某高層地下車庫深層攪拌樁基坑圍護實例

■ 楊 嫻 Yang Xian

0 工程概況

本工程場地位于上海市寶山區(qū)軍工路、逸仙路，分為地上和地下兩部分，地上由3組11～20層高層住宅單元組成，地下室分東西兩部分。本工程基礎(chǔ)形式為樁基加大底板，基坑開挖深度4.45m、2.45m。基坑圍護結(jié)構(gòu)方案根據(jù)不同的開挖深度及周邊條件，采用重力式擋墻（深層攪拌樁）；基坑內(nèi)局部采用壓密注漿加固，800×800梅花形布置(圖 1)。

本基坑標高采用絕對標高，周邊地面絕對標高為4.000。根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《基坑工程設(shè)計規(guī)程》，本基坑開挖深度＜7m，且周圍環(huán)境無特別要求，故屬于三級基坑。

1 基坑設(shè)計

1.1 工程地質(zhì)情況

通過實地勘察，本工程①擬建場地空曠，地貌類型屬濱海平原，場地內(nèi)地勢平坦；②其淺層地下水屬潛水類型，勘探期間實測地下水靜止水位埋深0.30～1.50m之間，設(shè)計地下水平均埋深可取0.7m。場地的工程地質(zhì)條件及基坑圍護設(shè)計參數(shù)見表1。

1.2 設(shè)計方案

根據(jù)本工程實際地質(zhì)情況，基坑圍護決定采用深層攪拌樁，基坑周邊均需卸土1.43m，護坡根據(jù)基坑距離建筑控制線的遠近，選擇一次放坡、二次放坡，基坑邊設(shè)置水泥攪拌樁加固，坑內(nèi)集水井等局部落深區(qū)采用寬度不等的雙軸水泥攪拌樁?700@500加固，坑內(nèi)采用壓密注漿加固。雙軸水泥攪拌樁除單排相互搭接250外，其余相互搭接200；采用P32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5，水泥摻入量13%。一般考慮地面超載為20kPa。

根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》,水泥土攪拌樁基坑圍護的設(shè)計經(jīng)抗傾覆、抗滑移、整體穩(wěn)定、坑底隆起安全計算，均在安全系數(shù)范圍內(nèi)，均滿足規(guī)范要求。

表1 地層設(shè)計參數(shù)表

2 深層攪拌樁施工

2.1 工藝流程

深層攪拌樁采用二次噴漿、三次攪拌的施工工藝，工藝流程為:定位放線、開挖基槽 → 樁機就位 → 配制水泥漿 →下沉切土到設(shè)計樁底 → 提升噴漿攪拌到樁頂 → 重復(fù)攪拌到樁底 → 提升噴漿攪拌到樁頂 → 成樁結(jié)束 → 壓頂施工。

2.2 施工方法

2.2.1 開挖樣槽

按攪拌樁樁位平面布置，挖深約1m，比攪拌樁設(shè)計寬度寬30cm的溝槽。

2.2.2 鉆機就位

攪拌樁機機座必須平整穩(wěn)固，保持井架垂直度，使動力頭（或轉(zhuǎn)盤）中心、攪拌頭、樁位中心三點在同一鉛垂線上。

2.2.3 預(yù)攪下沉

起動冷卻泵，待循環(huán)正常后再起動動力頭電機，放松鋼絲繩，使攪拌機沿導(dǎo)向架通過鉆具自重緩慢平穩(wěn)地邊攪動邊下沉。密切觀察動力頭電機儀表，其工作電流不得大于額定電流，以防跳閘或燒壞電機。如下沉速度過慢，可通過輸漿系統(tǒng)補給清水（或漿液）以潤滑鉆頭，加快下沉，但工作電流須嚴格控制在額定電流范圍內(nèi)。嚴格控制樁底標高，攪拌頭必須下沉到設(shè)計深度，可在機上標明深度位置，以便掌握深度。

2.2.4 灰漿制配

深層攪拌下沉到一定深度時，即開始按設(shè)計配合比拌制水泥漿，操作步驟是：①先向拌合機中注入清水，啟動攪拌機，邊攪拌邊加入水泥，并記錄摻入量；②灰漿制成后，為防止離析，灰漿攪拌機不停地攪拌，于注漿前將漿液經(jīng)過篩網(wǎng)倒入集料斗中。

2.2.5 注漿

當攪拌機下沉到設(shè)計深度后，將攪拌頭提離孔底5～10cm，在孔底坐漿30s，并且邊噴邊旋轉(zhuǎn)，然后開始邊噴漿邊提升放置，使水泥漿和土體充分拌和均勻。

攪拌頭的提升速度必須嚴格控制，注漿到設(shè)計加固的頂面高度時，要求集料斗中灰漿正好排空。

2.2.6 重復(fù)下沉攪拌、提升攪拌

為使土體和水泥漿充分拌合，須進行第二次下沉，提升攪拌，以保證加固均勻。

2.2.7 清洗

灰漿注漿完畢應(yīng)向集料斗中注入適量清水，泵送清水清洗全部管道中的殘留漿液，以防發(fā)生堵塞，攪拌頭上土體清除干凈，檢查磨損度，當攪拌頭直徑小于69cm，應(yīng)及時更換或修正。

2.2.8 移位

成樁完畢，移位到下一個樁位中心。移位時須將攪拌頭提離地面1m，重復(fù)1～8步驟，進行下一根樁的施工。

2.3 施工技術(shù)質(zhì)量控制關(guān)鍵點

⑴樁機定位，道木要平穩(wěn)。平衡道木以及樁機位置，應(yīng)參照目測以及鉆桿與附近建筑物的相對位置的方法，使機架的垂直度控制在1%以內(nèi)，橫縱向機械移位道木高差≤10cm，到位后經(jīng)平整，鉆機方可開鉆。樁位布置的偏差不得＞50mm。

⑵樁位用鋼筋定位，平面位置偏差＜5cm，垂直度偏差不宜＞0.5%。

⑶嚴格計量工作，實行掛牌施工制度，根據(jù)設(shè)計摻量13%計算每根樁水泥用量，施工時應(yīng)嚴格按計算用量下料，誤差控制在3%以內(nèi)，同一根樁內(nèi)不得使用不同品種水泥。

⑷嚴格控制水灰比。根據(jù)攪拌樁筒尺寸計算容積，計算每次拌和的用水量及用灰量，水灰比應(yīng)控制在0.50。

⑸保證水泥漿液質(zhì)量，選用合格原材料，不得使用受潮、結(jié)塊的水泥。灰漿攪拌時間不應(yīng)少于2min，保證攪拌均勻，避免灰漿離析。

⑹攪拌樁嚴格控制下沉和提升攪拌速度，預(yù)攪下沉速度應(yīng)控制在0.8m/min，提升攪拌速度控制在0.5m/min。

⑺成樁噴漿提升中嚴禁斷漿。如意外斷漿必須重新下鉆至停漿面以下0.5m處重新成樁施工。若停機超過3h，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，宜先拆卸輸漿管路清洗。

⑻經(jīng)常性、制度性檢查鉆頭磨損情況，及時修補鉆頭，使其保持單鉆頭直徑為φ700±20。

⑼相鄰樁的施工時間不應(yīng)超過8～10h，如果超過24h，樁體噴漿時要適當多噴水泥漿（提高30%），以保證樁體強度，相連樁施工間隔超過48h的，應(yīng)在接頭處補1根樁。

3 開挖與降水

本項目在圍護樁和工程樁施工結(jié)束后，待攪拌樁強度達到1.0MPa，齡期達到28d，且降水深度達到要求后方可開挖，開挖前應(yīng)進行預(yù)降水。降水開始前，需對基坑內(nèi)外水位進行全面監(jiān)測，以確保降水效果。

本項目降水采用輕型井點降水，基坑挖土應(yīng)遵循分區(qū)、分層、分塊、對稱盆式的原則開挖，基坑內(nèi)嚴禁相鄰多區(qū)域大面積同時開挖，每區(qū)開挖至基底標高后及時澆筑混凝土墊層及基礎(chǔ)底板，以減少基坑大面積暴露時間，控制基坑的回彈隆起。開挖過程中發(fā)現(xiàn)圍護體接縫處滲水應(yīng)及時采取封堵措施。

4 基坑施工監(jiān)測

為了確保基坑安全，要求隨時掌握開挖及支護施工整個過程中邊坡的動態(tài)變化，必須在支護施工過程中實施信息法施工，并把獲得的信息通過修改設(shè)計反饋到施工工作中去，以指導(dǎo)施工。

4.1 監(jiān)測內(nèi)容

監(jiān)測內(nèi)容包括：圍護樁頂及臨近建筑物、管線的水平垂直位移；圍護樁體的側(cè)移（測斜）；坑內(nèi)外的水位監(jiān)測。

4.2 觀測及報警要求

⑴在圍護結(jié)構(gòu)施工前，須測得初讀數(shù)。

⑵在基坑降水及開挖期間，須做到一日一測。

⑶報警界限：水平、垂直位移大于3mm/d或累計大于30mm，坑外地下水位下降達500mm。

本項目全程經(jīng)具有相關(guān)資質(zhì)的單位監(jiān)測，數(shù)據(jù)均在合理范圍內(nèi)，未出現(xiàn)報警警示情況。

5 結(jié)論與分析

通過科學選型、設(shè)計，嚴謹規(guī)范施工，全程嚴密監(jiān)測，保質(zhì)保量地完成了本基坑圍護工程，成功通過了相關(guān)單位的驗收，證明一個基坑工程的成功，是與選型、設(shè)計、施工、監(jiān)測密不可分的。此外在基坑圍護中，運用深層攪拌樁還需要注意以下方面：

⑴深層攪拌樁造價低，同時可用于止水，但是深層攪拌樁只適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土，地基承載力≤120kPa的黏性土和粉性土等地基。

⑵本工程基坑深度較淺，單純的深層攪拌樁不適合深基坑。如果運用于較深基坑圍護，可采取土釘墻或逆作拱墻等更為合適的支護方式。