淤泥深基坑底板替換土層支撐護坡樁施工技術

技術園地第２９卷２０１１年第５期

淤泥深基坑底板

替換土層支撐護坡樁施工技術

姜雪岐李永新

趙波江蘇南通三建集團****，江蘇海門２２６１００）

【摘要】狹窄的城區周邊建築物和道路都很多，基礎埋置深度內的土層和地基土大部分為雜填土、淤泥等不良地質土。對於埋深小於７ｍ的深基礎，採用底板逐漸替換土層支撐護坡樁施工方案，可有效地控制基礎開挖過程中樁身和土體位移。

與逆作法和水平網格式鋼筋混凝土梁支撐鑽孔灌注樁等方法相比，該方案土方和基礎施工方便，有利於機械施工，工期短、投入小、工藝簡單。

【關鍵詞】替換；支撐；水泥土攪拌樁重力式擋土牆：內插型鋼；樁承臺加筏板基礎【中圖分類號】ｔｕ７５３

【文獻標識碼】ｂ

ｉ文章編號

ｊｉａｎｇ　ｘｕｅ一０，，

．在許多城市建設中，大部分建築地處狹窄的城區，周邊建築物和道路都很多，基礎埋置深度內土層和地基土大部分為雜填土、淤泥等不良地質土，一般採用水

對比表明，對於埋深小於７ｍ的深基礎，採用底板逐漸

替換土層支撐護坡樁施工方案，可有效地控制基礎開挖過程中樁身和土體位移。

１方案要點

平網格鋼筋混凝土梁支撐加止水帷幕鑽孔灌注護坡樁的方法，進行土方開挖和基礎施工。這種施工方法土方機械施工難、施工工期長、投入大、施工工藝複雜，且護

１）基坑採用水泥土攪拌樁重力式擋土牆圍護。因場地條件限制，壩體寬度不足時，為避免引起較大位移，設計在壩體內插型鋼和鋼管，坑底被動區加寬壩體。

２）增加圍護樁及壩體的埋入深度。壩體內的型鋼插入深度加深，增強圍護樁和壩體的抗彎強度和剛度，基

坡樁腹部易移位。針對上述情況，經過反覆研討和分析

作者簡介：姜雪岐．男．江蘇南通三建集團****副總工程師．高

級工程師，主要從事建築結構、建築施工技術方面的研究。

一４１—

技術園地

玎坑內側坑底以下加設雙軸水泥土攪拌樁，控制住樁根部的位移。另外，在底板的支撐下，控制住樁上部位移。

３）勁性圍護樁及壩體深插入地基中，分割槽作業底板逐漸替代土層支撐坑底部圍護樁及壩體的腰部。圍護樁及壩體利用自身足夠的強度和剛度，擋住基坑周邊土體的側壓力。

２施工工藝流程

分割槽作業基礎施工工藝流程：地質勘探一測量放線一圍護樁及壩體施工一井點降水一土方施工一地基釺探一地基驗槽一墊層施工一底板施工。

３工程例項

上海大寧社群文化活動中心，總用地面積１０７１８ｍ　，總建築面積約３４６０２ｍ　。其中地上建築面積約２５２９６ｍ　，地下建築面積約９３０６ｍ　，是層高為４～６層的綜合樓：其西半部為文化活動中心，東半部為影劇院。

整個建築設１層地下室，地下室區域性外擴，在

場地內形成統一的地下車庫。基礎形式採用樁承臺加筏板基礎，樁基採用ｐｈｃ樁。地下車庫底板面標高為一５．６０ｍ，底板厚度為８００ｍｍ，素混凝土墊層為

ｌ００ｍｍ。故基礎開挖深度為６．５０ｍ，基坑開挖面積為

８１６６ｍ　，周邊延長公尺為３７１ｍ。

場地內穩定地下水位埋深為潛水

位埋深一般在地面下常年平均地下水埋深一般為且地下障礙物多，管湧與流

砂多，軟弱土層厚度大，場地內第④層層厚較大，屬於高壓縮性土，具有含水量高、空隙比大、壓縮模量小等特點，呈飽和流塑狀態。這幾層土的抗剪強度低，靈敏度由中到高，具有觸變性和流變性特點，是上海地區最為軟弱的土層；同時也是導致基坑圍護體變形、內力增大的土層。場地的工程地質條件及基坑圍護設計引數如表１所示。

表１土層物理力學性質綜合成果表

土層上層名稱層厚＾　重度ｃ滲透係數建議值編號

雜填土１．９８

粉質粘土

１．６９

ｌ８．７

１５ｌ７３．０ｅ一６

砂質粉土

２．６７

一４淤泥質粘土　１１．８ｏ

１７．０９ｌ１

２．０ｅ－６

喜粉質粘土

．４２一

首先建立平面高程測量控制網，做好高程和軸線控制樁。在基坑開挖後採用鋼尺懸垂法將高程引測到

基坑下面，並做好相對高程明顯而穩定的標誌，以此作為挖土和標高控制的依據。

３．１地下室圍護樁的設計與施工

３．１．１地下室圍護樁的設計計算

本工程以１—１剖面為例，基礎開挖深度為５．６０ｍ，採用厚度為４．７０ｍ的攪拌樁圍護結構，樁長為１３．１０ｍ，

計算時考慮地面超載２０ｋｐａ。計算簡圖如圖ｌ～圖３所示主要計算結果見表２。

ｌ…～４．７

安全係數／２，－１．２，圓心

圖１整體穩定性驗算簡圖

ｉｉ』ｉｉｉ上上「ｉ川「

／／ｐ　８４１ｋｎ

２．７４．７

抗傾覆ｋ＝ｉ．２５抗滑移ｋ＝ｉ．０５

圖２抗傾覆／抗滑移驗算（水土合算，三角形荷載）簡圖

塒ｉ：１．６

圖３牆體抗隆起驗算簡圖表２計算結果彙總表

整體穩定安全係數１．２

１—１剖碗

４．７ｍ寬水泥土攪抗傾覆安全係數

１．２５開挖５．６０ｍ

拌樁重力式擋牆

地面超載２０ｋｎ／ｌｔｌ

抗滑移安全係數

１．０５

抗隆起安全係數

１．４６

３．１．２地下室圍護樁施工②基坑南側靠近靈石路（區域性）開挖區域，開挖深

１）水泥土攪拌樁施工

考慮到對周邊環境的影響以及基坑開挖深度，工

度５．６０ｍ，由於場地限制，坑外側採用寬

水泥攪拌樁重力式壩體擋土兼止水，區域性內插型鋼，型鋼長度為１５．００ｍ。基坑內

程採用水泥土攪拌樁重力式擋土牆圍護結構。

①基坑西側、北側開挖區域和南側靠近靈石路開挖區域（１一ｌ剖面）如圖４所示。

基坑開挖深度５．６０ｍ，採用４．７０ｍ寬水泥攪拌樁重力式壩體擋土兼止水，區域性內插型鋼，型鋼長度為１５．００ｍ。靠近基坑兩排攪

側坑底以下加設２．００ｍ寬雙軸水泥土攪拌樁，樁頂標高為～６．５０ｍ，樁底標高為一１４．００ｍ，樁長７．５０ｍ。坑外

側壩體靠近基坑內側兩排攪拌樁插入深度為９．５０ｍ，樁長ｉ５．１０ｍ；外側攪拌樁插入為７．５０ｍ，樁長為１３．１０ｍ，水泥攪拌樁水泥摻量為１３％。

⑧基坑東側靠近平型關路開挖區域，開挖深度５．６０ｍ，由於場地限制，坑外側採用３．７０ｍ寬的水泥攪拌樁重力式壩體擋土兼止水，內插

１８＠１０００型鋼，型鋼長度為１５．００ｍ。坑內側坑底以下

拌樁插入深度為９．５０ｍ，樁長為１５．１０ｍ；外側攪拌樁插

入深度７．５０ｍ，樁長為１３．１０ｍ。坑內側坑底以下加寬雙軸水泥攪拌樁，水泥攪拌樁水泥摻量

為１３％。

｜ｉｊｉｌ

圖４水泥土攪拌樁重力式擋土牆１—１剖面

．．４３．．

技術園地

弧加設２．ｏｏｍ寬雙軸水泥土攪拌樁，樁頂標高為一６．５０ｍ，樁底標高為一１４．ｏｏｍ，樁長７．５０ｍ。坑外側壩體

靠近基坑內側兩排攪拌樁插入深度為９．５０ｍ，樁長１５．１ｏｍ；外側攪拌樁插入為７．５０ｍ，樁長為ｌ３．１ｏｍ。水泥攪拌樁水泥摻量為１３％。

④施工工藝主要為「二噴三攪」，工藝流程為：定位下沉一沉入到達底部一噴漿攪拌上公升一重複攪拌下沉一噴漿攪拌上公升一重複攪拌下沉一重複攪拌上公升一

成樁。２）內插ｈ型鋼施工

在插入型鋼的部位需兩側鋪設導向定位型鋼，按設計要求在導向定位型鋼上標出鑽孔位置和插ｈ型鋼位置的記號。操作人員根據確定的位置嚴格控制鑽機架的移動，確保鑽孔軸心就位不偏。同時控制鑽孔下鑽深度的達標，利用鑽桿和鑽架相對錯位的原理，在鑽架上做出鑽孑ｌ深度的標尺線，嚴格控制下鑽、提公升的速度和深度。

在鑽孔內的水泥土充分攪拌均勻後，初凝硬化之前，採用吊裝機械將定尺的ｈ型鋼吊起，插入指

定位置，用１２ｔ吊車吊著振動錘夾著ｈ型鋼往下括到設計規定深度。然後進行換鉤法，使ｈ型鋼脫離吊鉤，

固定在溝槽兩側鋪設的定位型鋼上，直至孔內水泥土

凝固。待地下室結構混凝土澆築完成並達到設計強度後，採用專用夾具及千斤項，起拔**ｈ型鋼。

３）輕型井點降水

本工程自然地面標高一０．９０ｍ，降水至一７．６０ｍ，共設計１６套輕型井點降水，其中外圍７套，基坑內９套。設計總管　７５ｍｍ，井點管中４８ｍｍ，濾水管長度為１．１ｏｒｅ，井點管間距為考慮到總管標高為一１．１ｏｍ，濾水管頂面標高為一７．９０ｍ進行降水。降水深度在開挖面以下在基坑施工期間在坑內設定觀察井，隨時測量水位變化情況。

３＿２土方施工

１）本工程土方量約５０００ｍ　，開挖面積較大，為進

步控制基坑開挖過程的水平位移，施工中應有效利

用時空效應的規律，以基礎後澆帶等為分界線，將其

劃分ａ、ｂ、ｃ三個條形區域，分區分塊分兩層進行挖土。挖土方向為由北向南，由西向東。挖土施工流程為：

基坑降水一基坑挖土一墊層底板施工。

一４４—

２）採用ｌｍ　挖土機４臺，土方車若干輛配合。挖土機將樁位上面土方挖出，以後採用人工挖土，挖出的土

方直接運出施工現場。

３）機械挖土標高控制在設計標高以上２００ｍｍ處，餘下土方用人工修平至坑底標高，標高誤差和平整度均嚴格按規範標準執行。

４）坑內設定排水溝，及時排出雨水，嚴禁在坑邊

挖溝。５）在基坑開挖期間，每天觀測圍護樁項的水平位移和沉降。若水平位移連續３ｄ大於３ｍｍ／ｄ或累計大於３０ｍｍ，應及時與設計院等有關部門聯絡進行處

理。３．３墊層施工

１）混凝土墊層施工採用隨挖隨澆，墊層必須在挖

至基底後２４ｈ內澆築完畢，墊層澆築至護坡樁或壩體。

２）墊層施工方向根據挖土順序為：ａ區一ｂ區一

ｃ區。３）墊層要與坑底內側的水泥土攪拌樁緊密結合，形成整體。

３．４底板施工

１）由於ａ區土方已開挖，ａ區三面壩體將受到土壓力作用，為此加快８０ｃｍ厚底板的施工進度，支撐護坡樁及壩體的上部結構，控制護坡樁水平位移。

２）增加鋼筋綁紮、支模、澆築混凝土作業班組，加速澆築底板混凝土。底板外側和護坡樁之間空隙用素混凝土澆築，替換土層支撐護坡樁。

３）在ａ區底板施工完，ｂ區進行機械挖土。４）同理，ｂ區土方挖至基底應立即澆築混凝土墊層，進行底板施工。替換土層支撐護坡樁，最後進行ｃ

區挖土。

３．５質量控制措施

１）圍護樁須在工程樁打樁引起的超靜孑ｌ隙水壓力

消散後，再開始施工。

２）雙軸水泥攪拌樁的施工應嚴格遵循「兩噴三攪」的操作流程，水泥土攪拌樁應連續施工，搭接長度不小於２００ｒａｍ，搭接相鄰樁間歇不得超過ｌｏｈ。

３）噴漿攪拌時鑽頭提公升（下沉）速度不宜大於０．５ｍ／ｍｉｎ，使原狀土充分破碎，有利於水泥漿與土體均

勻拌和，樁位偏差不大於５０ｍｍ，垂直偏差不大於１％。４）施工中對漿液的配合比、水灰比以及各種材料質量（如水泥、鋼管、型鋼）進行嚴格的質量控制，水泥漿水灰比為ｏ．４５，水泥摻量為１３％。

５）待雙軸水泥攪拌樁強度達到１．０ｍｐａ、齡期達到

２８ｄ後，方可進行土方開挖。

６）土方開挖應分段分層，留土護壁，落深區後挖，將

基坑開挖造成的周圍設施的變形控制在允許的範圍內。

７）混凝土墊層應隨挖隨澆，墊層必須在挖土後２４ｈ內澆築完成。

８）機械進出的通道應鋪設路基箱擴散應力或區域性加固地基。地面堆載應控制在１０ｋｎ／ｍ　以內。

９）在基坑開挖過程中，為確保把地下水位始終

控制在基坑最低開挖面以下處，井點降水應保持連續抽水，應每天測報抽水量及坑內地下水位。中間區域的井點管在挖土前根據後澆帶劃分位

置分塊拆除。

１０）除井點降水措施外，地面及基坑內應設排水設施，及時排除雨水和地面流水，坑內排水嚴禁在坑邊挖

排水溝。

１１）加強觀測圍護樁的水平位移和沉降，做到～日～測。

１２）底板混凝土必須控制澆築速度，振搗密實，加強測溫和養護，防止混凝土開裂。

３．６安全措施

１）應嚴格按照基坑圍護設計工況進行施工，並加強施工過程中的監測，須做到一日一測。觀測土方開挖過程中圍護樁樁身和土體位移。

２）充分考慮可能產生的危險情況，如塌方、滲水及

變形等，應作為重大危險源來控制，並制定針對性防治措施的應急預案。

３）攪拌樁施工區域應實行封閉式管理，進入現場的各類施工人員必須接受安全教育，服從指揮，嚴格按操作規程施工。

４）加強機電裝置的維護管理，機電裝置應有二級漏電保護。

５）工程實施前，把施工現場地下管線的詳細情況

ｓｎｎ定的管線保護措施向現場施工技術負責人、工地

主管、班組長直至每一位操作工人做層層安全交底。

６）採用機械挖土時，挖土機間距應大於１０ｍ。

７）應盡量避免在基坑四周堆置土方、材料和裝置。材料的堆放距坑邊應有１．０ｍ以上的距離。

８）運輸道路應平整堅實，坡度和轉彎半徑應符合

安全規定。

９）深基坑上下應先挖好階梯或設定靠梯，禁止踩踏支撐上下；坑的四周應設安全欄杆或懸掛危險標誌；夜間施工確保有足夠亮度的夜間照明燈光。

１０）施工過程中，如遇到暴雨或者六級以上的大風

時，必須立即停止施工。必要時應立即採取加固、穩固措施，確保施工安全。４結語

綜上所述，採用底板逐漸替換土層支撐護坡樁施工方案具有如下優點：

１）採用底板逐漸替換土層支撐護坡樁施工方案工藝簡單，無須設內支撐，便於機械化快速挖土，節約工

期，工程造價相對較低，具有良好的經濟效益。

２）施工中，速度快、無振動、噪音小、汙染少。３）依靠本身自重和剛度保護坑壁，具有擋土和止

水雙重功能。

４）在攪拌樁中插入型鋼，增加了圍護樁和壩體的剛度，確保了基坑安全，減少了樁身和土體的位移。

參考文獻

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［７］支開源，袁立道．廈門建設銀行大廈工程深基坑支護技術　．施工技術

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淤泥深基坑底板替換土層支撐護坡樁施工技術

基坑底板施工方案

電梯井道基坑底板施工方案

塔樓二底板深基坑施工方案

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基坑底板施工方案

電梯井道基坑底板施工方案

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