陳周平

（廈門市特房海灣投資有限公司，福建 廈門 361000）

0 前言

在中國(guó)新時(shí)代背景下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，科學(xué)技術(shù)提升顯著，有效推動(dòng)了建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。隨著城市發(fā)展需求，高層建筑與地下空間利用率增大，從而增加了基坑工程數(shù)量與深度。深基坑支護(hù)工程屬于地下工程的結(jié)構(gòu)體系，不僅要求保證地下結(jié)構(gòu)安全，還需要減少周邊環(huán)境的破壞影響。在沿海地區(qū)不僅僅要面臨深基坑結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題，還要考慮地下水的影響。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須詳細(xì)分析和研究整個(gè)基坑的止水方案，從而保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。

1 基坑支護(hù)方案的常規(guī)優(yōu)選方法

在不同設(shè)計(jì)階段，基坑工程不僅要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，所應(yīng)用的選擇方法也不同。按照長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)，可以將深基坑優(yōu)化設(shè)計(jì)劃分為2個(gè)階段：支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)選階段、施工設(shè)計(jì)階段。支護(hù)方案優(yōu)選設(shè)計(jì)階段是針對(duì)多個(gè)開(kāi)挖支護(hù)方案，按照工程目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選，選擇出具備經(jīng)濟(jì)性、合理性與安全性的施工方案。之后開(kāi)展細(xì)部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，例如參數(shù)優(yōu)化。當(dāng)應(yīng)用錨攔樁支護(hù)時(shí)，必須優(yōu)化樁間距、錨桿位置、配筋、樁直徑、錨固力等參數(shù)。

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)極易受到環(huán)境條件、力學(xué)參數(shù)與地下水位等參數(shù)影響，直接決定支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)選型合理時(shí)，可以確保施工的安全性與可靠性，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均比較高。按照?qǐng)龅厮?，地質(zhì)條件與工程地質(zhì)環(huán)境，選擇出具備經(jīng)濟(jì)性和安全性的支護(hù)方式，明確總體支護(hù)方案。深基坑支護(hù)方案必須滿足抗輕負(fù)穩(wěn)定性，抗滑穩(wěn)定性和變形穩(wěn)定性的要求。在優(yōu)選時(shí)可以采用放坡開(kāi)挖方法，該方法屬于基坑開(kāi)挖方案中最具備經(jīng)濟(jì)性的方案，按照相關(guān)規(guī)定顯示，5 m以內(nèi)基坑開(kāi)挖邊坡，沙石類和老年土的高寬比為1∶0.35，坡高度為50 m左右。在明確高寬比之后，應(yīng)當(dāng)聯(lián)合區(qū)域地質(zhì)條件作做出科學(xué)決策。

2 工程概況

該項(xiàng)目位于廈門市同安區(qū)西柯鎮(zhèn)同安現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地片區(qū)，其東側(cè)與同安灣相隔一條濱海旅游路，其北側(cè)為已修建完成的規(guī)劃路，西側(cè)現(xiàn)為廈門環(huán)東海域新城指揮部大樓，南側(cè)與已建西洲路相鄰（如圖1所示）。設(shè)有2層地下室結(jié)構(gòu)，基坑支護(hù)總面積約17 815.37 m2，支護(hù)周長(zhǎng)約498 m。地面標(biāo)高約為7.89 m，基坑底標(biāo)為-2.78 m，基坑開(kāi)挖深度約為10.67 m（標(biāo)高為黃海高程）。

圖1 項(xiàng)目與周邊關(guān)系圖

工程地質(zhì)條件：場(chǎng)地較低洼平坦，多為內(nèi)灣灘涂或淺灘，大多吹填改造為養(yǎng)殖魚塘，后因片區(qū)整體規(guī)劃需要已進(jìn)行回填，該區(qū)域?yàn)檠睾５貐^(qū)典型性地質(zhì)。土層分布自上而下為：1）人工填土。2）淤泥質(zhì)黏土。3）含泥中砂。4）中粗砂。5）粉質(zhì)黏土。6）卵石。7）殘積砂質(zhì)黏性土。8）全風(fēng)化花崗巖。9）砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗等。其中粗砂厚度在1.6 m～9.9 m，面層黃海高程-3.30 m～1.20 m。如圖2所示。

場(chǎng)地周邊環(huán)境：該場(chǎng)地東側(cè)地下室外墻外邊線距用地紅線約為4.1 m，用地紅線距已建濱海旅游路約14.5 m，用地紅線距同安灣邊線最近約35 m；南側(cè)地下室外墻外邊線距用地紅線約為5 m～9 m，用地紅線距西洲路邊線約15 m；西側(cè)地下室外墻外邊線距用地紅線約為5 m，紅線外約3.8 m為已建圍墻，圍墻外現(xiàn)為廈門環(huán)東海域新城指揮部大樓；北側(cè)地下室距用地紅線約為4 m，用地紅線緊臨已建道路人行道。另根據(jù)地面調(diào)查，建筑場(chǎng)地交通便利，運(yùn)輸?shù)缆吠晟仆〞常瑘?chǎng)地地勢(shì)較平坦開(kāi)闊，適于各類機(jī)械進(jìn)場(chǎng)施工作業(yè)，場(chǎng)項(xiàng)目東側(cè)已建市政道路下埋有各類電纜、管線、通信等。

3 止水樁的選擇

在該項(xiàng)目中，基坑設(shè)計(jì)目標(biāo)在于安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，全面落實(shí)“動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)、信息化施工”的原則，以此確保工程設(shè)計(jì)的合理性，簡(jiǎn)化施工操作步驟。由于該區(qū)域臨近大海，因此場(chǎng)地地下水位變化受潮汐直接影響。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示場(chǎng)地內(nèi)的土層分部的砂層較厚、分布范圍廣。由于砂層存在貫通性及連續(xù)性、透水性能較強(qiáng)的特性，所以基坑開(kāi)挖存在大量涌水的可能，因此該基坑支護(hù)體系的關(guān)鍵在于止水措施，應(yīng)該于基坑工程四周設(shè)置有效的止水帷幕。

圖2 該工程典型土層分布剖面圖

因?yàn)樵搱?chǎng)地地質(zhì)特殊，周邊地下水補(bǔ)給充沛，并且場(chǎng)地內(nèi)地下水與海水之間存在密切水力聯(lián)系，所以經(jīng)過(guò)多方論證，決定采用連續(xù)套接的三軸水泥土攪拌樁組成1道外圍止水帷幕，在東側(cè)臨海迎水面圍護(hù)樁間加設(shè)1道二重管高壓旋噴樁來(lái)加強(qiáng)止水隔斷，并在場(chǎng)地內(nèi)分布24口降水井進(jìn)行場(chǎng)地內(nèi)降水。主要有以下2點(diǎn)考慮：1）該項(xiàng)目臨近海邊，地下水受潮汐影響較大，三軸水泥與攪拌樁可能存在止水效果未能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求的問(wèn)題。2）考慮三軸水泥土攪拌樁可能無(wú)法完全嵌入卵石層，存在根部涌水，未能達(dá)到設(shè)計(jì)的止水效果。

綜合上述，該工程基坑采用長(zhǎng)螺旋支護(hù)樁結(jié)合錨索的支護(hù)型式進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)采用三軸攪拌樁進(jìn)行全面止水，擬定在特殊部位采用樁間二重高壓旋噴樁加強(qiáng)止水。該工程基坑支護(hù)止水工程總造價(jià)約362萬(wàn)，其中二重高壓旋噴樁造價(jià)約80萬(wàn)元。

4 三軸攪拌樁技術(shù)參數(shù)

該基坑支護(hù)止水方案采取兩道互補(bǔ)，于支護(hù)樁外側(cè)進(jìn)行連續(xù)套接三軸水泥土攪拌樁止水帷幕，支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖如圖3所示。

圖3 沿海一側(cè)基坑支護(hù)止水平面圖

攪拌樁采用連續(xù)套接的三軸水泥土攪拌樁，規(guī)格為φ850@600 mm，水泥土攪拌樁的水泥參量≥25%，樁身28 d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.5 MPa，澆筑過(guò)程中泵送壓力應(yīng)該＞0.3 MPa，泵送流量必須恒定。

施工允許偏差：樁位偏差≤20 mm，垂直度≤0.5%，當(dāng)機(jī)械攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)該立即檢查并適當(dāng)調(diào)整施工機(jī)械垂直度。水泥漿水灰比為1.5。水泥土攪拌樁齡期應(yīng)達(dá)28 d以上方能進(jìn)行土方開(kāi)挖。

基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)漏水、涌沙現(xiàn)象，應(yīng)該立即停止開(kāi)挖，用注漿等措施進(jìn)行封堵，并且加強(qiáng)觀測(cè)，防止周邊地面出現(xiàn)沉降。

當(dāng)三軸水泥土攪拌樁施工完成并且達(dá)到齡期后，應(yīng)該組織現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖和全面排查，進(jìn)行鉆芯取樣以檢測(cè)止水效果，如果出現(xiàn)滲漏等情況應(yīng)該立即封堵，同時(shí)查明原因，由設(shè)計(jì)單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整施工工藝及參數(shù)。

5 三軸水泥土攪拌樁施工工藝

5.1 測(cè)量放線

按照工程設(shè)計(jì)方案中的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，確保放樣定位的準(zhǔn)確性，同時(shí)測(cè)量工程高程，放置臨時(shí)標(biāo)志與永久性表示。完成放樣定線后，編制測(cè)量技術(shù)復(fù)核單，邀請(qǐng)監(jiān)理工程師復(fù)核檢驗(yàn)并簽證，確保無(wú)差錯(cuò)后，再開(kāi)展攪拌施工操作[1]。

5.2 開(kāi)挖溝槽

在定位鉆機(jī)之前，按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外控制線，采用挖機(jī)設(shè)備來(lái)開(kāi)挖溝槽，將其作為導(dǎo)溝。溝槽的開(kāi)挖寬度為1 200 mm，深度為1 500 mm。通過(guò)導(dǎo)溝為樁位提供導(dǎo)向裝置，同時(shí)清理干凈地下障礙物，及時(shí)處理開(kāi)挖溝槽產(chǎn)生的余土，確保攪拌樁施工的正?；瑵M足文明施工要求。

5.3 放置定位導(dǎo)線

按照設(shè)計(jì)圖紙要求，做好加固范圍編碼處理，明確工程施工順序，沿開(kāi)挖好的導(dǎo)溝外側(cè)放置定位導(dǎo)線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求間距，使用電工膠布在定位導(dǎo)線上設(shè)定施工分檔刻度，確保每1根攪拌樁位置定位的準(zhǔn)確性，同時(shí)做好編號(hào)處理。

5.4 定位三軸水泥土攪拌樁樁位

三軸攪拌樁直徑為φ850@600 mm，且3個(gè)軸心的間距為1 200 mm。按照尺寸依據(jù)，在平行導(dǎo)線上方采用電工膠布定位。

5.5 攪拌樁成樁施工

樁機(jī)就位之后，與樁位對(duì)齊。在準(zhǔn)確定位后，做好定位復(fù)核處理。樁位偏差必須在5 cm以內(nèi)。攪拌樁成樁施工主要采用“兩攪一噴”的工藝。樁底深度4 m～6 m應(yīng)當(dāng)提升1次～2次。合理控制攪拌樁攪拌速度，規(guī)定注漿速度。在鉆進(jìn)和提升操作中，應(yīng)當(dāng)注入水泥漿液，對(duì)提升和下沉速度進(jìn)行控制。按照相關(guān)技術(shù)資料與施工經(jīng)驗(yàn)，合理控制好注漿壓力和攪拌速度，并做好相關(guān)記錄。

6 二重高壓旋噴樁技術(shù)參數(shù)

二重高壓旋機(jī)轉(zhuǎn)桿提升速度為10 cm/min～15 cm/min，水灰比1.0，采用二重管噴射注漿。直徑為1 000 mm的二重管高壓旋噴樁的水泥用量≥500 kg/m。高壓水泥漿液流的壓力宜為15 MPa～25 MPa，氣流壓力宜取0.7 MPa。為了避免地下水流動(dòng)稀釋漿液，需要摻加速凝劑，確保漿液初凝時(shí)間＜2 h。確保圍護(hù)樁混凝土強(qiáng)度＞70%后，再開(kāi)展旋噴樁施工。鉆孔位置和設(shè)計(jì)位置偏差應(yīng)當(dāng)控制在30 mm以內(nèi)。旋噴樁應(yīng)采用復(fù)噴進(jìn)行施工?？孜黄睢?0 mm，孔斜率≤0.5%，孔徑≥1 000 mm。中斷噴射后，恢復(fù)噴射時(shí)搭接段長(zhǎng)度≥0.5 m。

7 質(zhì)量檢測(cè)及效果

在完成基坑支護(hù)方案優(yōu)選后，應(yīng)當(dāng)做好質(zhì)量檢測(cè)，例如注重施工與計(jì)量記錄、檢測(cè)樁基質(zhì)量、加強(qiáng)止水帷幕施工質(zhì)量、檢驗(yàn)止水效果等，具體包括以下4條：1）該工程施工中，派遣專人進(jìn)行施工記錄和計(jì)量記錄，同時(shí)對(duì)比施工工藝，評(píng)定每根樁的質(zhì)量。保證施工過(guò)程中的噴漿壓力、水泥用量、樁長(zhǎng)、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪深度都符合相關(guān)規(guī)范要求[2]。2）在攪拌樁施工完成并且達(dá)到28 d齡期時(shí)，應(yīng)對(duì)樁身采用鉆芯法，以鉆取芯樣的形式進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)芯樣及芯樣綜合柱狀圖（如圖4所示），檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。3）該工程三軸水泥土攪拌樁施工完成后形成1圈閉合的止水帷幕，有3處三軸水泥土攪拌樁施工無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求（穿透透水層）?，F(xiàn)場(chǎng)立即組織地勘、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，并且參照原設(shè)計(jì)預(yù)案對(duì)止水帷幕進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)，在三軸水泥土攪拌樁深度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的正前方長(zhǎng)螺旋支護(hù)樁與樁之間進(jìn)行二重高壓旋噴樁的施工。4）在土方未進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)代建組織設(shè)計(jì)、地勘、監(jiān)理、施工單位查驗(yàn)三軸攪拌樁止水效果。通過(guò)局部開(kāi)挖查看成樁效果，成樁效果良好（如圖5所示）。經(jīng)由場(chǎng)內(nèi)24口降水井進(jìn)行14 d的持續(xù)降水，布設(shè)4口水位觀測(cè)井，基坑內(nèi)水位下降1 m，從原黃海高程4.9 m降到基坑設(shè)計(jì)標(biāo)高約黃海高程-3.78 m。此后進(jìn)行3 d現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)水位變化，水位穩(wěn)定無(wú)明顯大變化。最終相關(guān)參建單位一致認(rèn)為該工程的三軸水泥土攪拌樁止水效果良好。后經(jīng)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，除3處三軸水泥土攪拌樁未穿透卵石層的部位已采用二重高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)外，其余東側(cè)樁間的二重高壓旋噴樁止水帷幕不需要再進(jìn)行2道設(shè)防，同意取消施工。該項(xiàng)目基礎(chǔ)施工到基坑土方回填為期1年，在施工過(guò)程中基坑基本沒(méi)有出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。此次取消二重高壓旋噴樁為項(xiàng)目整體工程造價(jià)節(jié)約73萬(wàn)元，也節(jié)約了工期。充分體現(xiàn)了“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息施工”的基坑設(shè)計(jì)內(nèi)涵。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)取芯芯樣

圖5 三軸水泥土攪拌樁成樁效果

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該工程基坑止水的實(shí)踐證明：通過(guò)三軸水泥土攪拌樁進(jìn)行基坑止水的措施，尤其針對(duì)這種復(fù)雜地下水情況的情況，具有較強(qiáng)可靠性，可以有效保證沿海地區(qū)基坑或深基坑項(xiàng)目土方開(kāi)挖的順利進(jìn)行，維持基坑在基礎(chǔ)施工階段的安全性、穩(wěn)定性。