水泥搅拌桩、钢板桩和土钉墙组合基坑支护施工技术

汤艺泉

（漳州圆新建设集团有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

当地层中存在淤泥和淤泥质土等软弱土层时，鉴于软土的稳定性较差的特性，在地下水的影响下， 单纯靠一种支护方式难以保证基坑的稳定性，因此，以水泥搅拌桩作为止水帷幕，钢板桩为竖向支挡， 锚管土钉墙为土体加筋锚固等形成新的组合支护方式， 从而保证基坑的沉降和变形处于监测预警值范围内。

1 工程概况

滨江雅筑1#～3#住宅楼、4#楼（变配电房及柴油发电机房）及地下室位于漳州市圆梦路以北，洪坑桥支渠以东， 龙江南路以西， 总建筑面积为36 900.79 m2。 基坑西侧约3 m 为洪坑桥支渠，渠内长期有流水，东侧约10 m 为龙江南路，北侧为空地，南侧约3 m 为圆梦路，周边环境复杂。经过调查可知，基坑内无洞穴、军事光缆和地下管线等，基坑开挖深度为5.35～7.95 m。

2 基坑支护设计方案

该工程开挖土层主要为淤泥层， 根据周边环境、 开挖土层性质及支护技术与安全性等因素考虑，南侧和东侧的基坑支护选用搅拌桩、钢板桩和土钉墙三种组合的支护方式， 而西侧和北侧的基坑支护选用搅拌桩与土钉墙两种组合支护方式。

3 组合基坑支护施工技术

3.1 钢板桩施工技术

采用全站仪将钢板桩的施工边线测放出来，然后洒上白灰，按照一定间距将前后所在的钢板桩位置测放出来，在桩位上打入木桩，接着拉通线测放出其余钢板桩的安装位置。 将H 型钢堆放在桩位旁边，堆放的位置应处于吊机的回转半径内。 采用振动锤下插H 型钢，H 型钢应对准桩位缓慢下沉，采用单眼打入法，振动锤型号为DZ90，每捶打1 m应量测钢板桩的垂直度，在呈直角的两个方向挂线锤以校正钢板桩的垂直度，施工规范要求钢板桩的垂直度偏差应控制在1%之内。当H 型钢施工至4～5 m 时即可加快施工速度直至达到设计高程。 待第一根钢板桩下插完成后即可安装导向架，安装间距为1 m，根据导向架以施打其余钢板桩，第1 根钢板桩应从转角处开始， 钢板桩应立即插入锁扣，使相邻钢板桩形成牢固和完整的围檩支架。为防止钢板桩产生移位现象，将卡板安装在锁口上，从而锁住钢板桩。 钢板桩定位应准确无误，钢板桩的平面位置偏差≤20 mm，桩顶高程偏差≤100 mm。 待基坑土方回填后即可进行钢板桩的拔出作业，采用振动锤对钢板桩进行激振，使钢板桩与周边土层出现松动现象，接着采用振动锤将H 型钢拔出，由于钢板桩长度较长，当拔出一段长度时应激振5 min 左右将孔底的土体振实，钢板桩拔出后，及时采用水泥砂浆对孔洞进行回填并夯实。

3.2 水泥搅拌桩施工技术

钢板桩前面和背面的两排和单排水泥搅拌桩在桩位区域进行施工沟槽开挖，深度为1 m，宽度为1.5 m，钢板桩中间的水泥搅拌桩则直接测放出桩位后再成桩。施工沟槽开挖后将桩位全部测放出来，将竹签插在桩位上，采用水准仪量测桩位的顶高程，根据设计桩长计算出钻孔的实际深度。 搅拌头叶片尺寸应不小于500 mm， 对于尺寸不够的叶片及时进行补焊。 所有仪器和设备的工作性能应良好，并有鉴定证书，确保计量的准确性。 双轴搅拌机在施工前应进行试运行，试运行正常后即可下沉切土钻进，钻进应匀速，钻进速度为0.8 m/min。为提高水泥浆制备质量，采用自动拌浆系统，水泥浆搅拌应均匀。 在钻进成桩过程中，为防止喷嘴出现堵塞现象，可以少量喷浆钻进。 当搅拌头达到设计桩底高程时，启动灰浆泵将水泥浆泵送到搅拌头上的喷嘴， 在桩底原位进行喷浆与搅拌约30 s 后再匀速提升， 一般提速为0.5 m/min， 提升过程应不断喷浆，提升至桩顶后停止喷浆，接着继续下沉重复上述施工步骤，第二次将搅拌头提出地面。 严格按照设计要求进行搭接施工， 注意相邻搅拌桩间歇时间，避免水泥土凝固出现无法搭接现象。搅拌桩的桩身垂直度通过控制钻杆垂直度以实现， 将垂直度偏差控制在1%内。 搅拌桩搭接施工间歇时间不大于12 h，当喷浆搅拌提升过程出现中断现象，待恢复喷浆时应将搅拌头下沉搅拌至停浆面约1.0～1.5 m 后再喷浆搅拌提升， 使停浆段的水泥搅拌桩搭接紧密，避免出现断桩现象。

3.3 土钉墙施工技术

为提高土钉墙的锚固作用，该工程选用锚管土钉墙，钢管尺寸选用Φ48 mm×3 mm，锚管为加大与土体间的摩阻力，在钢管上焊接倒刺，材料选用L25 mm×3 mm 角钢，锚头采用扩大头，锚头尺寸为Φ108 mm×4.5 mm，圆锥形，锚头与锚管之间连接形式为焊接， 材料为6 根直径为16 mm 的三级钢。锚管设计长度为9 m，打入角度为45 °，施工工具为QC-150 型锚杆机，严格控制角度偏差≤5%。锚管在靠近冠梁一端1 m 长位置不开孔，其余侧则沿着钢管环向等分钻取3 个直径为10 mm 的注浆孔，设置间距为150 mm。 浆液采用纯水泥浆，水灰比为0.5，水泥为P·O 42.5R，注浆方法为压浆法，注浆压力为0.4 MPa， 注浆过程中应关注排气情况和注浆压力值的变换， 待水泥浆从孔口溢出且压力值升至0.4 MPa，排气管无排气，水泥浆变成浓浆，则继续稳压注浆3 min 后关闭注浆泵。 在基坑侧壁上以3.0 m×1.0 m 的网格打设直径为16 mm 的加强筋，接着将直径为6.5 mm 的钢筋以250 mm×250 mm 的网格进行绑扎，钢筋网搭接宽度≥300 mm。钢筋网绑扎范围应在基坑顶部以上0.5 m，确保外来水不得渗透进入喷射混凝土层内。 空压机风量为9 m3/min，喷射压力为0.15 MPa， 细石混凝土应掺入一定量速凝剂，喷射厚度为80 mm，采取分段分层干式喷射方法，喷射应均匀，厚度应符合设计要求。

3.4 加强基坑监测

在基坑周边按照设计要求布置水平位移、水位和沉降等监测点， 在基坑开挖和地下室施工期间，严格按照监测方案进行定期量测和检查，通过采集到相关数据录入预警系统中，结合基坑施工实际情况进行监测与跟踪，根据数值与预警值的差距情况合理地分析和判断支护结构的变形情况，绘制位移和沉降曲线图，预判基坑下一步的变形趋势，并按照规定设置预警限值，一旦监测数据超标，则系统能够自动报警，从而有效地对目前的施工行为做出科学研判，避免出现基坑失稳的事故。

4 结语

该工程基坑周边环境复杂，尤其是基坑东侧和南侧距离现有的市政道路较近，根据现场实际情况选用搅拌桩、钢板桩和土钉墙多种组合支护，严格按照设计和规范要求对三种支护技术进行施工质量控制，加强基坑监测。实践表明，该组合支护方式能有效地保证基坑稳定性，确保施工安全性，取得了良好施工效果。