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摘 要：本文介绍了根据海印长城基坑地质条件、周边环境、施工方法等综合因素的影响，最终选用深层水泥土搅拌桩重力式挡墙支护形式确保了工程质量和施工安全的成功经验。
关键词：重力式水泥土挡墙 水泥土搅拌桩 基坑支护
随着高层建筑和地下结构的日趋发展，深基坑工程越来越普遍，到底采用什么样的支护形式最为合适成为一个必须解决的重大问题。我根据“大连海印长城”基坑支护工程案例，重点介绍深层水泥土搅拌桩重力式挡墙的设计条件、使用环境、施工过程和基坑监测，以便让大家更直观的理解重力式水泥土挡墙。
1．工程概况
大连海印长城A、B、C号楼及地下车库项目位于大连市沙河口区三十一中学西侧，高尔基路北侧，马栏河东侧。拟建建筑物总计三栋，其中A、B、C号塔楼为地上18层，裙楼地上二层，地下二层地下室。基坑拟挖深度9.70m，内侧周长345.7m。
基坑西侧为马栏河，下设多条市政管线，距离11m；基坑南侧为高尔基路，距离13m；基坑北侧为一幢6层住宅楼，桩基础形式，距离11.3m；基坑东侧北半部分为三十一中学操场，距离8m；南半部分为三十一中试验楼，地上五层，桩基础形式，距离10m。
2．场地工程地质条件
拟建拟建场地地层结构由上至下依次为：
①杂填土：杂色、黑褐色，由碎石、砖瓦块、混凝土块、煤渣及粘性土组成，大小混杂、均匀性差，稍湿－湿－饱和，松散－稍密状态，硬杂物含量50％左右，回填时间大于10年。层厚2.7－4.00m。
②粉土：黄褐色，湿－饱和，软塑－可塑状态，含少量角砾，含氧化铁结核，摇震反应迅速，韧性弱，干强度低，分布不均匀，部分钻孔揭露。揭露层厚0.30－0.60m。
③卵石：黄褐色，混粒结构，湿－饱和，松散－稍密状态，石英岩卵石含量60%以上，一般粒径20－40mm，磨圆较好，粒间空隙由粗砂填充。揭露层厚0.80－3.50m。
④淤泥质粉砂：灰黑色，湿－饱和，松散－稍密状态，含少量石英岩卵石，含贝壳和有机质，具有腥臭味。揭露层厚2.50－5.30m。
⑤碎石：黄褐色，混粒结构，湿－饱和，稍密状态，石英岩碎石含量80%以上，一般粒径20－80mm，稍有磨圆，粒间空隙由粗砂充填。揭露层厚1.50－3.60m。
⑥全风化板岩：黄褐色，散体结构，岩石风化剧烈，岩芯呈碎屑土状，夹10%－20%原岩小碎片，分布不均匀，部分钻孔揭露。层厚0.50－2.00m，层底标高-9.76－-7.18m。
3．基坑支护方案选择
基坑支护的方案有放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案有其优点和局限性，因此，选择合理的方案是保证基坑支护工程质量和施工安全的关键。该工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：
3.1基坑南侧为城市主要道路，地下管网、地下电缆及光缆等管线较多，埋深在-2.0m左右，且分布有管桩基础，因年代久远，具体位置不详，进行基坑支护时，对施工造成的影响不详。
3.2基坑西侧为马栏河，下设多条市政管线，且基坑内壁距离河内壁11m，进行基坑支护时，不能对其造成破坏影响。
3.3基坑东侧北半部分为三十一中学操场，距离8m；南半部分为三十一中试验楼，地上五层，桩基础形式，距离10m，施工时不能对桩基础造成破坏。
3.4基坑北侧为一幢6层住宅楼，桩基础形式，距离11.3m，施工时不能对桩基础造成破坏。
3.5且本基坑的淤泥质粉砂层较厚。
综上所述，本基坑支护不便采用桩锚支护形式；根据本工程的特殊情况，采用重力式水泥土挡墙支护体系。
4．设计原则
4.1设计方案是根据建筑基坑总平面图范围，场地岩土工程条件，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。
4.2地面一般附加荷载为q=10～20kN/m2，基坑安全等级为一级，重要性系数取值1.10。
5．基坑支护施工
5.1支护形式
采用水泥土搅拌桩形成水泥土墙，单桩桩径650mm，间距530mm，搅拌桩材料采用强度等级为P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺重量比10％，水灰比0.5:1；
5.2施工流程
1)深层搅拌桩施工按下列步骤进行：
a)搅拌桩机：PH-5系列深层搅拌桩机及相应的辅助设备（灰浆泵、灰浆搅拌机等）。
b)制备水泥浆：按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗。
c)预搅下沉：待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于40A。搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转，按照设计水泥掺入量搅拌浆液。
d)搅拌机下沉到达碎石表层后，停留1~2分钟，便旋转边提升搅拌机。
e)移位，重复上述a)-d)步骤，再进行下一根桩的施工。
2）施工质量保证措施
为保证施工质量，在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行。从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关。搅拌桩施工中尤其要抓好以下方面：
a)施工前现场地面应予平整，必须清除地上地下一切障碍物。
b)开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。
c)施工时，设计停浆(灰)面应高出操作面标高0.5米，在开挖时应将该施工质量较差段挖去。
(d)保证垂直度：设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整；
e)桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于2厘米；桩径偏差不得大于4％。
f)水泥浆不得离析。制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2个小时。若停置时间过长，不得使用；
g)施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。
h)严格按设计确定的参数控制喷浆量。为保证施工质量、提高工作效率和减少水泥浪费，必须连续工作。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌；如停工40分钟以上，必须立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工；
i)严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌；确保桩身强度和均匀性：
k)施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，以保证施工质量；
6．基坑检测
监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降，预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段，要每天监测1次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数，直到支护退出工作为止。
实践证明，该方案在本工程的实施过程中，成功地解决了基坑支护问题，确保了施工质量和安全，取得了良好的效果。
关键词：重力式水泥土挡墙 水泥土搅拌桩 基坑支护
随着高层建筑和地下结构的日趋发展，深基坑工程越来越普遍，到底采用什么样的支护形式最为合适成为一个必须解决的重大问题。我根据“大连海印长城”基坑支护工程案例，重点介绍深层水泥土搅拌桩重力式挡墙的设计条件、使用环境、施工过程和基坑监测，以便让大家更直观的理解重力式水泥土挡墙。
1．工程概况
大连海印长城A、B、C号楼及地下车库项目位于大连市沙河口区三十一中学西侧，高尔基路北侧，马栏河东侧。拟建建筑物总计三栋，其中A、B、C号塔楼为地上18层，裙楼地上二层，地下二层地下室。基坑拟挖深度9.70m，内侧周长345.7m。
基坑西侧为马栏河，下设多条市政管线，距离11m；基坑南侧为高尔基路，距离13m；基坑北侧为一幢6层住宅楼，桩基础形式，距离11.3m；基坑东侧北半部分为三十一中学操场，距离8m；南半部分为三十一中试验楼，地上五层，桩基础形式，距离10m。
2．场地工程地质条件
拟建拟建场地地层结构由上至下依次为：
①杂填土：杂色、黑褐色，由碎石、砖瓦块、混凝土块、煤渣及粘性土组成，大小混杂、均匀性差，稍湿－湿－饱和，松散－稍密状态，硬杂物含量50％左右，回填时间大于10年。层厚2.7－4.00m。
②粉土：黄褐色，湿－饱和，软塑－可塑状态，含少量角砾，含氧化铁结核，摇震反应迅速，韧性弱，干强度低，分布不均匀，部分钻孔揭露。揭露层厚0.30－0.60m。
③卵石：黄褐色，混粒结构，湿－饱和，松散－稍密状态，石英岩卵石含量60%以上，一般粒径20－40mm，磨圆较好，粒间空隙由粗砂填充。揭露层厚0.80－3.50m。
④淤泥质粉砂：灰黑色，湿－饱和，松散－稍密状态，含少量石英岩卵石，含贝壳和有机质，具有腥臭味。揭露层厚2.50－5.30m。
⑤碎石：黄褐色，混粒结构，湿－饱和，稍密状态，石英岩碎石含量80%以上，一般粒径20－80mm，稍有磨圆，粒间空隙由粗砂充填。揭露层厚1.50－3.60m。
⑥全风化板岩：黄褐色，散体结构，岩石风化剧烈，岩芯呈碎屑土状，夹10%－20%原岩小碎片，分布不均匀，部分钻孔揭露。层厚0.50－2.00m，层底标高-9.76－-7.18m。
3．基坑支护方案选择
基坑支护的方案有放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案有其优点和局限性，因此，选择合理的方案是保证基坑支护工程质量和施工安全的关键。该工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：
3.1基坑南侧为城市主要道路，地下管网、地下电缆及光缆等管线较多，埋深在-2.0m左右，且分布有管桩基础，因年代久远，具体位置不详，进行基坑支护时，对施工造成的影响不详。
3.2基坑西侧为马栏河，下设多条市政管线，且基坑内壁距离河内壁11m，进行基坑支护时，不能对其造成破坏影响。
3.3基坑东侧北半部分为三十一中学操场，距离8m；南半部分为三十一中试验楼，地上五层，桩基础形式，距离10m，施工时不能对桩基础造成破坏。
3.4基坑北侧为一幢6层住宅楼，桩基础形式，距离11.3m，施工时不能对桩基础造成破坏。
3.5且本基坑的淤泥质粉砂层较厚。
综上所述，本基坑支护不便采用桩锚支护形式；根据本工程的特殊情况，采用重力式水泥土挡墙支护体系。
4．设计原则
4.1设计方案是根据建筑基坑总平面图范围，场地岩土工程条件，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。
4.2地面一般附加荷载为q=10～20kN/m2，基坑安全等级为一级，重要性系数取值1.10。
5．基坑支护施工
5.1支护形式
采用水泥土搅拌桩形成水泥土墙，单桩桩径650mm，间距530mm，搅拌桩材料采用强度等级为P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺重量比10％，水灰比0.5:1；
5.2施工流程
1)深层搅拌桩施工按下列步骤进行：
a)搅拌桩机：PH-5系列深层搅拌桩机及相应的辅助设备（灰浆泵、灰浆搅拌机等）。
b)制备水泥浆：按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗。
c)预搅下沉：待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于40A。搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转，按照设计水泥掺入量搅拌浆液。
d)搅拌机下沉到达碎石表层后，停留1~2分钟，便旋转边提升搅拌机。
e)移位，重复上述a)-d)步骤，再进行下一根桩的施工。
2）施工质量保证措施
为保证施工质量，在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行。从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关。搅拌桩施工中尤其要抓好以下方面：
a)施工前现场地面应予平整，必须清除地上地下一切障碍物。
b)开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。
c)施工时，设计停浆(灰)面应高出操作面标高0.5米，在开挖时应将该施工质量较差段挖去。
(d)保证垂直度：设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整；
e)桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于2厘米；桩径偏差不得大于4％。
f)水泥浆不得离析。制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2个小时。若停置时间过长，不得使用；
g)施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。
h)严格按设计确定的参数控制喷浆量。为保证施工质量、提高工作效率和减少水泥浪费，必须连续工作。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌；如停工40分钟以上，必须立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工；
i)严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌；确保桩身强度和均匀性：
k)施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，以保证施工质量；
6．基坑检测
监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降，预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段，要每天监测1次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数，直到支护退出工作为止。
实践证明，该方案在本工程的实施过程中，成功地解决了基坑支护问题，确保了施工质量和安全，取得了良好的效果。