輕型井點降水結合水泥攪拌樁在基坑支護中施工實踐

◎ 廣東省第四建筑工程公司 何志堅

一、工程概況

某住宅小區位于位于市內繁華路段，西臨排水大溝（隔12m路），南鄰制衣廠8層車間（建筑物距基坑8m），東鄰已建的7層住宅樓（建筑物距基坑16m），北面為廣場。總占地面積約3700平方米，樓層高為19層，地下停車場為一層，地下室深坑挖掘嘗試為4.5m，周長約260m，呈規則型布局，其平面分布如圖1所示。基礎采用靜壓管樁，現已施工完畢。

二、地質條件

本工程地貌單元屬于出海口三角洲沖積平原，根據巖土工程勘察報告，場地水質來原主要是空隙潛水與空隙承壓水。空隙潛水一般來源于人工填土層和第三層淤泥質粉質粘土層中，地下水補給靠大氣降水，受潮汐作用影響較明顯，水位隨季節變幅較大，對基礎開挖和邊坡的穩定性有一定影響，基坑開挖時應注意排水疏干和邊坡穩定性的保護，且避開雨季。

圖1 基坑周邊環境平面位置圖

本工程地貌單元屬于河流下游出海口三角洲沖積平原，根據巖土工程勘察報告，其巖土地質狀況自上而下分別為：

a) 填土層：灰黃色—雜色，濕～飽和，松散；層度0.60～1.70m，平均1.50m；本層為含水層。

b) 砂土層，灰—灰黃色，濕～飽和，松散—稍密狀；層厚1.60～2.40m，平均2.20m；本層為含水層。

c) 淤泥質粉質粘土層，灰—青灰—灰褐色，飽和，流塑～軟塑；層厚6.20～9.20m，平均7.10m；本層為含水層。

d) 粘性土，青灰色—黃—灰白色，松散—稍密；層厚2.40～7.40m，平均6.50m。根據所在的場地的工程地質報告可認為是不透水層。

場地水質來原主要是空隙潛水與空隙承壓水。空隙潛水一般來源于人工填土層和第三三層淤泥質粉質粘土層中，地下水補給靠大氣降水，受潮汐作用影響較明顯，水位隨季節變幅較大，對基礎開挖和邊坡的穩定性有一定影響，基坑開挖時應注意排水疏干和邊坡穩定性的保護，且避開雨季。

三、方案可行性研究

此方案設計采用的是一級輕型井點降水“下降漏斗”曲線（如圖2），降低淤泥土層中的水位，最終達到基坑分層干后開挖。但一般降水會對基坑四周環境造成一定影響，可通過采取變換流水量，間斷生措施措施抽水，同時采取回灌井點作為預備措施。本工程輕型井點設計管長8.7m ，間距1.5m。

深層攪拌水泥土樁墻設計，按照成熟的工程設計經驗，充分考慮土體側向壓力及墻頂周圍施工載荷，按重力式擋墻進行設計并驗算抗傾覆和側向位移。坑外側的壓力按水和土壓力進行分算，其中土壓力采用朗肯土壓力理論。坑內土壓力計算采用M法計算土體反力。其中：水重度rw=10KN/立方米，抗滑安全系數K=1.3，抗傾覆安全系數Kt=1.5。經過里正基坑支護計算軟件（F-SPW4.01）計算：設計采用一排直徑為600水泥攪拌樁（鄰制衣廠車間樓一側采用二排直徑為600水泥攪拌樁），相鄰兩樁搭接寬度為150mm。樁頂標高-1.00m，樁身要求進入第3層土層（淤泥層），樁長平均長度11m。水泥摻入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏摻入量為水泥量的2%，水灰比為0.45。基坑鄰制衣廠車間樓一側墻頂放置鋼筋混凝土鎮口板，板厚度約25mm，水泥土樁深入混凝土鎮口板＞45mm。

圖2 降水“下降漏斗”曲線圖

四、施工技藝

1、輕型井點施工技術要點

（1）井點布局：采用一級井點布局，即沿基坑周邊每隔1.5m單排井點均勻設置，距離基坑開挖邊線1.0m，并在基坑周圍布設觀察井——在一級井點外距基坑邊1.5m處每隔25～35m布設一個，以便對降水情況進行監測。

（2）井點管的制作：采用Φ40鋼管將其端頭1.5m左右設置成濾管，管上呈螺旋形布置并打入Φ10～Φ15孔，間距35mm左右，管外用鉛絲螺旋形纏繞，分別包裹1層細濾網和1層粗濾網，濾管下端要封口，以防泥砂等雜物進入，如圖3所示：

（3）井點的安裝：先要在砂層中打孔，采用100型鉆機泥漿護壁法施工，鉆孔直徑為250mm左右，深度要比濾管底深0.5m，以便沉砂等。鉆孔完成后，要先放下制作好的井點管，及時用干凈的粗砂將孔壁井點間的空隙填充實，然后用自來水沖洗井點直到水變得清凈為止，最后在地面往下約0.5～1.0m的位置將所有井點管用粘土填實以防漏氣。

（4）井點系統連接：用裝有閥門的Φ45膠皮連接管，將井點管和集水管（內徑110mm左右）與水泵連接在一起，形成一個完整系統，如圖4所示。抽水時先啟動真空泵，把管路中的空氣抽出，管路內形成真空，在地下水和土中的空氣被吸入集水箱后，空氣被真空泵排出，水在集水管中貯存到一定數量后用離心泵抽出。

（5）控制井點降水對周邊環境危害的措施：①適度控制抽水量和離心泵的真空度。在施工開挖基坑時，用最大的抽水量或真空控制井點降水；在墊層、樁承臺、地下室底板完工后，適當減少抽水量或調小真空度，使基坑外的降水曲面盡可能控制在最小合理范圍之內。②回灌井點措施：因南面一側制衣廠8層車間距基坑只有8m寬，為了避免產生過大的沉降，對車間樓造成損傷，我們在南面一側降水井點外預先鉆一排孔，并均勻設置6個水位觀測井，在進行降水前，先將鉆孔內、觀測井的水位勘察清楚，造表記錄。為避免車間樓下面的地下水位下降，與降水的同時向鉆孔內灌水，以添補此處的地下水，使降水井影響半徑不超過回灌井的范圍。回灌水一般使用清水，以免阻塞井點，回灌灌水量和壓力值的大小，都通過水井理論來估算，并通過觀測井的觀察數據和實際情況進行調整，既要達到起隔水屏幕的作用，又要預防回灌水外流而影響基坑內正常作業。

2、水泥攪拌樁的施工

在進行攪拌樁施工時，要注意以下幾點：

（1）待深層攪拌機下沉到一定深度時，即開始按水泥摻入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏摻入量為水泥量的2%，水灰比為0.45拌制水泥漿，并將水泥漿倒入備料斗備噴；（2）樁體壓漿必須前后連貫，不能中斷，每根樁要裝漿一次并噴攪完成，必須連續施工；（3）施工完畢后，向集料斗中放入適量清水，開動灰漿泵，清洗管道中殘留水泥漿，同時清理鉆頭粘附土；（4）施工齡期達到30天，方可進行基坑開挖。

五、施工監測

1、輕型井點降水水位

本工程中施工企業沿基坑四周共設置了10個觀測井，通過抽水來控制觀測井內地下水位高度，最后控制達到低于承臺頂標高，等到地下室底板外防水完工后及澆完地下室底板，逐步減少抽水量，控制地下水位逐漸回升，直至地下室回填為止。同時，我們在南面車間樓一側降水井點外均勻布設6個水位觀測井，對車間樓地下水位進行全天候跟蹤，為回灌井點灌水量起指導性作用，防止車間樓地下水流失，使其地下水保持不變。

2、位移及沉降監測

該深層攪拌水泥土樁圍護土，在基坑和地下室施工期（60d）內無任何明顯的彎折破壞，樁體完好無缺陷。沿基坑四周土墻設置14個觀測點，其中南面鄰車間樓一側墻設置5個觀測點，其余三面各設3個觀測點，樁體最大位移18mm，滿足規程要求；我們重點對車間樓沉降進行監測，在車間樓設置8個沉降觀測點，從基坑開挖至完成，最大沉降量累加值為8.2mm，對車間樓未產生不良影響。

六、結束語

本工程利用輕型井點降水，結合深層攪拌水泥土樁墻作為基坑支護體系。

本工程在基坑開挖深度＜6m，地下水位較高，地層水滲透系數較大的淤泥質粉質粘土，采用一級井點降水與深層攪拌水泥土樁墻組合體系，可以免去坑內的支撐，既能擋土又成為隔水帷幕；既經濟又施工簡便。本工程在基坑南面車間樓一側實施回灌井點措施，實施重點監護，由于措施得當，防止車間樓地下水流失。從基坑開挖至完成，最大沉降量累加值為8.2mm，對車間樓未產生不良影響。取得良好的工程效果，值得同類工程參考。

圖3 濾管構造示意圖

圖4 井點系統布置示意圖