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1 工程概况
渤海航运服务中心位于黄骅港西部， 1号路以北、12号路以东、3号路以南、规划10号路以西，属于新区航运、贸易服务区的主要建设项目。项目占地面积194.17亩，分为办公区、规划酒店区和规划居民区。其中办公区建设以渤海航运服务中心大厦、新区规划展厅、审批办件大厅及开放式广场为主，估算总投资约2.5亿元。按照设计，渤海航运服务中心审批大厅为四层建筑，主要作为政府相關部门及港航、口岸通关服务平台，建筑面积约为2.5万m2；开放式广场占地14亩，将修建喷泉等设施，是新区群众休闲活动的便利场所。
渤海航运服务中心审批办件大厅基坑底部长94.15 m，宽92.85 m。基坑开挖深度为9.5m。基坑周围没有建筑物，东侧10 m有一公路。
施工单位：河北华兴基础工程公司
施工时间：2008年11月
1.1 场地工程地质条件
整个场地位于华北平原东部的滨海平原。本次勘察范围内地层除表层为素填土（Q4ml）外，主要为第四系全新统陆相冲积（Q4a1）、全新统海相沉积（Q4m）及上更新统陆相冲积（Q3al）形成的粉质黏土、粉土及粉砂层，按其成因、岩性特征及物理力学性质共分为8层，各层土的岩性特征如下所述：
（1）素填土，层厚0.80～1.10 m，黄褐色，以粉质黏土、黏土为主，混有粉土，为近期堆填，松散～稍密，湿～很湿。底部为深灰色。
（2）粉质黏土，层厚0.60～1.20 m，黄褐色，含氧化铁，局部夹淤泥质粉质黏土，光滑，无摇振反应，干强度高，韧性高，软塑～流塑。
（3）粉土，层厚1.20～5.50 m，灰色，含云母，腐植质，含贝屑，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，稍密～中密，很湿。
（4）粉质黏土，层厚1.30～2.8 0 m，灰～深灰色，含腐植质，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，软塑～流塑，局部为淤泥质粉质黏土。
（5）粉质黏土，层厚1.20～2.30 m，灰～灰褐色，含腐植质，见贝壳，光滑，无摇振反应，干强度高，韧性高，软塑，局部夹粉土。
（7）粉土，层厚2.40～4.90 m，灰～黄灰色，含云母，局部腐植质，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，中密，很湿。
（8）粉质黏土，层厚0.90～8.20 m，灰褐～黄灰色，含腐值质，见贝壳，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，软塑～可塑，局部夹粉土。
1.2 场地水文地质条件
勘察深度范围内揭露的地下水主要为第四系孔隙潜水，主要受大气降水影响及周边场地海水养殖场、晒盐池等地表水体的影响，地下水位年变化幅度0.50～1.00 m。勘察期间地下水位：埋深0.5 m。
2 基坑支护方案比选
软土基坑支护方案的选择要综合考虑场地周围的环境、基坑开挖范围及深度、地质条件及防水要求。结合本工程的实际情况通过分析比较，综合确定了如下几种基坑支护方案。
（1）钢板桩支护。钢板桩作为临时性结构常用于深基坑支护、桥梁桥墩水中基础及海岸工程等的施工围堰。其适用范围包括软土、淤泥质土及地下水丰富地区，这些地质环境往往易于钢板桩的施工。但由于钢板桩刚度小、柔性大， 在土压力的作用下容易产生位移，，且造价较高。
（2）地下连续墙。地下连续墙的围护呈封闭状，止水效果好，墙体刚度大。在基坑开挖后，浇筑地下连续墙再加上锚杆或支撑系统，就可以止水和挡土，非常便于深基础的施工。一般来说，围护体用作主体结构的一部分，或采用逆筑法施工时，或在软土层中基坑开挖深度超过10 m，周围地下管线或相邻建筑对位移与沉降要求较高，可采用地下连续墙。与排桩和深层搅拌桩围护相比，地下连续墙如只用作临时挡土结构，该围护方法造价较高，不够经济。要根据基坑土质情况、开挖深度、以及周围环境情况，并经过技术经济比较后认为合理，才能使用。
（3）土钉墙支护。土钉支护是一种边坡原位加筋支护技术。它是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定。
在软土基坑支护方面，土钉支护一般存在以下几个问题：
①土钉与地层界面粘结强度T值偏低，则土钉抗拔力相应降低。
②在软塑勃性土及淤泥质土层中，基坑开挖后往往难自立。
③由于软弱土层与喷射混凝土粘结强度低，或由于渗水难以施工。
④软弱土层基坑底部存在隆起、管涌、渗流等问题。
（4）深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合的支护结构，即采用深层水泥土搅拌桩为止水帷幕、钻孔灌注桩为支护结构。
深层搅拌水泥土桩是以水泥为固化剂与深层软土强制搅拌，使软土硬结成稳定性、整体性和有一定强度的桩。如密排布置可作为防水帷幕，阻止渗透水流，并对桩背后的软土进行加固，可以增加侧向承载力，支护深度较浅，一般不超过6 m。
钻孔灌注桩支护主要利用钻孔桩挡土，通过密排、间隔式、双排或其他形式在基坑周围沿线布置，桩钻入土层一定深度，使悬臂部分的主动土压力与被动土压力达到平衡，以桩自身强度承受土体压力来限制土体滑移。在开挖深度不大，闭水要求不高时可利用钻孔桩密排布里，这样布置的支护结构间隙较小，有一定的闭水性；当开挖深度较大时，可采用双排桩加支撑、后锚等其他形式的布置方式，以钻孔桩作为一道挡土墙体，防止土体滑移，保证基坑附近建筑物的安全。
深层搅拌水泥土桩与钻孔灌注桩结合应用， 即能起到挡土的作用， 且闭水效果显著，适合软土地区且对防水要求较高的基坑支护。
通过方案比选，本工程最终选用了深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合的支护结构。采用深层水泥土搅拌桩为止水帷幕、钻孔灌注桩为支护结构。 3 基坑支护结构施工工艺
本文详细介绍了钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩的施工设备、施工工艺流程及施工注意事项。以渤海航运中心基坑支护为例，介绍钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩的具体施工方案。
3.1 水泥土搅拌桩止水帷幕施工
本工程采用双头止水深层搅拌桩，桩长28.5 m，桩径500 mm，桩间咬和150 mm。采用42.5普通硅酸盐水泥，掺量为15%，水灰比0.45。超过24 h的施工冷缝采用二喷三搅的施工工艺。在成桩15 d后水泥土强度达到50%时方可开挖。
（1）施工工艺
①定位。钻机到达指定桩位，对中、整平。利用经纬仪检查钻机垂直度。
②预拌下沉。根据电机的电表控制下沉速度，通常为0.38～0.75 （m·min-1）。如下沉速度太慢，可输入少量清水以利钻进。
③压浆前，先制备水泥浆，并放入集料斗中。
④钻头下到桩底标高时，即行喷浆搅拌提升，边喷边搅拌；提升速度为0.3～0.5 （m·min-1）。为使软土和水泥浆搅拌均匀，重复上下搅拌，两根桩之间的搭接15 cm。
⑤每次成桩后，必须及时用灰浆泵注清水，对注浆管和喷浆头进行清洗。
⑥移位。根据钻机上的刻度，每次移位350 mm。
3.2钻孔灌注桩施工
根据该工程场地内的工程地质条件及工程技术要求，本工程拟采用泥浆护壁、潜水钻成孔。采用2台KQ-1200潜水工程钻机分区域由东向西推进，采用跳打方式，如图5-7所示。
（1）成孔施工方法和质量标准。
①进行测量放线，定桩位，开挖泥浆沟、泥浆池，埋设护筒。护筒采用钢板护筒，中心与桩位中心偏差不大于50 mm，护筒上口应高出地面150 mm，其内径应大于钻头直径100 mm，其上部宜开设1～2个出浆孔。
②钻机就位后，必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移位。为了准确控制钻孔深度，必须在机架上做出控制深度的标尺，以便施工中进行观测、记录。
③开钻前，要保证泥浆的排放畅通及排运泥浆工作準备就绪，方可开钻。
④钻机必须先注水后进尺，进尺速度控制在0.2 m·min-1为宜，碰到硬土层进尺速度适当减慢，以钻机不超过负荷为准，钻机进尺到设计孔深时，使钻机空转不进尺，同时射水。待孔底残渣磨成浆，排水泥浆比重降到1.1左右时，以手指捻浆无砂粒感觉时，即可认为清孔合格。
⑤清孔终结前，应测定泥浆指标，以保证在水下混凝土浇注时，孔底沉渣不大于允许厚度，清孔后应立即组织水下混凝土施工，一般从清孔停止到砼浇注开始控制在一小时以内。
⑥桩钻孔成孔后，必须测量深度、孔径，符合设计要求后，方可进行混凝土浇注。浇注砼前，孔底的泥浆比重应小于1.25；含砂率小于或等于8%；粘度≤28 S；孔底沉渣厚度指标符合设计要求不得大于200 mm。
⑦钻进过程中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆时，应停钻，待采取相应措施后再行钻进。如发生缩颈、塌孔时，可加大泥浆比重以稳孔护壁，也可于缩颈、塌孔段投入粘土、泥膏；使潜水钻空转不进尺进行固壁。当缩颈、塌孔严重或泥浆突然漏失时，应立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻。
（2）钢筋笼的制作。
①钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。
②钢筋笼的主筋净保护层不宜小于70 mm ，其允许偏差为±20 mm 。
③吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时应采取措施固定钢筋笼的位置。
④钢筋笼需分段连接者，其连接焊缝及接头数量应符合规范要求。
⑤钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其它有效措施，以确保钢筋保护层厚度。
⑥水平钢筋（横向加劲箍及螺旋箍）与纵向钢筋交接处应焊牢。
（3）混凝土的浇灌。
①本工程灌注桩混凝土强度为C30。
②本工程采用水下灌注的混凝土，要求混凝土必须有良好的和易性，坍落度宜为180～220，混凝土中的水泥用量不应少于360 kg·m-3，粗骨料粒径不得大于40 mm。
③现场制作的混凝土初凝时间不得少于2 h；预拌混凝土初凝时间应视交通情况而定，宜从最不利的情况考虑控制终凝时间。
④应控制最后一次混凝土的灌注量，不使桩顶超过或偏低过多，一般控制在设计桩顶标高以上约0.8 m。如果桩头质量较差，必须凿至符合要求为止。
4 .结束语
本文以渤海航运服务中心基坑支护为工程背景，介绍了场地的工程地质条件和水文地质条件，通过方案比选，确定了基坑支护方案。应用理正深基坑计算软件对支护结构进行了内力计算，在此基础上进行支护结构设计并对基坑进行了稳定性分析。该工程已于2011年12月峻工投用，基坑支护工程施工非常成功，效果良好。
渤海航运服务中心位于黄骅港西部， 1号路以北、12号路以东、3号路以南、规划10号路以西，属于新区航运、贸易服务区的主要建设项目。项目占地面积194.17亩，分为办公区、规划酒店区和规划居民区。其中办公区建设以渤海航运服务中心大厦、新区规划展厅、审批办件大厅及开放式广场为主，估算总投资约2.5亿元。按照设计，渤海航运服务中心审批大厅为四层建筑，主要作为政府相關部门及港航、口岸通关服务平台，建筑面积约为2.5万m2；开放式广场占地14亩，将修建喷泉等设施，是新区群众休闲活动的便利场所。
渤海航运服务中心审批办件大厅基坑底部长94.15 m，宽92.85 m。基坑开挖深度为9.5m。基坑周围没有建筑物，东侧10 m有一公路。
施工单位：河北华兴基础工程公司
施工时间：2008年11月
1.1 场地工程地质条件
整个场地位于华北平原东部的滨海平原。本次勘察范围内地层除表层为素填土（Q4ml）外，主要为第四系全新统陆相冲积（Q4a1）、全新统海相沉积（Q4m）及上更新统陆相冲积（Q3al）形成的粉质黏土、粉土及粉砂层，按其成因、岩性特征及物理力学性质共分为8层，各层土的岩性特征如下所述：
（1）素填土，层厚0.80～1.10 m，黄褐色，以粉质黏土、黏土为主，混有粉土，为近期堆填，松散～稍密，湿～很湿。底部为深灰色。
（2）粉质黏土，层厚0.60～1.20 m，黄褐色，含氧化铁，局部夹淤泥质粉质黏土，光滑，无摇振反应，干强度高，韧性高，软塑～流塑。
（3）粉土，层厚1.20～5.50 m，灰色，含云母，腐植质，含贝屑，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，稍密～中密，很湿。
（4）粉质黏土，层厚1.30～2.8 0 m，灰～深灰色，含腐植质，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，软塑～流塑，局部为淤泥质粉质黏土。
（5）粉质黏土，层厚1.20～2.30 m，灰～灰褐色，含腐植质，见贝壳，光滑，无摇振反应，干强度高，韧性高，软塑，局部夹粉土。
（7）粉土，层厚2.40～4.90 m，灰～黄灰色，含云母，局部腐植质，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，中密，很湿。
（8）粉质黏土，层厚0.90～8.20 m，灰褐～黄灰色，含腐值质，见贝壳，稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，软塑～可塑，局部夹粉土。
1.2 场地水文地质条件
勘察深度范围内揭露的地下水主要为第四系孔隙潜水，主要受大气降水影响及周边场地海水养殖场、晒盐池等地表水体的影响，地下水位年变化幅度0.50～1.00 m。勘察期间地下水位：埋深0.5 m。
2 基坑支护方案比选
软土基坑支护方案的选择要综合考虑场地周围的环境、基坑开挖范围及深度、地质条件及防水要求。结合本工程的实际情况通过分析比较，综合确定了如下几种基坑支护方案。
（1）钢板桩支护。钢板桩作为临时性结构常用于深基坑支护、桥梁桥墩水中基础及海岸工程等的施工围堰。其适用范围包括软土、淤泥质土及地下水丰富地区，这些地质环境往往易于钢板桩的施工。但由于钢板桩刚度小、柔性大， 在土压力的作用下容易产生位移，，且造价较高。
（2）地下连续墙。地下连续墙的围护呈封闭状，止水效果好，墙体刚度大。在基坑开挖后，浇筑地下连续墙再加上锚杆或支撑系统，就可以止水和挡土，非常便于深基础的施工。一般来说，围护体用作主体结构的一部分，或采用逆筑法施工时，或在软土层中基坑开挖深度超过10 m，周围地下管线或相邻建筑对位移与沉降要求较高，可采用地下连续墙。与排桩和深层搅拌桩围护相比，地下连续墙如只用作临时挡土结构，该围护方法造价较高，不够经济。要根据基坑土质情况、开挖深度、以及周围环境情况，并经过技术经济比较后认为合理，才能使用。
（3）土钉墙支护。土钉支护是一种边坡原位加筋支护技术。它是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定。
在软土基坑支护方面，土钉支护一般存在以下几个问题：
①土钉与地层界面粘结强度T值偏低，则土钉抗拔力相应降低。
②在软塑勃性土及淤泥质土层中，基坑开挖后往往难自立。
③由于软弱土层与喷射混凝土粘结强度低，或由于渗水难以施工。
④软弱土层基坑底部存在隆起、管涌、渗流等问题。
（4）深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合的支护结构，即采用深层水泥土搅拌桩为止水帷幕、钻孔灌注桩为支护结构。
深层搅拌水泥土桩是以水泥为固化剂与深层软土强制搅拌，使软土硬结成稳定性、整体性和有一定强度的桩。如密排布置可作为防水帷幕，阻止渗透水流，并对桩背后的软土进行加固，可以增加侧向承载力，支护深度较浅，一般不超过6 m。
钻孔灌注桩支护主要利用钻孔桩挡土，通过密排、间隔式、双排或其他形式在基坑周围沿线布置，桩钻入土层一定深度，使悬臂部分的主动土压力与被动土压力达到平衡，以桩自身强度承受土体压力来限制土体滑移。在开挖深度不大，闭水要求不高时可利用钻孔桩密排布里，这样布置的支护结构间隙较小，有一定的闭水性；当开挖深度较大时，可采用双排桩加支撑、后锚等其他形式的布置方式，以钻孔桩作为一道挡土墙体，防止土体滑移，保证基坑附近建筑物的安全。
深层搅拌水泥土桩与钻孔灌注桩结合应用， 即能起到挡土的作用， 且闭水效果显著，适合软土地区且对防水要求较高的基坑支护。
通过方案比选，本工程最终选用了深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合的支护结构。采用深层水泥土搅拌桩为止水帷幕、钻孔灌注桩为支护结构。 3 基坑支护结构施工工艺
本文详细介绍了钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩的施工设备、施工工艺流程及施工注意事项。以渤海航运中心基坑支护为例，介绍钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩的具体施工方案。
3.1 水泥土搅拌桩止水帷幕施工
本工程采用双头止水深层搅拌桩，桩长28.5 m，桩径500 mm，桩间咬和150 mm。采用42.5普通硅酸盐水泥，掺量为15%，水灰比0.45。超过24 h的施工冷缝采用二喷三搅的施工工艺。在成桩15 d后水泥土强度达到50%时方可开挖。
（1）施工工艺
①定位。钻机到达指定桩位，对中、整平。利用经纬仪检查钻机垂直度。
②预拌下沉。根据电机的电表控制下沉速度，通常为0.38～0.75 （m·min-1）。如下沉速度太慢，可输入少量清水以利钻进。
③压浆前，先制备水泥浆，并放入集料斗中。
④钻头下到桩底标高时，即行喷浆搅拌提升，边喷边搅拌；提升速度为0.3～0.5 （m·min-1）。为使软土和水泥浆搅拌均匀，重复上下搅拌，两根桩之间的搭接15 cm。
⑤每次成桩后，必须及时用灰浆泵注清水，对注浆管和喷浆头进行清洗。
⑥移位。根据钻机上的刻度，每次移位350 mm。
3.2钻孔灌注桩施工
根据该工程场地内的工程地质条件及工程技术要求，本工程拟采用泥浆护壁、潜水钻成孔。采用2台KQ-1200潜水工程钻机分区域由东向西推进，采用跳打方式，如图5-7所示。
（1）成孔施工方法和质量标准。
①进行测量放线，定桩位，开挖泥浆沟、泥浆池，埋设护筒。护筒采用钢板护筒，中心与桩位中心偏差不大于50 mm，护筒上口应高出地面150 mm，其内径应大于钻头直径100 mm，其上部宜开设1～2个出浆孔。
②钻机就位后，必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移位。为了准确控制钻孔深度，必须在机架上做出控制深度的标尺，以便施工中进行观测、记录。
③开钻前，要保证泥浆的排放畅通及排运泥浆工作準备就绪，方可开钻。
④钻机必须先注水后进尺，进尺速度控制在0.2 m·min-1为宜，碰到硬土层进尺速度适当减慢，以钻机不超过负荷为准，钻机进尺到设计孔深时，使钻机空转不进尺，同时射水。待孔底残渣磨成浆，排水泥浆比重降到1.1左右时，以手指捻浆无砂粒感觉时，即可认为清孔合格。
⑤清孔终结前，应测定泥浆指标，以保证在水下混凝土浇注时，孔底沉渣不大于允许厚度，清孔后应立即组织水下混凝土施工，一般从清孔停止到砼浇注开始控制在一小时以内。
⑥桩钻孔成孔后，必须测量深度、孔径，符合设计要求后，方可进行混凝土浇注。浇注砼前，孔底的泥浆比重应小于1.25；含砂率小于或等于8%；粘度≤28 S；孔底沉渣厚度指标符合设计要求不得大于200 mm。
⑦钻进过程中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆时，应停钻，待采取相应措施后再行钻进。如发生缩颈、塌孔时，可加大泥浆比重以稳孔护壁，也可于缩颈、塌孔段投入粘土、泥膏；使潜水钻空转不进尺进行固壁。当缩颈、塌孔严重或泥浆突然漏失时，应立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻。
（2）钢筋笼的制作。
①钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。
②钢筋笼的主筋净保护层不宜小于70 mm ，其允许偏差为±20 mm 。
③吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时应采取措施固定钢筋笼的位置。
④钢筋笼需分段连接者，其连接焊缝及接头数量应符合规范要求。
⑤钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其它有效措施，以确保钢筋保护层厚度。
⑥水平钢筋（横向加劲箍及螺旋箍）与纵向钢筋交接处应焊牢。
（3）混凝土的浇灌。
①本工程灌注桩混凝土强度为C30。
②本工程采用水下灌注的混凝土，要求混凝土必须有良好的和易性，坍落度宜为180～220，混凝土中的水泥用量不应少于360 kg·m-3，粗骨料粒径不得大于40 mm。
③现场制作的混凝土初凝时间不得少于2 h；预拌混凝土初凝时间应视交通情况而定，宜从最不利的情况考虑控制终凝时间。
④应控制最后一次混凝土的灌注量，不使桩顶超过或偏低过多，一般控制在设计桩顶标高以上约0.8 m。如果桩头质量较差，必须凿至符合要求为止。
4 .结束语
本文以渤海航运服务中心基坑支护为工程背景，介绍了场地的工程地质条件和水文地质条件，通过方案比选，确定了基坑支护方案。应用理正深基坑计算软件对支护结构进行了内力计算，在此基础上进行支护结构设计并对基坑进行了稳定性分析。该工程已于2011年12月峻工投用，基坑支护工程施工非常成功，效果良好。