吹填砂堆载处理软土路基深基坑工程施工技术

吹填砂堆载处理软土路基深基坑工程施工技术

黄冉霞

（中铁十一局集团第三工程有限公司湖北十堰442012）

【摘要】水泥土搅拌桩是用于加固饱和软粘土地基的一种技术，本项目用水泥土搅拌桩相互咬合形成一个整体止水帷幕，起到有效阻止地下水侵入基坑的止水作用，并具有抗侧向变形能力强、限制和减小土体变形、增强基坑整体稳定性。通过使用水泥土搅拌桩止水帷幕+喷锚支护，解决了深基坑砂层富水止水问题、周边建筑物沉降控制、控制基坑底部隆起及基坑边坡稳定问题。

【关键词】砂层；软土；深基坑；水泥土搅拌桩

ConstructionTechnologyforDeepFoundationPitofSoftSoilSubgradeTreatedwithBlownSandFilledSandPile

HuangRan-xia

【Abstract】Cementmixingpileisatechniqueusedforthereinforcementofsaturatedsoftclayfoundation,withthecementsoilmixingpileinterlockingawholesealingcurtainforming,sealingeffecttopreventgroundwaterintothepit,andhasstrongabilityofresistinglateraldeformation,reducerestrictionsandenhancetheoverallstabilityoffoundationpitdeformationandsoil.Throughtheuseofcementmixingpilewaterproofcurtainandshotcretesupport,tosolvethesealingproblemsofdeepfoundationpitinwaterrichsandandthesurroundingbuildingssettlementcontrol,pitbottomupliftandslopestabilityoffoundationofcontrol.

【Keywords】Aand;Softsoil;Deepfoundationpit;Soilcementmixingpile

【中图分类号】U416.1【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）20-0136-03

1.工程概况

广州地铁轨道交通七号线大洲车辆段综合楼处原为泥塘，经过塑料排水板+吹填砂堆载处理，2014年8月卸载，2015年3月开始施工完房建静压管桩基础，2015年5月开始进行地下室基坑工程施工。基坑基本呈方形，挖深5．05m，基坑底部长、宽50m左右，基坑东侧既有建筑距离基坑有70m，基坑北侧80m有一条埋深1.8m直径为600mm的高压煤气主干管道。

2.水文地质情况

2.1工程地质

地质勘察揭露，从地表往下地层分别为：

2.1.1人工填土层（Q4ml）

人工填土层分为两层，表层为0.5m粘土封闭层，其下为厚度4.10～7.50m新近吹填砂，成分主要为粉细砂，平均厚度5.6m；

2.1.2海陆交互相沉积层（Q4mc）

根据野外钻探揭露情况，本层可分为二个亚层，分别为淤泥质土层、粉细砂层。

淤泥质土层：灰黑、深灰色，饱和，软塑为主，局部为流塑，主要由粉粘粒组成，含较多有机质，局部含少量粉砂。钻孔揭露，厚度0.50～7.40m，平均厚度3.06m。

粉细砂层：深灰色，松散～稍密为主，饱和，颗粒主要矿物成分为石英，粒径不均匀，级配良好，混少量淤泥，局部夹淤泥薄层，或为淤泥质粉细砂。钻孔揭露，厚度2.70～8.50m，平均厚度约5.4m。

2.1.3残积土层（Qel）

硬塑状残积土（粉质粘土）：褐红、棕红色，硬塑，为泥质粉砂岩风化残积土，岩芯遇水易软化。钻孔揭露，厚度4.50～7.50m，平均厚度约6.1m。

2.2水文地质

根据勘察期间观测，稳定水位埋深为1.0左右。地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年5～10月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降。

3.工程难点

（1）本工程基坑规模较大，基坑长宽均达50m左右，开挖深度达5.05m，为深基坑工程。基坑距离既有建筑和煤气管道较远，地下管线和建筑物比较重要，但亦要充分考虑降水和基坑开挖带来的影响，所以基坑边坡的稳定，对位移沉降的要求非常严格。

（2）由于基坑处为近期吹填砂路基，基坑边坡为砂层，地下水位较高，预计涌水量较多，地下水对地下室结构工程及防水工程施工影响较大，如何止水防水，保证基坑稳定及控制附近建筑沉降是工程的难点。

（3）由于基坑处为近期吹填砂路基，软基处理时间不长，基坑底及以下原为淤泥质软土，虽然经过塑料排水板+堆载预压处理，在基坑开挖卸载后由于周围土体的压力作用，基底易隆起，如何控制基底隆起也是要重点考虑的问题。

4.方案选择

4.1方案选择考虑因素

（1）因为基坑处及周围为吹填砂，砂层厚，基坑施工关键是治砂治水，降水会造成路基沉降，对基坑支护结构、邻近建筑及管线影响较大，所以宜止水而不宜降水。

（2）由于基坑地层原为软土地基，虽然经过塑料排水板+堆载预压处理，需要考虑基坑开挖后防止基底隆起。

（3）基坑工程支护面积大，工程造价高，要降低造价，需结合考虑现场情况、工期、基础型式、施工季节等的影响，合理选择基坑支护及降水方案。

4.2方案选择

根据综合楼地下室面积及标高，结合其所在场地的周围建筑情况、工程地质、水文地质条件，本基坑采用上部自然放坡+挂网喷浆+双排水泥土搅拌桩截水帷幕的基坑支护方案，即采用喷锚支护边坡，施工期间降水采用基坑坡顶设置双排水泥土搅拌桩止水帷幕，坡脚及坡顶分别设置环向排水沟，坡脚水沟并在四个角设置水泵。

双排水泥土搅拌桩截水帷幕既可以起到止水作用，亦可以起到边坡支挡防护作用，因为基坑内土卸载挖出后，原基坑内土壤力的平衡受到破坏，基坑周围土荷载的压力会导致基坑底部隆起（并且该区域原为软土，更易发生底部隆起），双排水泥土搅拌桩起到挡土墙作用，经受边坡外土的侧向压力，保证了边坡和基底稳定。

5.帷幕搅拌桩施工

基坑外侧设双排止水水泥搅拌桩桩径为600，桩间搭接200mm，桩长为16m搅拌桩进入淤泥质土层不小于1m。采用32.5R普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为湿土容重的18%，桩体28天龄期水泥土无侧限抗压强度标准值大于或等于1.8MPa，相邻桩搭接长度为200mm，施工时应严格控制桩身垂直度（垂直偏差<0.5%），确保桩体的搭接，相邻桩保持连续施工，施工间隔不应超过20小时，必要时掺加缓凝剂。

5.1施工顺序

为保证水泥土搅拌桩整体均匀性，采用“四搅四喷”工艺。

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进并喷浆至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻并喷浆至地表→成桩结束→施工下一根桩。

（1）定位：将搅拌机移动至指定桩位，定位对中。

（2）喷浆搅拌下沉：启动电动机及灰浆泵，使搅拌头自上而下切土下沉，边注浆，边搅拌，边钻进，使水泥浆和软土拌合，直到设计深度。

（3）喷浆搅拌提升：反转电机并开启灰浆泵，按设计要求的速度提升搅拌机，边注浆，边搅拌，边提升，使水泥浆和软土充分拌合，直到提升至桩顶设计标高，然后关闭灰浆泵。

（4）桩机下钻、提钻速度为0.85/min；搅拌速度为30～50r/min；喷浆时管道压力为0.2～0.6MPa。

5.2材料要求

选用P.0．32．5级普通水泥，水泥掺入比为18％，水灰比为0.45～0.5。

5.3施工质量要点

（1）钻孔前准确测放桩位，桩位布置偏差不得大于5cm，搅拌桩垂直度偏差不得超过0.5％，桩径、桩长不小于设计值。

（2）制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量等应有专人记录。

（3）施工时应有专人记录搅拌头下沉深度和提升时间，深度记录误差不大于100mm，时间误差不大于5s。

（4）严格控制下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保桩长和喷浆量达到规定要求。

（5）为保证咬合质量，确保桩体的搭接，相邻桩保持连续施工，施工间隔不应超过20小时，必要时掺加缓凝剂。因故超过20h时应采取措施对搭接处进行加强（如绕接或钢管桩等）。

6.喷锚支护施工

基坑四周放坡表面均需挂网喷浆,自然放坡采用8@150×150钢筋网，喷锚网护坡厚度为12cm,分两次喷射。边坡开挖成型后立即进行第一次喷射，厚度4.0～5.0cm，挂网后立即进行第二次喷射，厚度6.0～5.0cm。喷射混凝土面层的施工严格按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)的要求施工。

7.基坑开挖及监控

7.1基坑开挖

为确保施工安全，本工程的土方开挖采取分两层开挖，先开挖至中间平台后进行上边坡喷锚支护，支护完后进行下一层开挖和喷锚支护。严格禁止未支护一次开挖到基坑底部。

7.2基坑监控

监测点布置位置、监测频率、报警值按《监控量测设计表》。虽然建筑物和地下管线距离基坑较远，但也设置观测点，施工期间观测基本无变化。底板施工完成两周后，若位移沉降发展收敛，可减少观测次数；雨天应增加观测频率；基坑回填至一半时，观测停止。若边坡位移沉降值变化速率或累计值超过报警值，必须立即采取应急措施进行边坡加固，并增加观测频率。（见表1）

8.应用效果

8.1基坑坡顶、基底变形控制

经过施工帷幕止水桩和边坡喷锚支护，施工期间基坑坡顶和基底变形都未达到报警值，未发现边坡裂缝。

8.2地下水控制情况

基坑开挖后，发现地下水位基本在地面下1m左右，通过采用帷幕止水桩后，边坡局部有少量渗水，达到了帷幕止水效果。基坑开挖完成后，因基坑底布满间距1.5m左右塑料排水板，且软基堆载处理固结度未完全完成，初期从塑料排水板涌出较多水，后期水量逐渐减少，根据该情况，铺设20cm后碎石作为垫层排水，基坑底部周边设置积水沟，在角落处设置1m深的水泵抽水坑。

8.3周边建筑物及管线变形情况

周边建筑物及管线距离基坑较远，并且采取止水帷幕，施工期间未观测到变形。

9.结束语

通过帷幕搅拌桩与喷锚联合支护，在喷锚支护和搅拌桩固化土体的共同作用下，阻止坑壁渗水失稳，减少或阻止周围建筑物沉降，保证基坑的开挖安全。基坑施工期间经历了数次大雨的考验，均保持了非常可靠的安全状态。无论是基坑边坡的位移还是建筑物和管线的沉降均控制在设计及规范所要求的允许值之内。

水泥土搅拌桩一般为“四搅两喷”工艺，本基坑水泥土止水帷幕桩施工采用“四搅四喷”工艺，加强了水泥与土体的搅拌，进一步增加了桩体的均匀性，起到了良好的止水效果，类似工程可以借鉴使用。

参考文献

[1]石磊.深基坑开挖基底隆起原因分析及处理技术[J].铁道建设,2010,（3）.

[2]樊炼，王星运，唐晓超.深基坑工程支护结构设计及施工[J].土工基础,2013,（6）.

作者简介：黄冉霞（1976-），女，湖北安陆人，工程师，本科学历，现就职于中铁十一局集团第三工程有限公司。