大团镇17-01地块基坑围护设计与施工

宋子收

（农工商房地产集团上海汇航城市置业投资有限公司，上海 201318）

1 水泥搅拌桩挡土墙简述

我国的城市化进程促进了地下空间的大开发，尤其是随着居民生活水平的提高，地下停车位配比逐渐增多，因此地下工程也日益增多［1］。上海地区以开挖深度4～6m的基坑为常见，在不满足放坡开挖时，此类基坑通常采用重力式水泥土搅拌桩进行基坑围护，起到止水和围护的双重作用。

水泥搅拌桩挡土墙具有以下优点：施工时振动噪音较小，操作简便，成桩工期比较短，隔水防渗性能较好；基坑开挖不需要支撑拉锚，有利于土方开挖及后期结构施工等。但也有不足：墙体宽度大占地面积较大；成桩后需要28天以上的保养期，不能立即进行土方开挖；基坑长边开挖较大时基坑位移控制能力较弱［2，3］。

2 工程概况

本基坑工程场地位于上海浦东新区大团镇，拟建场地东侧为南团公路，南侧为永旺路，西侧通流路，北侧为永旺路，由9栋高层和一座一层地下车库组成。基坑面积约20117m2，周长620m，车库基坑挖深约4.50～5.15m；局部集水坑落深1.5吗；高层号楼基坑挖深约2.65m，号房电梯集水井和消防电梯井区域比基础落深2.75m和1.60m；号楼与车库高差深2.450m。

通过地质报告发现本场地内有大面积洼地等不良地质，场地第①层杂填土厚度约1.4m，该层土工程土质差，厚薄不均、成份复杂、软硬不一、变化较大；场地第②3砂质粉土、③层淤泥质粉质黏土夹粉性土，渗透性较强，基坑开挖极易产生管涌及流砂现象，亦可能影响水泥土搅拌桩的成桩质量。对本工程有比较大影响的是场区浅部土层中的潜水，年水位埋深0.50m左右，最低水位埋深约1.50m。应采取降水措施及时疏干基坑内地下水，防止开挖过程中局部流砂及管涌等不良情况的出现，保证施工的顺利进行。

3 基坑围护设计方案

3.1 本基坑工程特点

a）设计按自然地面绝对标高按4.800m考虑。基坑开挖深度约4.50～5.15m，局部落深区0.7～1.2m；基坑面积达20177m2；基坑周边长，总周长约620m。b）基坑周边有环通道路，荷载较大。c）基坑距离号房较近，周边环境较为复杂，环境保护有一定困难。d）由于基坑面积较大，基坑开挖时间长、基坑暴露时间长。e）本场地内有大面积洼地等不良地质现象，③层淤泥质土较厚，土质很差，对基坑围护设计及施工影响较大。

3.2 围护结构选型

根据本基坑开挖深度及规模，从技术角度考虑，围护结构可采用水泥土搅拌桩重力坝的围护结构。综合考虑周边环境、开挖深度、经济情况、施工工期、安全因素等诸多方面，本工程基坑主要选用水泥土搅拌桩挡土墙［4］，，局部走车的位置采用插入型钢加固作为围护。

3.3 围护结构方案

本基坑采用重力式水泥土搅拌桩墙的围护体系，部分位置墙体宽度4.2m，墙宽与挖深比0.72；采用格栅布置。搅拌桩有效桩长12m，插入坑底以下6.85m，水泥掺量13%，局部坑底加固。2根Φ48mm×3.0mm＠1000mm长度7米的钢管插入面板150mm；插筋Φ12mm＠1000mm长度2米插入面板150mm。桩顶采用了厚200mm的C20钢筋混凝土压顶板，双向构造钢筋网Φ10mm＠200mm。主楼和车库交接位置，水泥搅拌桩挡土墙宽度0.7m，开挖深度2.1m，搅拌桩长度6.1m，插入坑底以下4m，作为止水帷幕，水泥掺量13%。

3.4 坑内重点区的补强加固

1）集水井落深区，集水井落深区因挖深比正常区大，是基坑失稳的薄弱部位，所以应采用加固措施。具体方法为土压力主动区水泥土搅拌桩墙体加宽，另外，坑底落深区亦采用搅拌桩加固的复合补强方案，确保集水井落深区的安全及围护结构的整体稳定。

2）基坑拐角处，基坑平面拐角处的阳角区域采用加宽重力式水泥土墙（即多加水泥土桩排数）等措施予以补强。同时在施工过程中，严格控制施工质量，严格按照要求进行开挖，尽可能减小围护体暴露长度，控制基坑变形。

3.5 基坑降水

凡是基坑失稳的情况出现，皆与地下水有关，因此基坑降排水是保证基坑工程稳定的重要举措。本工程在基坑开挖前，及时疏干了基坑内的地下水，提高了土体的有效应力，为稳定边坡、减缓基坑围护变形、满足施工创造了条件。坑内轻型井点预降水比基坑开挖早5天，降水深度达坑底下1.0～1.5m，这为基坑开挖施工提供良好的施工环境。

4 围护体系施工技术要点［5］

4.1 施工流程

a）平整场地，使场地满足施工条件。b）重力式水泥土搅拌桩墙施工、插入钢筋、钢管、做200mm厚混凝土压顶等构造加强措施。c）水泥土搅拌桩养护，满足养护期后，分层分段开挖至坑底标高（缩小开挖面积及暴露时间），并及时浇筑混凝土垫层。d）开挖落深区部位并浇筑垫层。e）及后浇带位置施工结构底板、墙、柱。

4.2 双轴水泥土搅拌桩施工技术要点

a）双轴水泥土搅拌桩单桩断面尺寸为700mm×1200 mm，相邻桩搭接200mm。水泥采用P.O42.5，掺入比为不少于13%。

b）施工前应根据设计要求进行试验性试桩，试验性试桩数量不得少于2根。成桩应采用两喷三搅工艺，水泥土搅拌桩施工应连续，相邻桩间歇不得超过15分钟。同时，喷浆搅拌时钻头提升速度应≤0.5m／min，下沉速度应≤1.0m／min。

c）两喷三搅工艺流程：搅拌桩机定位→钻头第1次预搅下沉→钻头第1次喷浆搅拌提升→钻头第2次搅拌下沉→钻头第2次喷浆搅拌提升→停浆→钻头第3次搅拌下沉→钻头第3次搅拌提升至孔口→停搅→移位。

d）水泥浆液的水泥掺入比应控制在0.5～0.6范围内，制备的浆液不得离析，泵送应连续进行。当钻头预搅下沉至预定标高、水泥浆液到达出浆口时，应在水泥浆液与桩端土充分搅拌30s后再提升钻杆。钻头每转1周提升或下沉量10～15mm，额定浆量在桩身长度范围内应均匀分布。施工中因故停浆时，应将钻头搅拌下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。当停机时间＞3h时，应先拆卸输浆管路，并对管路进行清洗。钢管和钢筋的插入应在水泥土搅拌桩成桩后15h内施工，插入位置和深度应符合设计要求。

e）水泥土搅拌桩养护期应达到规范要求的时间，一般应≥28d，无侧限抗压强度u≥0.8MPa时方可进行基坑开挖。桩位偏差应≤5cm，垂直度偏差≤1%。

4.3 土方开挖施工要点

a）地面超载应控制在20kPa以内，同时在基坑开挖范围及主楼周边20m范围内不得堆放土方，土方必须外运。

b）基坑开挖应按照“分层、分段、分块、对称、平衡、限时”的方法确定开挖顺序，基坑开挖前围护结构、基坑土体加固、降水应达到设计和施工要求。

c）土方挖掘机、运输车辆等直接进入基坑进行施工作业时，应采取保证坡道稳定的措施，坡道坡度不宜大于1∶8，坡道宽度应满足车辆行驶要求。采用全面分层开挖或者台阶式分层开挖的方式，基坑内部临时坡体应≤1∶1.5，且在土方开挖过程中挖土高差应≤2m。机械进出通道应铺设路基箱或加固局部地基。

d）除井点降水措施外，还应在地面设排水沟、基坑内设明排水措施，以便及时排除雨水及地面流水。坑内排水严禁在坑边挖沟。机械挖土时，坑底以上20～30cm范围内的土方应采用人工修底的方式挖除。基坑开挖至坑底标高应及时进行垫层施工，垫层应浇筑到基坑围护墙边或者放坡开挖的基坑坡脚，围护墙无垫层暴露长度不宜过长。

e）临近基坑边的局部落深区的开挖必须待垫层施工完成并达到设计强度后方可进行。机械挖土应避免对工程桩产生影响，挖土机械不得直接在工程桩顶部行走；挖土机械严禁触碰工程桩、围护墙、降水井管、监测点。

5 结语

软土地区的基坑围护设计和施工应充分考虑场地土质条件、周边环境、基坑开挖深度、基坑形状等，做到精心设计、精心施工。本方案的成功实施，取得了良好的施工效果和经济价值。为以后类似工程项目提供了参考。