摘要：该项目源于普兰店热电厂周边地块改造C地块兴隆大家庭工程为大型综合体项目，介绍了黏土持力层基坑凹形止水体系施工技术，该技术在项目实施后，基坑止水效果非常理想，施工成本较之传统的支护桩加井点降水工艺成数倍的降低，尤其是节能环保效益显著，非常适合在粘土持力层基坑或粘土基坑中应用推广。
关键词：黏土；持力层；基坑；凹形止水体系；
0 引言
随着建筑行业的不断深入发展，如何做好节能环保，压缩工期，降低施工成本将成为行业的优势竞争力。本文通过对传统的深基坑支护降水工艺进行优化探讨，在粘土持力层地区探寻一种优质、高效、经济的基坑支护降水施工技术。通过对传统深基坑支护降水工艺的深入研究，分析这些区域的土质特点，结合施工现场场区条件，在粘土持力层基坑采用凹形止水体系工艺进行支护降水作业，成功解决了粘土持力层地区深基坑支护降水的工艺优化难题，极大的缩短了施工周期、降低了材料投入和施工成本、保证了基坑工程施工质量和安全。
1 工程概况
普兰店热电厂周边地块改造C地块兴隆大家庭工程为大型综合体项目，基坑跨度达到了180m×280m，基础持力层为粘土层，具有不透水特性，往上分布有淤泥质粉质粘土和素填土。
2 关键技术原理
粘土持力层基坑凹形止水体系工艺是通过利用粘土层的不透水性能与基坑四周的竖向止水体系组成一个“凹”形闭合体来达到止水的目的。其中，粘土持力层应通过地勘资料和现场试验数据结合得出相应的渗水参数。基坑四周的止水体系可以根据现场实际情况灵活采用不同的止水桩型，并将止水桩通过相互间的咬合形成一个地下帷幕墙体并伸入粘土层2m以上。
3 技术方案
3.1坑底粘土持力层作为隔水层可行性论证
1、根据地勘报告查看基坑内的土质分布状况，确定基础持力层部位的粘土层分布均匀。
2、根据岩土的特性可知，粘土中含砂粒稀少，土层的密实度好，具有良好的不透水特性。
3、在施工现场挖简易的抽水试验坑，通过抽水试验进一步确定相应土层的渗透系数，确保坑底粘土层作为隔水层的可行性。
3.2竖向止水桩施工
竖向止水体系可以根据基坑四周的土质分布情况及场区条件灵活选择，如混凝土咬合桩、高压旋喷桩、搅拌桩及钢板桩等，以水泥土搅拌桩为例进行施工。
1、水泥土搅拌桩工艺原理
根据基坑的土质情况，确定好水泥土搅拌桩参数。采用步履式旋喷钻机下钻进行土体切削并注入水泥浆液充分搅拌成桩，通过水泥浆液与土的充分搅拌，水泥分布到土中越均匀，物化反应后的水泥土搅拌桩结构强度的离散性越小，止水效果越好。
2、表土处理
由于基坑的地下水位均在表土以下，从成本角度考虑可将部分表层土挖出。同时，如果局部土层中含石块量较大，且石块粒径较大无法直接采用水泥土搅拌桩施工，则可以将不良土体换填成优质土后再采用水泥土搅拌桩施工。
3、测量放线
沿着搅拌桩中心线将场地进行平整、碾压，然后采用全站仪或经纬仪实地投测出搅拌桩的中心线，沿着搅拌桩中心线左右各500mm挖一条深度500mm的沟槽，作为止水搅拌桩桩位控制槽。在沟槽内二次投测桩位点，并引测标高控制点至沟槽内。
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4、试桩
正式搅拌桩施工前先进行试桩，通过试桩掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数，并按此技术参数指导施工。
5、桩机就位
用吊机悬吊步履式旋喷钻机到指定位置，对准点位，保持起吊架垂直。安装到位后通过底座支垫调整水平，用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，使钻杆垂直对准桩位中心，垂直度允许偏差不大于1%。开钻之前在桩机旁的机架侧面用红油漆做好钻孔深度的标高控制点，保证每一次钻孔的深度达到标高控制点位。
6、配制水泥浆液
水泥浆液配制采用的水泥宜用P.O32.5，如果在寒冷的气候条件下则需适当提高强度等级，水泥质量需经复试合格后方能使用。水泥浆液的配制按照水灰比0.5～0.8配制，宜采用浆液搅拌机搅拌，每次搅拌时间不低于3min。制好的水泥浆不得有离析现象，制备好的水泥浆不得停置时间过长，浆液在灰浆旋喷钻机中要不断搅拌，直到送浆。
7、钻进喷浆搅拌成桩
开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续喷入水泥浆液，钻进速度为1～2m/min，转速60r/min左右，喷浆压力控制在1.0～1.4MP，喷浆量不小于70Kg/m，钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，原地喷浆半分钟，再反转匀速提升至桩顶后再进行二次复搅。
二次钻进复搅要求全长复搅，当旋喷钻机反转匀速提升至地面以下1m时，应慢速提升和旋转，即将提出地面时，应停止提升并原地喷浆搅拌10～20s，以保证桩头密实。钻头每一次提升至地面后，应及时将钻头上的粘土清理下来。成桩后及时开动灰浆泵清洗管路中的残存水泥浆方可转移至下一根桩位。
8、成桩过程中的注意事项
1）钻机操作者应与施工人员保持密切联系，保证旋喷钻机喷浆时连续供浆。因故须停浆时，须立即通知桩机操作者，为防止断桩应将旋喷钻机下沉至停浆位置1m以下，待恢复供浆时再喷浆施工。
2）桩长的控制要在钻机塔架上做出明显的标记，在设计桩长位置做上标记并写上数字。桩位的控制即严格保证钻杆的垂直度，使钻杆对准桩位点。桩径控制要求不小于设计直径，并经常检查钻头，发现磨损超限时及时焊补或更换。
3）机具下沉搅拌中遇有硬土层阻力大、下沉慢且钻进困难时，应增加旋喷钻机配重，然后启动加压装置或边输入浆液边搅拌钻进成桩。如果下钻过程中遇到大石块或不明障碍物时可在原桩位周围施工一圈咬合搅拌桩，绕过块石或障碍物。
4、效益分析
粘土持力层基坑凹形止水体系施工工法与传统的支护桩加井点降水施工工法相比具有施工工艺简单、施工速度快，成本低，施工质量可靠等优点。工法应用工程节约成本10961050元。
同时，该工法施工过程中无噪声污染及光污染，使用的材料为水泥和水，且使用量较少，产生了良好的经济效益和节能环保效益。
5 结语
通过该施工技术的成功实施，三个月的地下室施工阶段未出现任何基坑护壁渗水现象，也未出现坑底渗水、管涌现象。该工法止水效果非常理想，施工成本得到大幅度降低，尤其是节能环保效益显著。同时，该工法施工工艺简单，主要施工项目为竖向止水桩施工，与各类工程桩的施工大同小异，只需要严格执行施工方案即可有效保证止水体系的施工质量。
通过对该施工工法的简介，不难发现该工法非常适合在粘土持力层基坑或粘土基坑中应用推广。
参考文献：
[1]顾正维，孙炳楠，董邑宁.黏土的原状土、重塑土和固化土渗透性试验研究[J].岩石力学与工程学报，2003（3）：505-508.
[2]苏畅，姚倩.水泥土搅拌桩在垃圾卫生填埋场工程边坡加固及地基处理中的应用[J].施工技术，2013，42（S1）：72-75.
论文作者:安康
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/18
标签：基坑论文; 粘土论文; 浆液论文; 钻机论文; 水泥论文; 凹形论文; 体系论文; 《基层建设》2019年第27期论文;