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摘要：随着我国城市现代化建设水平提高，城市车辆增多，停车位日益紧张，要解决这个矛盾，我们只能向地下发展，所以基坑工程建设就越来越普遍，在基坑施工工程中，止水帷幕是很重点的一环。人们在止水帷幕施工的长期实践中，发明了很多方法，现主要有钢板桩工艺、地连墙工艺、咬合桩工艺、普通搅拌桩工艺、三轴搅拌桩工艺、高压（双、三）旋喷桩工艺等，每一种工艺有他的适用范围和优缺点。如何结合工程的实际情况选择合适的工艺，是支护止水帷幕要考虑的重要议题。。
关键词：基坑支护；止水帷幕；施工工艺、适用范围、优缺点
研究的目的和意义：施工中基坑支护止水帷幕是不容忽视的难点问题：1、基坑支护止水帷幕的型式选型问题。2、各种型式止水帷幕施工工艺的适应性及施工技术问题等等。如何结合工程的实际情况选择合适的工艺，是支护止水体系要考虑的重要议题。本课题的提出，主要研究止水帷幕各种工艺的优缺点及适用条件以及各种工艺应注意的一系列问题，以指导此类项目止水帷幕工艺方法的选择及指导止水帷幕各工艺方法的具体施工，起到加快进度、保证质量、安全环保、提高效益的目的。
施工工艺选型
决定基坑支护成效因素有很多，起到决定性作用的主要有两个，一是挡土结构的有效性；二是基坑止水帷幕的严密性。在不同地层施工时为保证基坑施工安全、质量，选用不同施工工艺防止周边不均匀沉降，地下管线、周边建筑物损坏，因此研究不同地质条件下选用不同施工工艺具有十分重要的意义。
各种止水工艺特点
旋喷桩：
1、施工噪声低、低振动，对周围环境影响小；
2、适用深度可达30m；
3、工作面及施工场地要求简单；
4、辅以钻机引孔，在存在障碍物的地层，可进行桩间止水。
搅拌桩：
1、最大限度地利用的原土；
2、搅拌时无振动、无噪声，无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；
3、与其他止水桩比较，成本较低，可节约钢材并降低造价；
4、施工简单，止水效果好；
5、自身结构既可以止水，以可作支护使用。自身支护可形成土钉墙及重力式挡土墙，与支护桩结合，可形成止水帷幕。
三轴搅拌桩
1、帷幕可以穿越卵砾石层并入岩；
2、孔口冒浆少，浆液不浪费，利于现场文明施工，由于可随时开泵进行孔底高压注浆，因此孔内浆液虽然在孔、返浆但不冒出，这样可保证不浪费水泥，而且无废弃浆液；
3、桩体强度高，由于该工法孔内土体被钻杆旋转提出一部分，孔内滞留土体疏松，且浆液为纯水泥浆，浆液渗透扩散效果好，因此桩体强度高，在土层和砂层中效果相近，28天强度可容易达到15~20Mpa；
4、成桩速度快，施工效率高，由于采用大功率电机，且三根钻杆同时钻进，故成桩速度很快；
5、成桩质量高，止水抗渗性能好，根据不同土质选择相应的钻具，可使桩体水泥浆与周围土质反复充分搅拌，全长无裂缝；
6、适用范围广，适用于黏性土、粉土、砂土、砂砾土、饱和黄土以及粒径2~15cm的圆砾层；
7、环保节能，施工过程无污染，噪声小；
8、内插型钢，可形成SWM工法，进行深基坑支护。
钢板桩
1、承载力强，自身结构轻，钢板桩构成墙体与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用。
2、新的钢板桩止水性尚好，钢板桩连接处锁口结合紧密，可自然防渗。
3、施工简便，能适应不同的地质情况和土质，可减少基坑开挖土方量，作业占用场地较小。
4、耐久性好，视使用环境的差异，寿命可长达50年。
5、施工环保，取土量和混凝土用量减少，可有效保护土地资源。
6、作业高效，极适于快速实施防洪、塌陷、流沙、地震等救灾抢险与预防。
7、材料可回收反复使用，在临时性工程中，可重复使用20～30次，节约资金。
8、与其它单体构造物相比，墙体较轻且具有较大的适应变形能力，适于各类地质灾害的预防处理。
9、使用钢板桩可以不受天气条件的制约；
10、自身结构既可以止水，以可作支护使用。
咬合桩
1、机械设备噪音低、无震动、无泥浆污染近似于干法取土，对周围环境影响小；
2、对沉降及变形容易控制，由于有钢套管的保护能靠近临时建筑物、地下管线施工；
3、并可进行嵌岩，施工较为安全、快捷，对桩身质量能较好的控制，保证了桩承载力；
4、第二序次施工的桩在已有的第一序次两桩间实施切割咬合，全套管的护孔方式保证了桩间紧密咬合，形成良好的整体连续结构；
5、不需要在施工止水帷幕，同其他围护结构相比，采用咬合桩围护在造价上有一定优势。
地下连续墙
1、施工全盘机械化，速度快、精度高，并且振动小、噪声小，适用于城市密集建筑群及夜间施工；
2、具有多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等，由于采用钢筋混凝土或素混凝土，强度可靠，承压力大；
3、对开挖的地层适应性强，在我国除熔岩地质外，可适用于各种地质条件，无论是软弱地层或在重要建筑物附近的工程中，都能安全地施工；
4、可以在各种复杂的条件下施工，如美国110层世界贸易中心的地基，过去曾为河岸，地下埋有码头等构筑物，用地下连续墙则易处理；广州白天鹅宾馆基础施工，地下连续墙呈腰鼓状，两头狭中间宽，形状虽复杂也能施工；
5、开挖基坑无需放坡，土方量小，浇混凝土无需支模和养护，并可在低温下施工，降低成本，缩短施工时间；
6、用触变泥浆保护孔壁和止水，施工安全可靠，不会引起水位降低而造成周围地基沉降，保证施工质量；
7、可将地下连续墙与“逆做法”施工结合起来，地下连续墙为基础墙，地下室梁板作支撑，地下部分施工可自上而下与上部建筑同时施工，将地下连续墙筑成挡土、防水和承重的墙，形成一种深基础多层地下室施工的有效方法。
关于止水方案的选型建议及成本分析
1.单纯满足止水施工要求
如果是普通地层，如淤泥质土、粉土、粘性土等，可优先选择水泥搅拌桩，水泥搅拌桩施工简单方便、造价低，成桩质量好，稳定性高。
如遇地下障碍物或砂层较厚时，对于灌注桩支护结构，可采用高压旋喷桩桩间止水，旋喷桩施工前，可先进行引喷，引孔完成后，再进行旋喷桩施工。旋喷桩止水效果一般都能满足施工要求。旋喷桩施工如遇障碍物，会出现漏水情况，但由于旋喷桩在成桩过程中，在漏点外围形成了零散的防护，减少了漏水量，同时减少了堵漏的难度。
当地下存在较多障碍物或砂层较厚，开挖深度深或止水要求高的项目，对于灌注桩支护结构，可采用咬合桩。经我司梅州万达广场施工实例，咬合桩施工速度快，成桩质量好，止水效果良好。
对于砂层很厚，地下水位高，地下水丰富，开挖深度深，止水要求高的项目，应采用三轴搅拌桩。经工程实例，三轴搅拌桩成桩质量好，地层适应性强（存在地下障碍物除外），施工速度快，稳定性高等特点，已成为复杂地层及止水要求地层的首选，是将来止水施工的重要设备。
综合单价对比：
从成本上考虑分析为单独满足止水要求条件下，基坑开挖深，存在不利地质条件且对止水效果要求高，采用咬合桩可以满足对工程质量，安全等方面的要求，但是单价较高。基坑开挖相对较浅，施工难度小的项目可选用搅拌桩等施工工艺降低造价，项目的实际情况选择合单价适的施工工艺才能保证方案的确实可行并且增加利润。
2.自身承重且应满足止水要求
对于浅层基坑，可采用放坡支护，土钉墙或重力式挡土墙，此类型结构施工简单、方便、快捷、施工低噪声、低振动，结构止水性较好，造价经济。
对于小型项目、抢险项目、快速施工、施工空间有限、变形控制较低、止水要求不高等的浅层基坑，可采用钢板桩施工。钢板桩施工快速、灵活、效果好、重复利用，不留地下障碍物、造价相对较低等优点。但钢板桩接头防水问题需要注意，而且钢板桩刚度比地下连续墙小，易引起开挖后挠度变形较大。钢板桩打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动，导致周围地基较大沉陷。
SMW工法施工噪声低，对周围环境影响小，结构止水性好，结构强度可靠，适合于各种土层，配以多道支撑，可适用于深基坑（深厚淤泥的地层慎用），而且，此施工方法在一定条件下可取代作为围护的地下连续墙，具有较大的发展前景。
地下连续墙施工噪声低、振动小。就地浇制、墙接头止水效果好，整体刚度大，对周围环境影响小，适合软弱地层和建筑设施密集城市市区的深基坑。而且，地下连续墙施工的基坑范围可达基地红线，可提高基地建筑物的使用面积。但是，地下连续墙泥浆处理、水下钢筋混凝土浇制的施工工艺较复杂、造价较高，没有较高的施工技术和管理水平难以保质保量完成地下连续墙。
综合单价对比：
综合以上结果分析，地质条件复杂，建筑设施密集城市市区的深基坑可选用地下连续墙施工。地质条件比较好，施工场地较大可选用放坡、钢板桩、重力挡土墙工艺可降低造价，节约成本。
参考文献
［1］申红霞，武剑．水泥搅拌桩在某工程应用中的问题[J]．电力勘测，2006，21（10）：74-75．
［2］建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009
［3］建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012
［4］武新波《浅谈高压旋喷桩施工工艺》
［5］郭莹，于干良，樊敬亮．南京某基坑的渗漏原因及加固处理措施[J]．山西建筑，2008，34（20）：112—113．
论文作者:李正
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/27
标签：基坑论文; 地下论文; 帷幕论文; 地层论文; 钢板论文; 工艺论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;