轻型井点降水结合水泥搅拌桩在基坑支护中施工实践

◎ 广东省第四建筑工程公司 何志坚

一、工程概况

某住宅小区位于位于市内繁华路段，西临排水大沟（隔12m路），南邻制衣厂8层车间（建筑物距基坑8m），东邻已建的7层住宅楼（建筑物距基坑16m），北面为广场。总占地面积约3700平方米，楼层高为19层，地下停车场为一层，地下室深坑挖掘尝试为4.5m，周长约260m，呈规则型布局，其平面分布如图1所示。基础采用静压管桩，现已施工完毕。

二、地质条件

本工程地貌单元属于出海口三角洲冲积平原，根据岩土工程勘察报告，场地水质来原主要是空隙潜水与空隙承压水。空隙潜水一般来源于人工填土层和第三层淤泥质粉质粘土层中，地下水补给靠大气降水，受潮汐作用影响较明显，水位随季节变幅较大，对基础开挖和边坡的稳定性有一定影响，基坑开挖时应注意排水疏干和边坡稳定性的保护，且避开雨季。

图1 基坑周边环境平面位置图

本工程地貌单元属于河流下游出海口三角洲冲积平原，根据岩土工程勘察报告，其岩土地质状况自上而下分别为：

a) 填土层：灰黄色—杂色，湿～饱和，松散；层度0.60～1.70m，平均1.50m；本层为含水层。

b) 砂土层，灰—灰黄色，湿～饱和，松散—稍密状；层厚1.60～2.40m，平均2.20m；本层为含水层。

c) 淤泥质粉质粘土层，灰—青灰—灰褐色，饱和，流塑～软塑；层厚6.20～9.20m，平均7.10m；本层为含水层。

d) 粘性土，青灰色—黄—灰白色，松散—稍密；层厚2.40～7.40m，平均6.50m。根据所在的场地的工程地质报告可认为是不透水层。

场地水质来原主要是空隙潜水与空隙承压水。空隙潜水一般来源于人工填土层和第三三层淤泥质粉质粘土层中，地下水补给靠大气降水，受潮汐作用影响较明显，水位随季节变幅较大，对基础开挖和边坡的稳定性有一定影响，基坑开挖时应注意排水疏干和边坡稳定性的保护，且避开雨季。

三、方案可行性研究

此方案设计采用的是一级轻型井点降水“下降漏斗”曲线（如图2），降低淤泥土层中的水位，最终达到基坑分层干后开挖。但一般降水会对基坑四周环境造成一定影响，可通过采取变换流水量，间断生措施措施抽水，同时采取回灌井点作为预备措施。本工程轻型井点设计管长8.7m ，间距1.5m。

深层搅拌水泥土桩墙设计，按照成熟的工程设计经验，充分考虑土体侧向压力及墙顶周围施工载荷，按重力式挡墙进行设计并验算抗倾覆和侧向位移。坑外侧的压力按水和土压力进行分算，其中土压力采用朗肯土压力理论。坑内土压力计算采用M法计算土体反力。其中：水重度rw=10KN/立方米，抗滑安全系数K=1.3，抗倾覆安全系数Kt=1.5。经过里正基坑支护计算软件（F-SPW4.01）计算：设计采用一排直径为600水泥搅拌桩（邻制衣厂车间楼一侧采用二排直径为600水泥搅拌桩），相邻两桩搭接宽度为150mm。桩顶标高-1.00m，桩身要求进入第3层土层（淤泥层），桩长平均长度11m。水泥掺入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏掺入量为水泥量的2%，水灰比为0.45。基坑邻制衣厂车间楼一侧墙顶放置钢筋混凝土镇口板，板厚度约25mm，水泥土桩深入混凝土镇口板＞45mm。

图2 降水“下降漏斗”曲线图

四、施工技艺

1、轻型井点施工技术要点

（1）井点布局：采用一级井点布局，即沿基坑周边每隔1.5m单排井点均匀设置，距离基坑开挖边线1.0m，并在基坑周围布设观察井——在一级井点外距基坑边1.5m处每隔25～35m布设一个，以便对降水情况进行监测。

（2）井点管的制作：采用Φ40钢管将其端头1.5m左右设置成滤管，管上呈螺旋形布置并打入Φ10～Φ15孔，间距35mm左右，管外用铅丝螺旋形缠绕，分别包裹1层细滤网和1层粗滤网，滤管下端要封口，以防泥砂等杂物进入，如图3所示：

（3）井点的安装：先要在砂层中打孔，采用100型钻机泥浆护壁法施工，钻孔直径为250mm左右，深度要比滤管底深0.5m，以便沉砂等。钻孔完成后，要先放下制作好的井点管，及时用干净的粗砂将孔壁井点间的空隙填充实，然后用自来水冲洗井点直到水变得清净为止，最后在地面往下约0.5～1.0m的位置将所有井点管用粘土填实以防漏气。

（4）井点系统连接：用装有阀门的Φ45胶皮连接管，将井点管和集水管（内径110mm左右）与水泵连接在一起，形成一个完整系统，如图4所示。抽水时先启动真空泵，把管路中的空气抽出，管路内形成真空，在地下水和土中的空气被吸入集水箱后，空气被真空泵排出，水在集水管中贮存到一定数量后用离心泵抽出。

（5）控制井点降水对周边环境危害的措施：①适度控制抽水量和离心泵的真空度。在施工开挖基坑时，用最大的抽水量或真空控制井点降水；在垫层、桩承台、地下室底板完工后，适当减少抽水量或调小真空度，使基坑外的降水曲面尽可能控制在最小合理范围之内。②回灌井点措施：因南面一侧制衣厂8层车间距基坑只有8m宽，为了避免产生过大的沉降，对车间楼造成损伤，我们在南面一侧降水井点外预先钻一排孔，并均匀设置6个水位观测井，在进行降水前，先将钻孔内、观测井的水位勘察清楚，造表记录。为避免车间楼下面的地下水位下降，与降水的同时向钻孔内灌水，以添补此处的地下水，使降水井影响半径不超过回灌井的范围。回灌水一般使用清水，以免阻塞井点，回灌灌水量和压力值的大小，都通过水井理论来估算，并通过观测井的观察数据和实际情况进行调整，既要达到起隔水屏幕的作用，又要预防回灌水外流而影响基坑内正常作业。

2、水泥搅拌桩的施工

在进行搅拌桩施工时，要注意以下几点：

（1）待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按水泥掺入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏掺入量为水泥量的2%，水灰比为0.45拌制水泥浆，并将水泥浆倒入备料斗备喷；（2）桩体压浆必须前后连贯，不能中断，每根桩要装浆一次并喷搅完成，必须连续施工；（3）施工完毕后，向集料斗中放入适量清水，开动灰浆泵，清洗管道中残留水泥浆，同时清理钻头粘附土；（4）施工龄期达到30天，方可进行基坑开挖。

五、施工监测

1、轻型井点降水水位

本工程中施工企业沿基坑四周共设置了10个观测井，通过抽水来控制观测井内地下水位高度，最后控制达到低于承台顶标高，等到地下室底板外防水完工后及浇完地下室底板，逐步减少抽水量，控制地下水位逐渐回升，直至地下室回填为止。同时，我们在南面车间楼一侧降水井点外均匀布设6个水位观测井，对车间楼地下水位进行全天候跟踪，为回灌井点灌水量起指导性作用，防止车间楼地下水流失，使其地下水保持不变。

2、位移及沉降监测

该深层搅拌水泥土桩围护土，在基坑和地下室施工期（60d）内无任何明显的弯折破坏，桩体完好无缺陷。沿基坑四周土墙设置14个观测点，其中南面邻车间楼一侧墙设置5个观测点，其余三面各设3个观测点，桩体最大位移18mm，满足规程要求；我们重点对车间楼沉降进行监测，在车间楼设置8个沉降观测点，从基坑开挖至完成，最大沉降量累加值为8.2mm，对车间楼未产生不良影响。

六、结束语

本工程利用轻型井点降水，结合深层搅拌水泥土桩墙作为基坑支护体系。

本工程在基坑开挖深度＜6m，地下水位较高，地层水渗透系数较大的淤泥质粉质粘土，采用一级井点降水与深层搅拌水泥土桩墙组合体系，可以免去坑内的支撑，既能挡土又成为隔水帷幕；既经济又施工简便。本工程在基坑南面车间楼一侧实施回灌井点措施，实施重点监护，由于措施得当，防止车间楼地下水流失。从基坑开挖至完成，最大沉降量累加值为8.2mm，对车间楼未产生不良影响。取得良好的工程效果，值得同类工程参考。

图3 滤管构造示意图

图4 井点系统布置示意图