龍江較近，補給充沛。場地中部中細砂（含泥）的孔隙承壓水富水性好，水量豐富，與烏龍江水系具較強的水力聯系，互補關系，季節性變化規律明顯，同時受一定的潮汐影響，水量較為豐富，土方開挖易引起流土、流砂、突涌，對工程影響較大。

3基坑支護方案選擇

3．1基坑特點及難點

1）位于二期范圍內的砂石廠、瀝青攪拌站未拆遷，一期基坑開挖后基坑南側緊挨著瀝青攪拌站大型設備和較多材料堆積的砂石廠，且場地高低差為2m，無太多的場地進行基坑放坡，無法進行南側的基坑施工。2）一期基坑平面形狀呈現矩形及條形，地質條件差，地下水位高，地下水豐富。3）基坑周邊環境復雜，對基坑變形控制要求嚴格。

3．2基坑支護結構選擇

根據上述基坑特點，綜合考慮基坑安全、質量、造價及工期，本工程基坑支護采用三軸水泥土攪拌樁（內插鋼管倒刺）＋錨管土釘墻支護結構。1）三軸水泥土攪拌樁即可作為基坑支護結構和基坑側壁的止水帷幕，內插鋼管倒刺，增強基坑的穩定性。2）施工靈活性大，可根據地質條件及基坑變形情況，及時調整鋼管間距，有利于對基坑變形及安全的控制。3）通過錨管注漿，有利于土層穩定，可防止流砂發生。

4基坑支護施工

4．1施工工藝流程

測量放線→三軸攪拌樁機定位→三軸水泥土攪拌樁施工→內插鋼管→分段分層開挖土方→錨管施工→鋼筋網片安裝→噴射混凝土施工→基坑變形監測→下層土方開挖→基坑變形監測→土方回填→基坑施工完成

4．2主要工序施工要點

1）三軸水泥土攪拌樁施工：為減少施工對土體的擾動，采用跳打施工，施工順序為：1幅→3幅→2幅→5幅→4幅。如圖1所示。攪拌樁機施工時應保持鉆桿勻速下沉與勻速提升攪拌下沉與提升的速度應控制在0．6～1．0m／min，攪拌樁施工過程中應保持樁機底盤的水平和樁架的垂直，成樁施工中，加強垂直度監測和調整頻率，確保攪拌樁樁體垂直度不大于1／200，保證成樁質量。2）基坑南側支護加強：采用四排水泥土攪拌樁。基坑南側支護形式改為：采用四排A650＠450水泥土攪拌樁作為止水帷幕及重力式擋土墻，面層采用噴錨支護，內排攪拌樁長度為13．5m，穿過中細砂層進入淤泥土層，外面三排均為9．0m，在最內排及外排水泥土攪拌樁中插入A48×3．5的鋼管L＝6000＠900。3）內插鋼管的制作。錨管采用A48的焊接鋼管，壁厚不小于3．5mm，端部采用L90×6角鋼長L＝80與鋼管焊接進行封堵，在鋼管管身開A8的注漿孔（對開孔），管身間距焊接L30×3的角鋼倒刺L＝60。施工過程中要注意：①鋼管采用QZJ－100D潛孔鉆機，強力擊入支護土體中，傾斜角允許偏差小于5（°）時，將注漿管插入管底，進行低壓注漿，注漿壓力控制在1～2MPa，注漿水灰比嚴格按照設計規定的0．5純水泥漿，外摻水泥用量的0．05％的三乙醇胺早強劑；③混合料應攪拌均勻，隨拌隨用，存放時間不應超過2h；④錨管焊接角鋼倒刺，應保證焊縫飽滿，無外觀缺陷，角鋼與鋼管的焊縫處應進行滿焊，保證焊接的質量滿足規范及設計要求。4）錨管施工。錨管應分層分段、自上而下施工，分段長度為0～15m，分層厚度為每層錨桿以下0．2m。5）土方開挖。土方采取分層、分段開挖，每層開挖深度為0．75m，嚴格按照“先撐后挖，嚴禁超挖”的原則進行。6）鋼筋網片安裝。鎖定筋與加強筋之間采用單面搭接焊連接，焊縫必須飽滿。鋼筋網片與加強筋之間通過點焊連接。7）噴射混凝土施工。在錨管施工完成后，噴射第一層面層混凝土，安裝完成鋼筋網片后，噴射第二層面層混凝土。噴射混凝土順序自下而上，噴頭與受噴面垂直，保持0．6～1．0m距離，噴射混凝土的回彈率不應大于15％。經試驗確定C20噴射混凝土配合比如表3所示。

5基坑實施效果評價

根據施工過程中對基坑的變形監測結果，基坑水平位移最大值在30mm以內，支護結構的沉降變形值在45mm以內，周邊地面沉降值在40mm以內，基坑變形速率最大時段發生在基坑開挖過程中，在基坑完成后，其變形逐漸趨于穩定。本工程在基坑施工期間及其后續的工程施工期間，未因基坑變形影響周邊道路車輛的安全通暢及周邊建筑的安全，避免了與附近居民產生糾紛，達到了設計預期的效果，取得了良好的社會效益與經濟效益，為后續工作開展奠定了堅實基礎，也樹立了公司良好的信譽。由于支護變形速率沒有出現增大及不收斂趨勢，變形基坑周邊穩定，未產生異常現象，判定支護結構處于安全狀態。

6結語

本項目一期工程已成功施工完成，對探索真正適合復雜條件下的基坑支護技術進行了大膽的嘗試，為深基坑技術的發展提供參考，也為同樣類型的基坑條件下施工提供參考。

參考文獻：

［1］王自忠，楊世相，王曉曙，等．復雜條件下某工程基坑支護技術［J］．施工技術，2013，43（10）：135－136．

［2］原華，李運華，朱鴻慶．水泥土攪拌樁加注漿止水技術在某基坑工程中的應用［J］．施工技術，2012，42（10）：102－103．

［3］千智光．淺談三軸水泥攪拌樁施工技術及質量保證措施［J］．地基處理，2010，26（1）：28－30

作者：滕祖星 單位：福建省建筑設計研究院有限公司