結合工程實例深入探討深基坑施工技術

摘要：結合實例該周邊環境復雜，施工中采用三軸攪拌樁止水，鉆孔灌注樁和兩道鋼混凝土內支撐作圍護結構，用二軸水泥土攪拌樁進行坑邊、電梯井和集水井深坑加固。根據時空效應原理確定了合理的開挖流程。結合采用信息化施工技術，確保了工程順利進行。

關鍵詞：深基坑；施工技術

1工程特點

本工程是一項較大的綜合性工程，施工工期緊，涉及領域多，綜合性強，工程質量要求高，給施工增大了技術難度，主要特點如下：①地下管線多且復雜：施工區及周邊范圍內地下管線復雜，有污水管、電力電纜、雨水管等，施工前須對搬遷的和原地保護的地下管線妥善處置，施工期間須認真落實地下管線保護措施，確保正常使用。②地面交通繁忙：施工期間須精心組織并合理布置社會車輛的交通流向，確保交通狀況基本正常。③環境保護要求高：由于周圍有居民區，施工期間必須高度重視環境保護問題，特別是揚塵控制。④施工技術難度大：施工區場地下由較多回填土、石塊及三合土組成。

2深基坑圍護設計與施工

2.1總體部署

結合上述特點，圍護工程擬采用三軸攪拌樁止水，鉆孔灌注樁結合2道內支撐。根據不同區域的挖深及環境要求，分別采用不同樁徑及間距的鉆孔灌注樁做基坑圍護。所有坑邊、電梯井和集水井深坑，用二軸水泥土攪拌樁進行加固。坑內支撐節點下設立柱樁，立柱樁坑底以下部分為?0.8m鉆孔灌注樁，基坑底面以上為型鋼格構柱。先施工止水帷幕，后施工鉆孔灌注圍護樁、立柱樁及坑內加固，最后按工況順序挖土、施工支撐及地下室等。

2.2設計參數

采用PAS-220-3J中空三軸攪拌鉆機套打一軸3?850@1200mm樁作止水帷幕，有效樁長18.0m，水泥摻入量20%，攪拌樁與灌注樁凈間距175～200mm。根據不同區域的挖深及環境要求，鉆孔灌注樁分別采用?950@1100mm，?950@1150mm，?1000@1150mm和?1050@1200mm，坑內加固采用2?700@1000mm雙頭攪拌樁，坑上樁長3.2m，坑下樁長4.0m，水泥摻入量15%（坑上8%），采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5。非棧橋下立柱樁有效樁長20m，棧橋下立柱樁有效樁長25m，混凝土采用C30（水下提高一級），基坑底上的型鋼格構柱，為4L140×140×16mm（非棧橋立柱）、4L160×160×16mm（棧橋立柱）鋼格構柱，非棧橋下鋼格構柱插入灌注樁內2.5m，棧橋下鋼格構柱插入灌注樁內3.5m。坑內設2道現澆鋼筋混凝土框架支撐。

2.3施工要點

2.3.1三軸攪拌樁施工

SMW工法三軸水泥土攪拌樁采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量20%，采用三軸動力裝置及DH-608型樁機配29m樁架。機械設備沿三軸水泥土攪拌樁軸線移動，采用跳槽式雙孔全套復攪式施工方法套鉆（圖1）。依此循環直至三頭水泥土攪拌樁圍護體成型。水泥土攪拌樁為基坑內外的隔水帷幕，不允許出現施工冷縫。若出現超過10h的冷縫，需采用搭接套鉆或在后排補樁的工藝。

圖1跳槽式雙孔全套復攪式示意

根據設計所標深度，鉆機在鉆孔和提升時采用兩種不同的速度，注入不同摻量的水泥漿液，并采取高壓噴氣在孔內使水泥土翻攪注漿，以保證整樁攪拌充分均勻。

2.3.2二軸攪拌樁施工

攪拌樁分3次噴漿攪拌下沉。

第1次噴漿提升攪拌：當動力頭到達設計位置后，啟動壓漿泵，經送漿管，再經過流量儀送漿約1～2min（按送漿管長短而異），確認漿液到達孔底后20～30s，開始慢速提升攪拌，提升速度控制在0.6m/min左右，提升過程中應保持噴漿連續，提升至設計樁頂以上0.3m處，停止送漿復攪下沉。

第2次攪拌下沉：下沉速度控制在2.00m/min左右，下沉至設計樁底標高。

第3次攪拌下沉：下沉速度控制在2.00m/min左右，下沉至設計樁底標高。

2.3.3鉆孔樁施工

選用大于樁徑10cm的鋼制護筒，埋入深度以滿足隔離雜填土并防止孔口塌陷為準。護筒四周間隙用粘土回填并搗實，以確保護筒穩定牢固。采用正循環回轉鉆進方法，鉆頭選用單腰帶三翼錐形鉆頭。

3降水設計與施工

根據本工程勘察報告，擬建場區地下水按埋藏條件可劃分為淺層潛水及承壓水。為確保基坑順利開挖，淺層潛水設置疏干降水井，承壓水采用減壓井進行降水。

3.1疏干降水設計及施工

經計算確定坑內疏干井數量為55口考慮到周邊環境復雜，擬布置疏干井數量為130口。根據基坑開挖深度及地層分布特征，確定疏干井深16.00m。降水運行與基坑開挖施工互相配合，開挖前須保證有2周左右的預抽水時間。

3.2減壓降水設計及施工

為有效降低和控制承壓含水層水頭，確保基坑開挖施工順利進行，需降低微承壓水的水頭，故布置4口減壓井，降水井成孔孔徑600mm，鉆進設備采用GPS-10型鉆機或ATG-200型鉆機。井深均為27.00m，過濾器長7.00m，壁厚4mm，橋式過濾器外包30～40目濾網，孔徑650mm，井管和過濾器外徑273mm。工藝流程為：準備工作→鉆機進場→定位安裝→開孔→下護口管→鉆進→終孔后沖孔換漿→下井管→稀釋泥漿→填砂→止水封孔→洗井→下泵試抽→合理安排排水管路及電纜電路→試抽→正式抽水→記錄。基坑降水井結構參數及井群數量等詳見表1

表1基坑降水井結構參數及井群數量

4土方開挖

土方開挖過程中，須對鋼格構支承柱四周的土方均勻開挖，以防單側挖土對鋼格構支承柱產生過大的側向壓力。開挖過程中，土方邊坡按1：1.5～1：2放坡。開挖分三階段進行，開挖及架設支撐順序見圖2。

圖2土方開挖及架設支撐平面示意

（1）第一階段：土方開挖至-2.950m即第一道支撐的底標高（圍護樁圈梁底面標高），進行第一道鋼筋混凝土支撐及棧橋施工。為縮短工期，打樁和挖土考慮流水搭接，宜在樁超過75%工作量時啟動第一道支撐土方開挖施工。

（2）第二階段：須待第一道支撐和棧橋的混凝土強度達到設計要求后，才能進行第二階段土方施工。分兩層開挖至相對標高-8.300m（-8.300m為第二道支撐底標高，挖土厚度5.35m）。

（3）第三階段：須待第二道支撐的混凝土強度達到設計要求后，才能進行第三階段土方施工。分兩層開挖至地下室底板墊層底標高-11.600～-12.300m（挖土厚度3.30～4.00m）。

5監測

本工程周圍環境較復雜，為確保地下工程施工期間支護結構和鄰近建筑物、地下管線的安全，須采取理論分析與現場工程測試相結合的做法，即信息化施工。

6結束語

伴隨著城市建設的快速發展，地下空間的開發利用越來越廣泛，要求深基坑施工向大深度、大跨度發展。三軸攪拌樁加灌注樁作為擋土圍護結構的設計施工、基坑支護系統和坑底穩定和市政環境保護等方面仍有許多新課題需要研究與實踐。對此類工程要采取多方面可靠的保證措施，并考慮季節性施工等諸多因素，周密部署，科學安排。