復雜工程基坑圍護結構的設計與施工

【摘要】在我國城市建設的過程中，隨著開發土地的限制，出現了大量基坑形狀不規則的工程建設問題。特別是在軟土地區，由于軟土的強度不高、變形較大，且具有一定的蠕變性，基坑支護結構設計與施工影響著基坑工程的安全。

本文以某大型基坑工程為例，對基坑圍護不同區域設計不同圍護結構進行了分類。結合實際工程并針對施工中的質量要點提出了相應的解決方法及保障措施。本論文可為軟土地區復雜的基坑圍護結構設計及施工提供參考。

【關鍵詞】基坑工程；水泥攪拌樁；H型鋼；保證措施

【Abstract】In the process of China's urban construction， with the development restrictions on land， there has been a large number of irregularly shaped pit construction problems. Especially in soft soil area， due to the soft soil strength is not high， large deformation， and a certain creep， excavation Design and Construction of affecting the security of Excavations.

In this paper， an example of a large-scale excavation， foundation pit design for different regions different envelope were classified. Actual engineering and construction quality points for the proposed corresponding solutions and safeguards. The paper can provide reference for soft soil foundation pit area complex design and construction.

【Key words】Excavation；Cement mixing pile；H-beam；Assurance measures

1. 工程概況

（1）本項目地位于上海市崇明縣東灘啟動區內，其南側為東灘大道，東側為頤湖路，西側為廣慈路，北側為橫1 河，擬建場地中部規劃東西向的慈瑞路將本項目分為南（D-5-1）北（D-3-3）兩個地塊。

（2）該項目總用地面積約為68070.6平方米，本工程基坑圍護工程分為兩個地塊，D3-3地塊基坑總面積15400平方米，圍護周長546米基坑深度約為5.0～6.4米：D5-1地塊基坑總面積19300平方米，圍護周長1106米基坑深度約為3.8～6.1米.。

（3）本工程場地內目前主要為空地，場地中間有一條南北向的暗浜分布，埋深為3米，地勢較平坦，勘察期間測得地面標高一般在2.89～4.44m 左右。根據工程地質勘察報告，本工程地層特性表1。

2. 基坑圍護結構設計方案

本工程D5-1地塊基坑形狀極其不規則，基坑邊與紅線的距離較近，根據不同基坑開挖深度和周邊環境情況設計不同的圍護結構體系，四面采用雙軸攪拌樁形式，東西局部采用二軸攪拌樁止水帷幕，H型鋼圍護形式，坑內加固采用二軸攪拌樁、圍護結構周長約1110m（基坑圍護結構設計平面布置圖見圖1）。

3. 基坑圍護結構施工方案

3.1 施工工藝的選擇。

本工程根據設計要求，采取二噴三攪攪拌工藝，具體施工工藝如下圖2：

3.2 樁機就位。

樁機安裝好后移位到樁位對中調平，啟動兩軸電機，漿液注入監控器，放松卷揚機，使攪拌桿沿導向架攪拌切土下沉，切土下沉速度由電流監視表監視及漿液監控器記錄預拌速度及深度。

3.3 水泥漿配制及攪拌成樁。

（1）水泥漿按水灰比0.5配制，水泥使用PO42.5級普通硅酸鹽水泥，無暗浜區域水泥摻入量為13%，每立方土體摻入水泥用量234kg。暗浜區域水泥摻入量為15%，每立方土體摻入水泥用量270kg。

（2）預拌下沉時，供漿人員必須嚴格按水泥漿水灰比配制水泥漿，并經常檢查水泥漿比重。

（3）提升噴漿攪拌。

攪拌機預拌下沉到設計孔深后，供漿人員必須根據施工班長的指令，及時供漿。漿液到達孔底后，施工班長必須立即慢速提升攪拌機，使噴入的水泥漿和地基土均勻拌和。

提升攪拌參數：兩軸轉速43r/min，提升速度0.5m/min，灰漿泵壓漿時，出口壓力為0.5Mpa。

（4）第一次下、上攪拌噴漿結束，地基軟土與水泥漿未能充分攪勻，水泥摻入量也未噴完，為使地基軟土與水泥漿充分攪勻，達到設計所要求的摻入比，進行第二次下、上重復攪拌噴漿。

（5）清洗輸漿管。

每施工完一根樁，必須向集料斗內注入適當量的清水或淡漿，開泵清洗輸漿管道，以防管道中殘留的水泥漿凝固堵塞管道，影響第二根樁施工。

3.4 型鋼插入。

（1）型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。

（2）安裝好吊具及固定鉤，然后用25噸履帶吊機起吊H型鋼，用線錘校核其垂直度。

（3）在溝槽定位型鋼上設H型鋼定位卡，固定插入型鋼平面位置，型鋼定位卡必須牢固、水平，而后將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內，采用線錘和經緯儀控制垂直度。

（4）H型鋼下插至設計深度后，用槽鋼穿過吊筋將其擱置在定位型鋼上，待水泥土攪拌樁達到一定硬化時間后，將吊筋及溝槽定位型鋼撤除。

（5）若H型鋼插放達不到設計標高時，則重復提升下插使其達到設計標高，此過程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度。

（6）型鋼插入左右誤差不得大于30mm，宜插在靠近基坑一側，垂直度偏差不得大于1/200。

3.5 暗浜區域的處理。

（1）兩軸攪拌樁在施工前提前作好測量放樣工作，把需要施工的區域用灰線（白灰）灑出，使用2000型挖機進行攪拌樁圍護溝槽的挖設，挖機在挖設攪拌樁溝槽過程中進行探測暗浜的區域是否同設計圖紙標注的一致。挖機在挖設探測暗浜區域溝槽深度可適當挖深，控制在1.5m～3.0m左右，挖設寬度同重力壩壩體寬度。探溝挖設完成確認無暗浜回填至1.0m～1.5m。

（2）攪拌樁圍護施工溝槽內的暗浜區域進行淤泥清理、障礙物清理。清理完成后使用挖機每60cm一層素土分層回填壓實。處理好的暗浜區域及暗浜區域較深處無法處理區域攪拌樁的施工水泥摻量增加2%，水泥摻量為15%。

3.6 保證質量措施。

（1）孔位放樣誤差小于20mm，樁身垂直度按設計要求，誤差不大于50 mm，防止樁身分岔造成止水帷幕形成缺口，相鄰樁施工間隔小于等于10小時。

（2）嚴格控制漿液配比，做到掛牌施工，并配有技術人員負責管理漿液配置。嚴格控制鉆進提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，第一次提升速度不大于0.5m/min，第二次提升速度控制在0.5～0.8m/min；在樁底部分適當持續攪拌注漿，土體應充分攪拌，使原狀土充分破碎以利于同水泥漿液均勻拌和。

（3）漿液不能發生離析，水泥漿液應嚴格按照預定配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌60秒以上再倒入存漿池，在泵送漿液時需人工對漿池中的漿液進行攪動。

（4）壓漿階段不允許發生斷漿現象，輸漿管道不得堵塞，全樁須注漿均勻，不得發生夾心層。

（5）發生管道堵塞，立即停泵進行處理。待處理結束后立即把攪拌鉆具上下沉1.0m后方能注漿，等10～20秒后恢復正常攪拌，以防斷樁。

（6）樁頂設計標高與施工場地地面標高接近時，應特別注意樁頭的施工質量，攪拌機自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時，宜用慢速，當噴漿口即將出地面時，宜停止提升，攪拌數秒，以保證樁頭均勻密實。

4. 結語

土方開挖工程及地下室結構施工工程中，對基坑圍護結構水平位移和垂直位移進行了相關監測，監測結果顯示，該圍護結構的設計和施工滿足基坑的安全性、經濟性，為成功案例，也為以后的施工積累了寶貴經驗和提供參考依據。

[文章編號]1619-2737（2015）09-20-681

[作者簡介] 徐蔚（1970.11-），學歷：本科，一直從事巖土工程施工及技術管理工作。