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摘要:针对中铁五局郑州十二里屯项目的深基础施工,结合现场条件主要介绍了深基坑支护方案的选择及确定,并对搅拌桩止水帷幕支护等施工工艺、施工流程及操作技术要求进行了较详细阐述。
关键词:深基坑支护;搅拌桩止水帷幕;
Abstract：According to the China Railway five Bureau Zhengzhou twelve li of village project in deep foundation construction, combining with field conditions mainly introduces the deep foundation pit supporting scheme selection and identification, and the pile waterproof curtain supporting construction technology, construction process and technical requirements are explained in detail.
Key Words: Deep foundation pit support; Pile waterproof curtain.
中图分类号: TV551.4文献标识码：A文章编号：
1、工程简况
中铁五局十二里屯项目位于郑州市区东风路与天明路交叉口西北角，由11栋32层高层住宅楼及2层地下车库组成，檐口高度99.5m,基础开挖面积约84000m2，地下结构沿基坑中央的不开挖岛型区域环形连通，（如图1）所示。地下结构基础采用0.6-1.2m厚筏板基础。建筑物安全等级为一级，周围环境复杂，对差异沉降敏感，对基坑支护、降水要求严格。周围环境（见图l）。
图1 十二里屯项目
2、地质条件
根据《岩土工程勘察报告》,反映该工程场地上部含水层为粉土、粉质粘土弱透水层组成。土为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,地基为不均匀地基。在基坑开挖深度范围内主要以饱和的素填土为主 ,必须采取支护、止水措施。
该工程承台底标高-10.63 m ，场地自然标高约- 0.9m ，地下水位较高( - 7.5 m)，开挖深度10 m。参考岩土力学资料，并结合当地经验条件，取粉土、粉质粘土平均物理力学参数为：γ=18．4kN·m-3，c=0， ϕ=28。，作为支护结构设计计算的参考依据。
3、方案的选择和设计
該建筑场区地形平坦，根据本工程地质情况，结合该区域内其他基坑工程的设计及施工经验，经理论计算和综合分析，确定本基坑工程支护方案如下：
基坑东面及南面临近市内交通要道荷载较大，且距离施工围墙较近，拟采用单排深层搅拌桩复合土钉支护作为止水帷幕，基坑西面及北面为已修建的高层住宅区场地较宽裕，由于对差异沉降敏感，拟采用双排深层搅拌桩复合土钉支护作为止水帷幕。基坑内侧靠近不开挖岛型区域采用台阶式放坡复合土钉支护，该侧可适当放坡，以增加边坡稳定性。理论汁算根据《建筑基坑支护技术规程》JGJl20—99，并采用有关软件复核。
深层搅拌桩复合土桩设计桩径d=550mm，单排布置时咬合200mm，双排布置时咬合150mm（见图2），采用四搅两喷施工工艺。土钉设计为用Ф48钢管锚杆，边坡按1：0.4放坡，在-5.0m处设置一台阶，宽度1.0m。
图2深层搅拌桩复合土桩设计
锚杆排数：6排，水平间距1.5m，竖向间距1.6m，锚杆长度至上而下分别为：12.0m、10.0m、5.0m、3m、3m、3m,（如图3）所示。
图3锚杆排数
降水采拟用基坑内大口管井基坑降水，设计井深20m，间距25m梅花状均匀布置。降水井开孔钻头直径580mm，终孔钻头直径560mm，降水井采用内径为300mm的钢筋混凝土井管。
4、施工工艺
4.1总体施工工序
桩定位放线→桩机就位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复提升到桩顶→复搅→上提复喷→成桩→土方开挖→土钉施工→喷射砼面层。
4.2搅拌桩施工工艺流程
(1)定位：启动搅拌机移到指定桩位，对中。同时应调整4只支腿的高低，使井架垂直度在桩的设计要求内。一般对中误差不宜超过2.0cm，搅拌轴垂直度偏差不超过1.0cm。
(2)浆液配制：严格控制水灰比，配合比为(0.5～0.6):1；水泥浆必须充分拌和均匀；为改善水泥和易性，可加入适量的外加剂。
(3)送浆：将制备好的水泥浆经筛过滤后，倒人贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头。
(4)钻进搅拌：证实浆液从钻头喷出，启动桩机搅拌头向下旋转钻进搅拌，并连续喷入水泥浆液，以防堵塞钻头。
(5)提升搅拌喷浆：将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥浆液，直至地面。证实浆液从钻头喷出并具有一定压力(O．4～O．6MPa)后，启动桩机搅拌头向上提升搅拌，并连续喷入水泥浆液。调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足设计要求。在设计桩长或层位后，应原地喷浆搅拌30s。
(6)重复(4)、(5)的步骤。
(7)移位：成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。
4.3降水井设置
基坑内设管井66 口,呈梅花形布置。井结构设计为每口井上部5～6根井壁管，下部3～4根缠丝间距3mm过滤管 (注：每根井管长度均为2.5米)；设计过滤器为填砾过滤器，填砾规格8～10毫米砾石，填砾厚度大于100mm；砾石填至距地面1.50m时，用粘土封孔，降水井如图4所示。降水井中用50mm 潜水泵抽水,扬程25m ,用DN65 帆布管接至闸阀处与主管道相连。降水主管道全部采用DN100焊接钢管,外接城市排水管网。
图4降水井
5、支护结构施工要点
5.1深层搅拌水泥土桩墙
（1）水泥土墙采用深层搅拌桩，且采取切割搭接法。应在前桩水泥土尚未固化时进行后续搭接桩施工。
（2）深层搅拌桩施工前，应通过实验性施工，确定施工技术参数。深层搅拌桩水泥浆水灰比为0.8-1.0.水泥掺入比不小于17%，采用桩径550mm。
（3）水泥土桩进行开挖检查低应变动测或采取钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺。
5.2土钉、喷射砼面层
（1）土钉倾角10度，注浆体强度15MPa。
（2）土钉成孔施工应符合1、孔深允许偏差正负50mm；2、孔径允许偏差正负5mm；3、孔距允许偏差正负100mm；4、成孔倾角偏差正负5%。
（3）喷射砼作业应符合1、喷射作业应分段进行，同意分段喷射顺序应自上而下，一次喷射厚度不宜小于40mm；2、喷射砼时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为0.6-1.0m；3、喷射砼终凝2H后，应喷水养护，养护时间根据气温条件确定，宜为3-7天。
（4）喷射砼面层中的钢筋网铺设应符合1、钢筋网应在喷射一层砼后铺设，保护层厚度不宜小于20mm；2、钢筋网与土钉应连接牢固，加强筋与土钉应可靠焊接。
（5）土钉注浆材料应符合1、注浆材料选用纯水泥浆，水灰比为0.5，亦可根据现场实际情况具体调整；2、应进行二次注浆，注浆压力不小于1MPa。
（6）注浆作业应符合1、注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；2、注浆时，注浆管应插至距孔底250mm-500mm处。孔口部位设置止浆塞及排气管；5.3土钉钢筋应设置定位支架
6、效果
6.1支护效果
在基坑开挖过程中,通过观察基坑支护结构的变形,南侧的变形最大达到14mm ,北侧变形最大只有4mm ,东西两侧最大变形为5mm。在基坑开挖和地下结构施工中,周围地面和住宅楼未发现任何损害现象。基坑内地下水位降至施工操作面以下，在开挖过程中，地基土方呈干燥状态。
6.2止水效果
基坑开挖后, 挖出的桩体排列整齐，水泥与土结合均匀，桩身直立，结合紧密，槽壁及坑底无渗漏和积水现象，成功地起到了截水作用，达到了预期的技术效果，经观察,回灌井水位无变化,降水速度快,效果好,對周围建筑无大的影响等。
6.3经济效益显著
降低了降水施工的费用。如果采用大面积基坑外井点降水,至少需要102眼降水井,实际只打了66眼降水井,按照打井费和降水台班费综合计算至少节约施工费用40万元。
7、结语
中铁五局十二里屯深基坑的工程实践表明,针对自然地质条件,采用多种结构形式相结合的支护和止水方案是可行的。特别是搅拌桩施工工艺,既加强了挡土的作用,又有效利用基坑施工操作面,具有较高的经济效益, 充分体现出深层搅拌桩支护是一种经济、实用、行之有效的施工技术，因此具有推广应用价值。
7.1该基坑支护结构的优点
（1）因地制宜,采用多种支护和止水相结合的结构形式,综合效果好。
（2）基坑开挖时不需要内部支撑,基坑支撑稳定性好。
（3）帷幕隔水性能好,基坑内外可有水头高差,坑内降水不会引起周围建筑物大的沉降。
（4）成本低,机具简单,施工方便。
（5）基坑内整洁干燥,有助于文明施工和安全生产。
（6）深层搅拌桩施工无振动、噪音小、无污染。
（7）可减少基坑外降水井数,降低降水施工费用,有显著经济效益。
7.2该复合结构的缺点
（1）混凝土深层搅拌桩施工周期长,且需要28d的养护期。
（2）施工需要一定场地,一般要求离基坑开挖面3m～5m范围内无建筑物。
参考文献：
[1] 陈希哲．土力学地基基础I-M]．北京：清华大学出版社，1998．
[2] 龚晓南．地基处理手册I-M]．2版．北京：中国建筑工业出版社，2002．
[3] 刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:深基坑支护;搅拌桩止水帷幕;
Abstract：According to the China Railway five Bureau Zhengzhou twelve li of village project in deep foundation construction, combining with field conditions mainly introduces the deep foundation pit supporting scheme selection and identification, and the pile waterproof curtain supporting construction technology, construction process and technical requirements are explained in detail.
Key Words: Deep foundation pit support; Pile waterproof curtain.
中图分类号: TV551.4文献标识码：A文章编号：
1、工程简况
中铁五局十二里屯项目位于郑州市区东风路与天明路交叉口西北角，由11栋32层高层住宅楼及2层地下车库组成，檐口高度99.5m,基础开挖面积约84000m2，地下结构沿基坑中央的不开挖岛型区域环形连通，（如图1）所示。地下结构基础采用0.6-1.2m厚筏板基础。建筑物安全等级为一级，周围环境复杂，对差异沉降敏感，对基坑支护、降水要求严格。周围环境（见图l）。
图1 十二里屯项目
2、地质条件
根据《岩土工程勘察报告》,反映该工程场地上部含水层为粉土、粉质粘土弱透水层组成。土为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,地基为不均匀地基。在基坑开挖深度范围内主要以饱和的素填土为主 ,必须采取支护、止水措施。
该工程承台底标高-10.63 m ，场地自然标高约- 0.9m ，地下水位较高( - 7.5 m)，开挖深度10 m。参考岩土力学资料，并结合当地经验条件，取粉土、粉质粘土平均物理力学参数为：γ=18．4kN·m-3，c=0， ϕ=28。，作为支护结构设计计算的参考依据。
3、方案的选择和设计
該建筑场区地形平坦，根据本工程地质情况，结合该区域内其他基坑工程的设计及施工经验，经理论计算和综合分析，确定本基坑工程支护方案如下：
基坑东面及南面临近市内交通要道荷载较大，且距离施工围墙较近，拟采用单排深层搅拌桩复合土钉支护作为止水帷幕，基坑西面及北面为已修建的高层住宅区场地较宽裕，由于对差异沉降敏感，拟采用双排深层搅拌桩复合土钉支护作为止水帷幕。基坑内侧靠近不开挖岛型区域采用台阶式放坡复合土钉支护，该侧可适当放坡，以增加边坡稳定性。理论汁算根据《建筑基坑支护技术规程》JGJl20—99，并采用有关软件复核。
深层搅拌桩复合土桩设计桩径d=550mm，单排布置时咬合200mm，双排布置时咬合150mm（见图2），采用四搅两喷施工工艺。土钉设计为用Ф48钢管锚杆，边坡按1：0.4放坡，在-5.0m处设置一台阶，宽度1.0m。
图2深层搅拌桩复合土桩设计
锚杆排数：6排，水平间距1.5m，竖向间距1.6m，锚杆长度至上而下分别为：12.0m、10.0m、5.0m、3m、3m、3m,（如图3）所示。
图3锚杆排数
降水采拟用基坑内大口管井基坑降水，设计井深20m，间距25m梅花状均匀布置。降水井开孔钻头直径580mm，终孔钻头直径560mm，降水井采用内径为300mm的钢筋混凝土井管。
4、施工工艺
4.1总体施工工序
桩定位放线→桩机就位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复提升到桩顶→复搅→上提复喷→成桩→土方开挖→土钉施工→喷射砼面层。
4.2搅拌桩施工工艺流程
(1)定位：启动搅拌机移到指定桩位，对中。同时应调整4只支腿的高低，使井架垂直度在桩的设计要求内。一般对中误差不宜超过2.0cm，搅拌轴垂直度偏差不超过1.0cm。
(2)浆液配制：严格控制水灰比，配合比为(0.5～0.6):1；水泥浆必须充分拌和均匀；为改善水泥和易性，可加入适量的外加剂。
(3)送浆：将制备好的水泥浆经筛过滤后，倒人贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头。
(4)钻进搅拌：证实浆液从钻头喷出，启动桩机搅拌头向下旋转钻进搅拌，并连续喷入水泥浆液，以防堵塞钻头。
(5)提升搅拌喷浆：将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并继续喷入水泥浆液，直至地面。证实浆液从钻头喷出并具有一定压力(O．4～O．6MPa)后，启动桩机搅拌头向上提升搅拌，并连续喷入水泥浆液。调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足设计要求。在设计桩长或层位后，应原地喷浆搅拌30s。
(6)重复(4)、(5)的步骤。
(7)移位：成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。
4.3降水井设置
基坑内设管井66 口,呈梅花形布置。井结构设计为每口井上部5～6根井壁管，下部3～4根缠丝间距3mm过滤管 (注：每根井管长度均为2.5米)；设计过滤器为填砾过滤器，填砾规格8～10毫米砾石，填砾厚度大于100mm；砾石填至距地面1.50m时，用粘土封孔，降水井如图4所示。降水井中用50mm 潜水泵抽水,扬程25m ,用DN65 帆布管接至闸阀处与主管道相连。降水主管道全部采用DN100焊接钢管,外接城市排水管网。
图4降水井
5、支护结构施工要点
5.1深层搅拌水泥土桩墙
（1）水泥土墙采用深层搅拌桩，且采取切割搭接法。应在前桩水泥土尚未固化时进行后续搭接桩施工。
（2）深层搅拌桩施工前，应通过实验性施工，确定施工技术参数。深层搅拌桩水泥浆水灰比为0.8-1.0.水泥掺入比不小于17%，采用桩径550mm。
（3）水泥土桩进行开挖检查低应变动测或采取钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺。
5.2土钉、喷射砼面层
（1）土钉倾角10度，注浆体强度15MPa。
（2）土钉成孔施工应符合1、孔深允许偏差正负50mm；2、孔径允许偏差正负5mm；3、孔距允许偏差正负100mm；4、成孔倾角偏差正负5%。
（3）喷射砼作业应符合1、喷射作业应分段进行，同意分段喷射顺序应自上而下，一次喷射厚度不宜小于40mm；2、喷射砼时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为0.6-1.0m；3、喷射砼终凝2H后，应喷水养护，养护时间根据气温条件确定，宜为3-7天。
（4）喷射砼面层中的钢筋网铺设应符合1、钢筋网应在喷射一层砼后铺设，保护层厚度不宜小于20mm；2、钢筋网与土钉应连接牢固，加强筋与土钉应可靠焊接。
（5）土钉注浆材料应符合1、注浆材料选用纯水泥浆，水灰比为0.5，亦可根据现场实际情况具体调整；2、应进行二次注浆，注浆压力不小于1MPa。
（6）注浆作业应符合1、注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；2、注浆时，注浆管应插至距孔底250mm-500mm处。孔口部位设置止浆塞及排气管；5.3土钉钢筋应设置定位支架
6、效果
6.1支护效果
在基坑开挖过程中,通过观察基坑支护结构的变形,南侧的变形最大达到14mm ,北侧变形最大只有4mm ,东西两侧最大变形为5mm。在基坑开挖和地下结构施工中,周围地面和住宅楼未发现任何损害现象。基坑内地下水位降至施工操作面以下，在开挖过程中，地基土方呈干燥状态。
6.2止水效果
基坑开挖后, 挖出的桩体排列整齐，水泥与土结合均匀，桩身直立，结合紧密，槽壁及坑底无渗漏和积水现象，成功地起到了截水作用，达到了预期的技术效果，经观察,回灌井水位无变化,降水速度快,效果好,對周围建筑无大的影响等。
6.3经济效益显著
降低了降水施工的费用。如果采用大面积基坑外井点降水,至少需要102眼降水井,实际只打了66眼降水井,按照打井费和降水台班费综合计算至少节约施工费用40万元。
7、结语
中铁五局十二里屯深基坑的工程实践表明,针对自然地质条件,采用多种结构形式相结合的支护和止水方案是可行的。特别是搅拌桩施工工艺,既加强了挡土的作用,又有效利用基坑施工操作面,具有较高的经济效益, 充分体现出深层搅拌桩支护是一种经济、实用、行之有效的施工技术，因此具有推广应用价值。
7.1该基坑支护结构的优点
（1）因地制宜,采用多种支护和止水相结合的结构形式,综合效果好。
（2）基坑开挖时不需要内部支撑,基坑支撑稳定性好。
（3）帷幕隔水性能好,基坑内外可有水头高差,坑内降水不会引起周围建筑物大的沉降。
（4）成本低,机具简单,施工方便。
（5）基坑内整洁干燥,有助于文明施工和安全生产。
（6）深层搅拌桩施工无振动、噪音小、无污染。
（7）可减少基坑外降水井数,降低降水施工费用,有显著经济效益。
7.2该复合结构的缺点
（1）混凝土深层搅拌桩施工周期长,且需要28d的养护期。
（2）施工需要一定场地,一般要求离基坑开挖面3m～5m范围内无建筑物。
参考文献：
[1] 陈希哲．土力学地基基础I-M]．北京：清华大学出版社，1998．
[2] 龚晓南．地基处理手册I-M]．2版．北京：中国建筑工业出版社，2002．
[3] 刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。