论深基坑水泥搅拌桩止水帷幕有限放坡明挖施工技术

JIAN SHE YAN JIU282Lun shen ji keng shui ni jiao ban zhuang zhi shui wei mu you xian fang po ming wa shi gong ji shu 论深基坑水泥搅拌桩止水帷幕有限放坡明挖施工技术鲁立国 张建铎污水处理厂粗格栅及提升泵房的深基坑施工，是本项场区鱼塘、溪沟及近海岸部位多有分布，松软状，具粘性，目施工过程中的技术难题之一。本文以陵水县新村镇污水颜色呈深灰、灰黑色，土质中含有机质，有腐臭，局部含处理厂的深基坑实际支护为例，对深基坑水泥搅拌桩止水有淤泥。帷幕配合有限放坡分级开挖施工技术做出讨论和总结。第③层，海相沉积粘土质砂：灰色、灰白色，含水量陵水县新村镇污水处理厂，粗格栅及提升泵房深基坑较高，可塑性好，土样多呈柱状，多夹有粘性土，厚度深度达8m，属于危险源较大的分部分项工程。本工程根1m～5.3m不等。据地勘资料显示，基坑深度达7m时已出现中风化岩层，第④层，中风化花岗岩：灰白色、灰色，埋置较深，同时现状地面几乎与地下水位线持平。对于基坑的支护和从现状地表埋置深度为6~8m，岩石坚硬，锤击声脆，局开挖是本工程的一项重要技术难题。部夹有辉绿岩脉。一、工程概况陵水县新村镇污水处理厂及配套管网工程位于海南省陵水黎族自治县新村镇，厂区用地面积约为67.9亩，规模2万吨/天。场地地形较平整，地形高程位于-0.5m～6.5m之间。粗格栅及提升泵房为钢筋混凝土结构，外形尺寸：13×21.75m，设计高度10m。粗格栅及提升泵房由格栅井和提升泵房两部分组成，现地面标高1.5m，格栅井槽底底标高-6.50m，挖深8米；提升泵房槽底标高-6.50m，挖深8米。-3.30-5.40图1 粗格栅及提升泵房构筑物平面图图2 粗格栅及提升泵房剖面图、地勘剖面1.粗格栅及提升泵房区域地质条件第①层，人工堆积的粉细砂层：厚0.6m～2.8m，2.重大危险源成份较杂，夹有贝壳、珊瑚等硬杂质，杂质含量约15%，（1）基坑垮塌场区内均有分布，颜色呈黄褐色、灰褐色，松散状，近年本项目深基坑基坑开挖槽底标高为-6.5m，现地面填积，分布厚度不一。标高1.5m，开挖深度8m。该项工程开挖深度较大，地第②层，海相沉积砂混淤泥：揭露厚度1.3m～3.0m，下水丰富，地下水位线在标高1.3m，基坑形成后水深可现状地面 3.50 1.5潜水泵池坑底标高技术应用图3 深基坑支护断面图达7m以上，支护措施不当，就会造成基坑垮塌，属于重（3）成桩后进行水泥搅拌桩桩体的检测，水泥搅拌大危险源。桩桩身强度不小于0.8MPa（28天龄期无侧限抗压强度）。（2）周边地面沉陷2.钢花管注浆加固该项目深基坑地质条件差，主要为粉细砂层、砂混淤（1）在岩土分界基岩面以上，标高-0.95m过渡平泥层和粉质粘土层，土质较软，土体的塑性、流动性较大，台以上边坡土体，沿边坡打设3.0m长管径为71.6mm的同时地下水位很高，土体向坑内、坑底移动造成周边地面钢花管(壁厚3mm)，间距1000×1000，梅花型布置。产生地层沉降，属于重大危险源。（2）标高-0.95m过渡平台以下且基岩以上的边坡（3）涌砂土体，沿边坡打设9.0m长管径为71.6mm的钢花管(壁该项目地下水位可达标高+1.3m，坑底标高-6.5m，厚3mm)，间距1500×1500，梅花型布置。在-6.0m以上土质依次为粉质粘土、砂混淤泥、粉细砂（3）管身梅花型布设孔径6~8mm的溢浆孔，花管层，各土层均可由地下水将砂带走，形成流砂，属于重大下插脚20°，钢花管布置最低一排为基岩面以上400mm危险源。始，压注水泥浆液加固土体，砂层中宜采用挤压、渗透注浆法，注浆量、注浆压力经试验确定，一般宜为二、基坑支护方案选择0.3~0.5MPa，每孔稳压时间不小于2min。1.止水方案选择3.边坡挂网喷浆止水措施，是本项目最重要的环节，止水帷幕可采用（1）放坡坡面挂钢筋网同时喷射70mm厚C20混高压旋喷桩、水泥搅拌桩、钻孔灌注桩以及拉森钢板桩等凝土护面，并设置插筋固定，基坑分层开挖宜随挖随支护，作为止水措施。但根据现场施工状况以及经济性作出比选，开挖与支护交替宜控制在0.5~1.0m水泥搅拌桩相对于高压旋喷桩、钻孔灌注桩在经济性上占（2）喷射混凝土强度到设计要求的75%后方可下挖。有很大优势，拉森钢板桩施工方便，但是由于基坑底部已达中风化岩层，拉森钢板桩无法穿透中风化岩层，持力无法达到要求，同时止水效果较差。2.边坡防护方案选择本基坑南侧紧临红线、北侧紧临生物反应池、西侧紧临除臭系统、东侧紧临细格栅间，空间非常有限。经过多方讨论研究并验算，最终充分利用空间位置，基坑采用二级有限放坡，第一级放坡比例1：1.5,第二级放坡比例1：1，沿着坡面打设钢花管，并使用高压注浆以达到加固土体的效果，坡面挂钢筋网喷射70mm厚C20混凝土护面，基坑分层开挖宜随挖随支护。三、主要技术参数要求1.水泥搅拌桩主要技术参数（1）本项目深基坑采用桩径为600mm的双排咬合水泥搅拌桩止水帷幕，咬合150mm，有效桩长6.5m，图4 挂网喷浆示意图从现状底面高程开始计算，以搅拌至强风化花岗岩硬度岩层为止。四、水泥搅拌桩止水帷幕有限放坡明挖施工技术控制（2）固化剂采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量不要点小于15%，且水泥掺和量为76kg/m，水灰比0.6~0.8。1.水泥搅拌桩施工要点283JIAN SHE YAN JIU284（1）桩位的定位误差，不超过20㎜，桩位的偏差不大于30㎜，桩身的垂直度误差不超过1.5%。（2）本项目使用二次注浆、二次搅拌的施工工艺，首先，搅拌头下沉并搅拌至设计的标高，随后一边注浆一边提升搅拌头至地面标高；第二次搅拌时，搅拌头下沉搅拌至设计的标高，再一次一边注浆一边提升搅拌头至地面标高。搅拌头提升的速度，每转一圈的提升为1.0~1.5㎝,速度均匀。（3）搅拌桩施工的压浆速度和搅拌速度需要同步,不可出现断浆、供浆不足的现象。根据典型施工结论，用流量计控制注浆的速度，使注浆泵出口压力保持在0.4~0.6Mpa，保证注浆量在搅拌桩长度范围内能够均匀分布。（4）单根水泥搅拌桩必须连续施工，不可中断，严格控制桩身的垂直度。（5）水泥浆制备后在2小时内用完。在灰浆机中连续的搅拌，压浆前再缓慢到入集料斗中，防止水泥浆发生离析。（6）成桩28天后，在桩顶1m以下，桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻芯。选取3个不同深度的试样，试样无侧限抗压强度不低于0.8MPa，检测频率为1%，且不少于6根。2.花钢管注浆施工要点（1）注浆所用的钢花管为φ71.6无缝冷轧钢管、壁厚3.5mm，焊接连接。钢花管布置间距1m*1m，前端为尖锥形，尾端可焊接φ6加筋箍，管身周围设置直径为8mm注浆孔，钢管尾端50cm处设置止浆环，尾端50cm范围内不再设置压浆孔。（2）为水泥浆保持稳定的压力，钢花管的上部管口，安装带有控制阀的注浆口。（3）为了提高钢花管注浆的效果，在一级边坡尚未开挖至坡脚时，在条件允许的情况下，应及时开始施工，碎落台以上为空桩，待钢花管注浆完成后，将空桩截去。（4）钢花管注浆前采用掺入速凝剂的水泥砂浆进行封口。表1 喷射混凝土质量要求项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率喷射混凝1土强度0.15～0.2MPa（Mpa）平均厚度≥设计厚度；检凿孔检测：每10m检查2喷层厚度查点的60%≥设计厚度；一个断面，每个断面从（mm）最小厚度≥0.5设计厚度，拱顶中线起每个3m检且≥50查1点3空洞检测无空洞，无杂物同上3.挂网喷浆施工要点（1）水泥选用42.5普通硅酸盐水泥。细骨料采用中粗砂、粗骨料采用粒径不大于15mm的碎石。（2）通过试验确定水灰比、用水量、胶凝材料用量以及砂率。（3）喷射分段分片自下而上进行。第一次喷射的厚度不超过10cm。（4）喷射压力的压力范围为0.15～0.2MPa，喷射终凝2h后，进行洒水养护，养护时间不少于14天。（5）喷射混凝土质量要求如表1。五、实际效果及分析本深基坑在施工过程中，双排咬合水泥搅拌桩止水帷幕止水效果良好，达到预期效果。在施工过程完成之后，总结如下：（1）内侧间距1.5m水泥搅拌桩加固土体搅拌桩效果差，施工开挖过程中，内侧加固桩均发生位移，未能起到加固作用。（2）钢花管加固土体，在渗水一侧效果明显，起到了加固作用。（3）挂网喷浆厚度80mm，在施工过程中采用干喷法，喷浆厚度达到30mm，边坡防护效果明显。（4）在分层开挖过程中，基坑南侧搅拌桩发生位移，在开挖过程中，伤及搅拌桩，造成渗水点，按专项施工方案应急措施，采用砂袋堆积，避免边坡垮塌。在砂袋将南侧坡面堆积之后，打入钢花管挂网喷浆之后，起到良好效果。图5 深基坑二级开挖过程六、结语水泥搅拌桩止水帷幕有限放坡明挖法在新村镇污水处理厂成功的实施，为基坑底部为中风化岩层的基坑支护提供了有效的方法，为今后施工中遇到同类地质情况提供了借鉴和参考。通过对新村污水处理厂深基坑支护体系的分析和总结，不断的积累深基坑支护体系的经验，分析存在的不足，提高深基坑技术管理能力，对今后同类项目施工有着重大意义。（作者单位：中交一航局第三工程有限公司）