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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2007-08-17

浙江省地质矿产工程公司楼明浩
[论文摘要]刀茅巷两住宅楼间建设一个尺寸为15×16米的地下一层车库，基坑开挖深度约3.7米，由于两幢住宅楼无桩基且均采用2米厚的砂石垫层基础，一般的大开挖方案及井点降水配合，不仅会破坏砂垫层基础，并将可能引起房屋不均匀沉降和开裂。本文介绍了对该地下车库的设计及施工情况，综合采用树根桩和高压旋喷桩两项工艺技术成功地解决了该工程的基坑支护止水帷幕，对类似工程的设计和施工具有指导意义。
[关健词] 止水帷幕；树根桩、高压旋喷桩；监测、位移；结束语。
一、工程概况：
由浙江建工房地产开发经营公司开发的刀茅巷住宅楼位于杭州市体育场路南面，刀茅巷的西侧。拟建的一层地下车库位于两住宅间，住宅的外墙间距为20.3米，基础及房屋雨棚各外挑0.8米，基础底部有2米厚的砂垫层，并各外挑2.0米，为确保地下车库开挖尺寸，围护桩的施工南北两侧必须在砂垫层中施工，同时施工作业面狭窄。平面位置见图1。
二、工程的周围环境和地质条件：
基坑南北二侧为住宅楼，西侧空地并已埋设地下污水池、和化粪池，东侧为刀茅巷，距离在基坑2米之外有煤气管、自来水管道。工程地质情况详见下表1

表1 工程地质情况
土层编号土层名称土层厚度（m）天然含水量w(%) 天然重度r(KN/M3) 内摩擦角粘聚力c(Kpa)
1 杂填土 0.5-1.50
2 砂质粉土 2.0-3.0 29.8 18.9 32.8 22
3 粉砂 3.0-6.0 26.6 19.0 35.4 26
该场地地下水埋深较浅，地下水位埋深地面在以下0.5米处。
三、基坑围护结构设计
该地下车库曾在周边基坑周围设置了2道井点进行降水后放坡开挖施工，整个场地基坑开挖1—1.5米后，井点降水效果不明显，地下水位无明显变化，造成基坑内场地积水，明排水不断两幢未竣工的住宅楼架空层外墙面出现细小裂纹和明显的沉降。
由于 2幢房屋的砂垫层地面以下2.0米之处，且砂垫层外挑在房屋外墙以外2米，一般的大开挖方案及井点降水配合，不仅会破坏砂垫层基础，并将可能引起房屋不均匀沉降和开裂。为确保不破坏已竣工房屋基础垫层和结构，质检部门及业主单位对此高度重视，由于该地下车库基坑工程的特殊性，同时在施工作业面极小的情况下，采用深层搅拌桩、钻孔灌注桩、土钉墙等一些常用的基坑围护技术方案很难满足要求，确定最佳的经济合理基坑围护设计方案尤为重要。
该基坑围护方案委托浙江省地质矿产工程公司设计和实施，经总包单位、业主单位和质检部门共同认证并确定采用树根桩、高压旋喷桩、压密注浆相结合的支护结构，详见下图2所示。主要采用以下技术措施：
A、南北靠近住宅房2侧采用树根桩和压密注浆工艺：树根桩总桩数114根，有效桩长4.5米，桩型布置为Φ300﹫300mm, 采用投石注浆法施工，内设置钢筋笼，D230mm,主筋通长4Φ16，钢筋间距为Φ10﹫300。压密注浆设置在2树根桩间，桩长4.5米。
B、东西2侧采用高压旋喷桩支护，设计旋喷桩径Φ800，桩间距600mm,相互搭接200mm,并在每根高压旋喷桩成型后在桩中心插入一根5米长的Φ40钢管，以增加侧壁抗倾强度。
C、树根桩、高压旋喷桩顶部设一条400*400的钢筋混凝土圈梁，基坑开挖前并确保达到养护要求。
D、围护桩施工和开挖期间废止井点技术措施，采用坑内明排水进行施工，以便给住宅楼及基坑造成不安全。

四、施工工艺技术：
1、树根桩作业：
选用无锡探矿机械厂生产的XY-4型液压式钻机(功率30KW) 一台，BW-250泥浆泵一台，HB-6灰浆量泵一台，自制灰浆搅拌机一台。为防止砂垫层在施工中坍塌、坍孔，采用优质泥浆护壁，同时采用跟管钻进，以封隔砂石垫层。施工工艺如下：
成孔：由于±0.00以下1.0米处为房屋基础砂石垫层，采用常规的泥浆护壁钻进难达到钻孔护壁要求，同时由于树根桩直径较小进行长护筒的埋设，为此成孔采用套管跟钻进下并下放（即采用D360MM跟管护筒钻头，每米1节，共2节,丝扣联接）至砂垫层部位进行护壁隔离。成孔采用正循环钻进，钻孔到设计标高后清孔，直至孔口泛水为止。
吊放钢筋笼和注浆管：分布吊放钢筋笼，节间钢筋搭接焊缝长度不小于10倍钢筋直径（双面焊）。注浆管可采用直径20mm铁管，直插孔底。施工时应尽量缩短吊放和焊接时间。钢筋笼下放后，进行套管钻机起拔。
填灌碎石：碎石应用水冲洗后，计量填放，填入量不小于计算体积的（0.8～）0.9倍。在填灌过程中应始终利用注浆管注水清孔。
注浆：采用能兼注水泥浆和砂浆的注浆泵，最大工作压力应不小于1.5Mpa，水泥浆水灰比控制在0.45-0.50间。注浆时控制压力，使浆液均匀上冒，直至泛出孔口为止。
拔注浆管、移位：拔管后按质检要求在定部取砼制成使块，然后填补桩定砼至设计标高。
其它措施：一、树根桩的额定注浆量一般不超过按桩身体积计算的三倍，当注浆量达到额定注浆量时应停止注浆。二、采用跳孔施工、间歇施工和在水泥浆中掺入速凝剂作为加固及防止孔壁及砂垫层坍塌的技术措施。
压密注浆：压密注浆工作在树根桩施工完成进行，注浆采用纯水泥浆进行，技术参数与树根桩基本相同。
2、高压旋喷桩技术工艺：
1)、施工设备：
工程设备型号工程设备型号
高压旋喷钻机 GD-2型 30Mpa高压清水泵 3D-S2∕4L
6m3空压机 2V-6∕8 2Mpa灰浆泵 HB-6
灰浆搅拌机自制圆桶式
2)、工作原理：
使用分别输送水、气、浆三种介质的三重钻杆，在以高压泵产生25Mpa左右的高压水喷射流周围，环绕一股0.7Mpa左右圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙；再另由泥浆泵注入压力为1-2Mpa左右的水泥浆液填充，当喷嘴作旋转和慢速提升运动时，便在土中凝固成直径达设计要求的圆柱状固结体（旋喷体）。
3）、施工方法及工艺
为防止“穿孔”现象发生，高压旋喷桩施工需采用“跳打法”施工，具体按“进二步退一步穿插跳打”原则施工，具体为：①-③-⑤-⑦-⑨-②-④-⑥-⑧。
工艺流程如下：桩位放样--钻机就位--旋转钻进--旋转提喷--清洗机具—插入钢管--设备移动机具。
为防止因浆液凝固收缩影响桩顶高程（桩顶质量）,施工中采取超高旋喷500mm(即加喷500mm)措施，以确保桩身质量。
五、基坑开挖和监测：
1）、基坑开挖：基坑开挖工程中，先施工支撑圈梁，28天养护期达到后开始基坑开挖。基坑可开挖共4天时间，开挖后基坑侧壁无渗漏现象、基坑底部无上涌现象，开挖后立即进行基础垫层施工，确保了后序工作顺利进行。
2）、基坑周围的监测：根据该基坑的特点，共在8个沉降及位移观察点。4个点不布置在南北2幢房屋的临近基坑的墙基上，在施工时并开始观察。另4个点设置在基坑的圈梁上，南北各2个点。具体如下所示：

3）、预警值及最终监测值：
以上观察点由设计及建设单位确定预警值如下：房屋报警（沉降20mm、侧向位移20mm）, 圈梁报警（沉降20mm、侧向30mm）,基坑隆起报警值50mm。
基坑打桩施工及开挖稳定的最终观察值：
房屋：最大沉降5mm, 侧向位移10mm.
基坑：圈梁最大沉降10mm 侧向位移15mm 基坑最大隆起值15mm.
六、结束语：
本工程为一个小型基坑开挖，通过围护方案的优化达到基坑支护、止水及保护周边建筑物的目的，达到了预期的效果。从工程施工的工程来看：一、任何基坑围护均应有一个合理经济的围护方案，新工艺新方法的应用要进行仔细考虑，精心策划、精心施工，每道工序均不能马虎，尤其是成桩质量、桩型排列布置和注浆技术工艺参数。二、施工中加强施工、开挖期间的监测工作，分析情况了解产生的原因，更加便于施工中的动态管理和技术措施改进，这对于基坑围护止水帷幕的施工尤为重要。