上海市地矿建设有限责任公司 上海市 200436
摘要：本文以水泥搅拌桩作为基坑维护结构，可以加快工程的施工工期、节约成本，经济效益明显，有利于长期使用。基坑施工全过程中维护结构的安全性尤为重要，需做好监控及应急措施。
关键词：水泥搅拌桩；基坑支护；监测
一 工程概况
土方开挖前，自然地坪高程平均为3.00m（相对标高-1.70m）。工程桩采用Φ600预制桩，主楼Φ600管桩602根、地下室Φ600管桩363根；工程桩有效桩长主楼32～33m，地下室管桩有效桩长33m。
基坑采用放坡开挖，自然地坪至基坑深度为：地下室板底位置挖土深度约3.10m（相对标高-4.8m），地下车库承台底挖土深度约3.50m（相对标高为-5.2m），主楼底板位置挖土深度3.10m（相对标高为-4.8m），主楼集水坑约为4.00m（相对标高为-5.7m），承台底挖土深度约为3.60m（相对标高为4.3m），坑中坑高低差位置最深处2.00m（相对标高为-4.8m），基坑总面积约3000m2，基坑土方总量约50000m3。
二 基坑围护设计择选
工程基坑开挖深度为3.10～4.00m（地下室集水坑位置），采用自然放坡、排桩+角撑支护、复合土钉墙支护相结合的支护形式。基坑北侧采用一排钻孔灌注桩、双排Φ600@450单轴水泥搅拌桩，加Φ48×3.0钢管间距1350mm、长12000mm的锚杆，面层挂网φ6.5@200，喷C20厚混凝土50mm。东侧采用双排Φ600@450单轴水泥搅拌桩，加3排Φ48×3.0钢管间距1350mm的锚杆，面层挂网φ6.5@200，喷C20厚混凝土50mm。南侧采用水泥桩加搅拌式锚杆围护。其中，在1#楼东北角设置支撑梁角撑。坑中坑支护为两排Φ600单轴搅拌桩套打，幅间搭接150mm，距离坑中坑砖胎膜外700mm为单轴搅拌桩的边线。单轴桩从底板底往下6m，空搅2.5m。在单轴搅拌桩施工完成15d后，坑中坑开始开挖。
1、基坑降排水方式
（1）土方开挖前，在塔吊基础边设置3个深6m的深坑，可在塔吊基础施工时设置，主要是用来排干基坑内原有的地表水。在开挖过程中，视现场地表水实际情况，设置若干个明排集水井。（2）土方开挖过程中，视现场地表水实际情况，设置若干个明排集水井进行排水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆坑内每隔20m设集水井一个，比坑底开挖面深约1m，为防止基坑坍塌将水泵埋掉，可在积水坑内放置外包铁丝网的钢筋笼，并在周围用碎石填塞，水泵放到钢筋笼内进行抽水。基坑成形后，在基坑内部设置纵横向排水沟，每隔若干平方米内设置集水井，做好基坑内的雨污水的有组织排放。（3）基坑顶表面排水在基坑四周设400mm宽、400mm深排水沟环形连通，基坑顶每隔20m设置一个600mm×600mm×1000mm（H）集水坑，出土位置道路底部用Φ250铁管连通排水，排水沟出水位置设置在东南角贴近河道位置，经沉淀池后，排入市政管网。
2、水泥搅拌桩施工
2.1施工工艺及步骤
根据现场实际情况，水泥搅拌桩先于围护桩施工。现场设2台单轴水泥搅拌桩机，先施工9#楼坑中坑水泥搅拌桩，再从9#楼西侧向东施工。北侧施工亦由西向东进行，待东侧水泥搅拌完成后，水泥搅拌桩机从7#楼东侧退场。水泥搅拌桩机于10月1日进场，10月10日开始连续施工，每天不少于16根，如间隔时间超过8h，则在连接外侧增补3根水泥搅拌桩。施工时必须注意以下几点。（1）水泥搅拌桩施工应坚持顺序推进的原则。（2）基坑采用Φ600@450单轴水泥搅拌桩，幅间搭接150cm，坑底加固墩采用Φ600@500单轴水泥搅拌桩，幅间搭接100cm。（3）搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入量15%，空搅部分减半。（4）搅拌桩施工工艺为四搅四喷工艺，水泥浆液水灰比为0.50～0.55，并掺入0.15%的SN201（液体添加剂），钻机钻进搅拌速度一般＜0.8m/min，提升速度控制在1.0m/min，搅拌桩位偏差±50mm，垂直度偏差≤1%。（5）搅拌桩施工应有连续性，不得出现24h施工冷缝（施工组织设计预留除外）。如因特殊原因出现施工冷缝，则需补强并在图纸上标明位置，以便最后统一考虑加强方案，超过48h须在接头旁加桩补强。水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于0.8MPa时，方可开挖基坑。（6）相邻桩施工间歇时间不应超过12h，否则应采取补救措施。若遇到障碍无法成桩时，应及时上报设计及监理，征得同意后及时在边上补桩，绕过障碍，以保证水泥搅拌桩的完整性。（7）为确保水泥搅拌桩的成桩质量，施工前应查明并清除浅层障碍物，回填黏土并压实。
2.2水泥搅拌桩的检验
（1）轻便触探法：成桩7d后可采用轻便触探法检验桩体质量。用轻便触探器所带勺钻，在桩体中心钻孔取样，观察颜色是否一致，检查小型土搅拌均匀程度，并根据轻便触探击数与水泥土强度的关系，检查桩体强度能否达到设计要求。轻便触探法的深度一般≤4m。（2）钻芯取样法：对竖向承载的水泥搅拌桩在90d后、横向承载的水泥搅拌桩在28d后，用钻芯取样的方法检查桩体完整性、搅拌均匀程度、桩体强度和垂直度。钻芯取样频率为1%～1.5%。
2.3应力释放孔
本工程采用的是桩基是预应力管桩，桩机配重约700t。在桩机移位过程中，受动荷载作用而产生水平方向的推力，受静荷载作用而产生竖向压力影响。为降低地基土的侧向位移和竖向变形，在场地北侧及东侧挖一条宽1m、深1.5m的防挤沟，距围护桩基坑内侧边线的距离≥1m。为了保证附近建筑物不受挤土影响，拟在地下车库北侧第二排管桩跟第三排管桩之间设置一排Φ300@500、深20m的应力释放孔，呈梅花形，钻孔间距为1000mm，在管桩和搅拌桩之间增加防挤沟及应力释放孔（图2）。应力释放孔采用钻孔取土成孔工艺进行施工，具体工艺为：桩位放样—理设护筒—钻机就位—造孔—测孔深—清孔。应力释放孔在地下车库北侧第二排桩完成后进行施工，待应力释放孔完成后，再进行北侧围护水泥搅拌桩施工。
三 基坑监测
为了确保围护结构的安全，应在基坑开挖过程中进行工作环境监测，监测内容包括基坑周边建筑、临时设施、管线、围墙、支护结构水平位移、周围建筑物、地下管线变形、土体分层竖向位移等，以基坑边缘以外1～2倍开挖深度范围内需要保护的物体为重要监控对象。
（1）一般情况下，每天观测一次，如遇位移，沉降速率变化较大时，则应增加观测次数。观测数据应在当天填入规定记录表格，及时提供给业主、施工、监理、设计等单位。每天的数据应绘制成检测点曲线，根据其发展趋势分析整个基坑的稳定情况，以便及时采取安全措施。（2）施工单位监测点设于距基坑25m范围内，监测点间的距离不大于25m，监测仪器用DS-3水平面仪和J-2经纬仪，每天早上和傍晚各测一次，并做好每次监测的书面记录。（3）基坑东临河道，有基坑渗水的可能，应根据其发展趋势分析整个基坑的稳定情况，以便及时采取安全应急措施。主要有：①在基坑开挖前进行预先降水，同时加强施工监测，特别是对河道的监测，充分应用监测成果；②基坑周围做好排水沟、挡水墙施工，在下部排水沟处每20m设置集水井，并在每个集水井内设置1个排污泵；③加强基坑渗漏排查，对于渗漏量较大的部位，采用高压旋喷桩进行处理；④对于渗水部位，用高铝快干水泥浆封堵渗漏部位，必要时埋设渗水导管；⑤加强施工人员组织领导，成立专业施工作业班组，统一协调指挥、组织实施，组织堵漏材料的采购、施工机械的落实；⑥所需的物资器材有高压旋喷桩钻机、排污泵、高铝快干水泥及其他一些材料等。
四 结束语
在进行深基坑施工过程中，对施工技术要求比较高，具有危险性和综合性的特点。施工单位需要结合实际情况，不断总结经验，加强对施工过程中的控制管理，采用完善的施工围护措施，制定完善的施工组织计划，明确施工质量管理标准，引进先进的施工技术，从而保证施工质量。
参考文献:
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[4]解振东.广州地铁指挥中心基坑围护结构设计及变形控制研究[D].石家庄铁道大学,2014.
论文作者:顾庆
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/30
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