大團鎮17-01地塊基坑圍護設計與施工

宋子收

（農工商房地產集團上海匯航城市置業投資有限公司，上海 201318）

1 水泥攪拌樁擋土墻簡述

我國的城市化進程促進了地下空間的大開發，尤其是隨著居民生活水平的提高，地下停車位配比逐漸增多，因此地下工程也日益增多［1］。上海地區以開挖深度4～6m的基坑為常見，在不滿足放坡開挖時，此類基坑通常采用重力式水泥土攪拌樁進行基坑圍護，起到止水和圍護的雙重作用。

水泥攪拌樁擋土墻具有以下優點：施工時振動噪音較小，操作簡便，成樁工期比較短，隔水防滲性能較好；基坑開挖不需要支撐拉錨，有利于土方開挖及后期結構施工等。但也有不足：墻體寬度大占地面積較大；成樁后需要28天以上的保養期，不能立即進行土方開挖；基坑長邊開挖較大時基坑位移控制能力較弱［2，3］。

2 工程概況

本基坑工程場地位于上海浦東新區大團鎮，擬建場地東側為南團公路，南側為永旺路，西側通流路，北側為永旺路，由9棟高層和一座一層地下車庫組成。基坑面積約20117m2，周長620m，車庫基坑挖深約4.50～5.15m；局部集水坑落深1.5嗎；高層號樓基坑挖深約2.65m，號房電梯集水井和消防電梯井區域比基礎落深2.75m和1.60m；號樓與車庫高差深2.450m。

通過地質報告發現本場地內有大面積洼地等不良地質，場地第①層雜填土厚度約1.4m，該層土工程土質差，厚薄不均、成份復雜、軟硬不一、變化較大；場地第②3砂質粉土、③層淤泥質粉質黏土夾粉性土，滲透性較強，基坑開挖極易產生管涌及流砂現象，亦可能影響水泥土攪拌樁的成樁質量。對本工程有比較大影響的是場區淺部土層中的潛水，年水位埋深0.50m左右，最低水位埋深約1.50m。應采取降水措施及時疏干基坑內地下水，防止開挖過程中局部流砂及管涌等不良情況的出現，保證施工的順利進行。

3 基坑圍護設計方案

3.1 本基坑工程特點

a）設計按自然地面絕對標高按4.800m考慮。基坑開挖深度約4.50～5.15m，局部落深區0.7～1.2m；基坑面積達20177m2；基坑周邊長，總周長約620m。b）基坑周邊有環通道路，荷載較大。c）基坑距離號房較近，周邊環境較為復雜，環境保護有一定困難。d）由于基坑面積較大，基坑開挖時間長、基坑暴露時間長。e）本場地內有大面積洼地等不良地質現象，③層淤泥質土較厚，土質很差，對基坑圍護設計及施工影響較大。

3.2 圍護結構選型

根據本基坑開挖深度及規模，從技術角度考慮，圍護結構可采用水泥土攪拌樁重力壩的圍護結構。綜合考慮周邊環境、開挖深度、經濟情況、施工工期、安全因素等諸多方面，本工程基坑主要選用水泥土攪拌樁擋土墻［4］，，局部走車的位置采用插入型鋼加固作為圍護。

3.3 圍護結構方案

本基坑采用重力式水泥土攪拌樁墻的圍護體系，部分位置墻體寬度4.2m，墻寬與挖深比0.72；采用格柵布置。攪拌樁有效樁長12m，插入坑底以下6.85m，水泥摻量13%，局部坑底加固。2根Φ48mm×3.0mm＠1000mm長度7米的鋼管插入面板150mm；插筋Φ12mm＠1000mm長度2米插入面板150mm。樁頂采用了厚200mm的C20鋼筋混凝土壓頂板，雙向構造鋼筋網Φ10mm＠200mm。主樓和車庫交接位置，水泥攪拌樁擋土墻寬度0.7m，開挖深度2.1m，攪拌樁長度6.1m，插入坑底以下4m，作為止水帷幕，水泥摻量13%。

3.4 坑內重點區的補強加固

1）集水井落深區，集水井落深區因挖深比正常區大，是基坑失穩的薄弱部位，所以應采用加固措施。具體方法為土壓力主動區水泥土攪拌樁墻體加寬，另外，坑底落深區亦采用攪拌樁加固的復合補強方案，確保集水井落深區的安全及圍護結構的整體穩定。

2）基坑拐角處，基坑平面拐角處的陽角區域采用加寬重力式水泥土墻（即多加水泥土樁排數）等措施予以補強。同時在施工過程中，嚴格控制施工質量，嚴格按照要求進行開挖，盡可能減小圍護體暴露長度，控制基坑變形。

3.5 基坑降水

凡是基坑失穩的情況出現，皆與地下水有關，因此基坑降排水是保證基坑工程穩定的重要舉措。本工程在基坑開挖前，及時疏干了基坑內的地下水，提高了土體的有效應力，為穩定邊坡、減緩基坑圍護變形、滿足施工創造了條件。坑內輕型井點預降水比基坑開挖早5天，降水深度達坑底下1.0～1.5m，這為基坑開挖施工提供良好的施工環境。

4 圍護體系施工技術要點［5］

4.1 施工流程

a）平整場地，使場地滿足施工條件。b）重力式水泥土攪拌樁墻施工、插入鋼筋、鋼管、做200mm厚混凝土壓頂等構造加強措施。c）水泥土攪拌樁養護，滿足養護期后，分層分段開挖至坑底標高（縮小開挖面積及暴露時間），并及時澆筑混凝土墊層。d）開挖落深區部位并澆筑墊層。e）及后澆帶位置施工結構底板、墻、柱。

4.2 雙軸水泥土攪拌樁施工技術要點

a）雙軸水泥土攪拌樁單樁斷面尺寸為700mm×1200 mm，相鄰樁搭接200mm。水泥采用P.O42.5，摻入比為不少于13%。

b）施工前應根據設計要求進行試驗性試樁，試驗性試樁數量不得少于2根。成樁應采用兩噴三攪工藝，水泥土攪拌樁施工應連續，相鄰樁間歇不得超過15分鐘。同時，噴漿攪拌時鉆頭提升速度應≤0.5m／min，下沉速度應≤1.0m／min。

c）兩噴三攪工藝流程：攪拌樁機定位→鉆頭第1次預攪下沉→鉆頭第1次噴漿攪拌提升→鉆頭第2次攪拌下沉→鉆頭第2次噴漿攪拌提升→停漿→鉆頭第3次攪拌下沉→鉆頭第3次攪拌提升至孔口→停攪→移位。

d）水泥漿液的水泥摻入比應控制在0.5～0.6范圍內，制備的漿液不得離析，泵送應連續進行。當鉆頭預攪下沉至預定標高、水泥漿液到達出漿口時，應在水泥漿液與樁端土充分攪拌30s后再提升鉆桿。鉆頭每轉1周提升或下沉量10～15mm，額定漿量在樁身長度范圍內應均勻分布。施工中因故停漿時，應將鉆頭攪拌下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿攪拌提升。當停機時間＞3h時，應先拆卸輸漿管路，并對管路進行清洗。鋼管和鋼筋的插入應在水泥土攪拌樁成樁后15h內施工，插入位置和深度應符合設計要求。

e）水泥土攪拌樁養護期應達到規范要求的時間，一般應≥28d，無側限抗壓強度u≥0.8MPa時方可進行基坑開挖。樁位偏差應≤5cm，垂直度偏差≤1%。

4.3 土方開挖施工要點

a）地面超載應控制在20kPa以內，同時在基坑開挖范圍及主樓周邊20m范圍內不得堆放土方，土方必須外運。

b）基坑開挖應按照“分層、分段、分塊、對稱、平衡、限時”的方法確定開挖順序，基坑開挖前圍護結構、基坑土體加固、降水應達到設計和施工要求。

c）土方挖掘機、運輸車輛等直接進入基坑進行施工作業時，應采取保證坡道穩定的措施，坡道坡度不宜大于1∶8，坡道寬度應滿足車輛行駛要求。采用全面分層開挖或者臺階式分層開挖的方式，基坑內部臨時坡體應≤1∶1.5，且在土方開挖過程中挖土高差應≤2m。機械進出通道應鋪設路基箱或加固局部地基。

d）除井點降水措施外，還應在地面設排水溝、基坑內設明排水措施，以便及時排除雨水及地面流水。坑內排水嚴禁在坑邊挖溝。機械挖土時，坑底以上20～30cm范圍內的土方應采用人工修底的方式挖除。基坑開挖至坑底標高應及時進行墊層施工，墊層應澆筑到基坑圍護墻邊或者放坡開挖的基坑坡腳，圍護墻無墊層暴露長度不宜過長。

e）臨近基坑邊的局部落深區的開挖必須待墊層施工完成并達到設計強度后方可進行。機械挖土應避免對工程樁產生影響，挖土機械不得直接在工程樁頂部行走；挖土機械嚴禁觸碰工程樁、圍護墻、降水井管、監測點。

5 結語

軟土地區的基坑圍護設計和施工應充分考慮場地土質條件、周邊環境、基坑開挖深度、基坑形狀等，做到精心設計、精心施工。本方案的成功實施，取得了良好的施工效果和經濟價值。為以后類似工程項目提供了參考。