南京某经济适用房水泥搅拌桩基坑支护技术

杨创奇 张博

1.四川建筑职业技术学院 618000；2.中国中冶武汉勘察研究院 430080

南京某经济适用房水泥搅拌桩基坑支护技术

杨创奇1张博2

1.四川建筑职业技术学院 618000；2.中国中冶武汉勘察研究院 430080

本文结合南京某高层中低价商品适用房深基坑支护实例，着重分析以水泥搅拌桩作为支护结构的设计方案，介绍了水泥搅拌桩的施工工艺和施工质量控制方法及相应的质量检测方法，为以后类似工程的基坑设计、施工提供一定的参考。

基坑支护；水泥搅拌桩；支护结构

suppirting structure for foundstion pit construction; cement stir pile；supporting structure

1、概述

随着经济的发展与人们对居住环境要求的提高，近年来我国建筑业得到了飞速发展。同时，对于高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库等工程施工也面临着深基坑支护和止水等问题[1]。水泥土搅拌桩是以深层搅拌机就地将基坑土或边坡土与压入的水泥浆强力搅拌，形成的水泥土柱桩墙，使基坑或边坡保持稳定。这种桩墙既可靠自重和刚度进行挡土，又具有良好的抗渗透性能(渗透系数≤10-7cm／s)，能止水防渗，起到挡土防渗的双重作用[2]同时，水泥搅拌桩具有施工工艺合理、技术可靠、成本低、进度快、对环境无污染小、对周围建筑物无影响等特点，特别适合城市中的基坑工程，在实际应用中取得了较好的经济、社会效益。

拟建项目位于长江南岸，属长江冲积阶地，地势平坦。区域内覆盖层分布有人工填积（Qml）层、第四系湖塘相淤积（Ql）层、第四系全新统冲积（）层、第四系全新统冲积+洪积（）层，底部持力层为第三纪（N）砾砂岩层（如表1）。基坑开挖整体呈长方形，总开挖面积约25000m2，支护周长约680m；场地自然地面±0为绝对标高的7. 60～8.35m，地下室基底标高为-5.05～-7. 70m，基坑开挖深度4.45～7.60m。

2、基坑支护设计

2.1 支护方案确定

基坑周边条件较好，但基坑侧壁及坑底存在较深厚的淤泥质粉质粘土层（地层代号③2），根据现场条件结合土层条件特点，对基坑开挖的支护可以考虑以下几种方法：

1）、放坡：该方案简单易行，安全可靠，各工序质量易于控制，利于土方快速开挖，且成本较低。由于场地条件较好，故可以考虑采用分阶放坡，分阶支护。

2）、水泥土搅拌桩重力式挡墙：该方案安全可靠，各工序质量易于控制，利于土方快速开挖，成本低、施工速度快。

表1 各土层主要物理力学性质指标

3）、悬臂桩（或桩锚、桩撑）支护：该方案安全可靠，各工序质量易于控制，利于土方快速开挖，但由于场地有深厚的淤泥质土层，采用桩型支护类型，成本较高，施工时间较长。

通过方案比选， 由于本基坑土质条件较差，但周边环境条件较宽松，故基于安全方面考虑，最终基坑支护设计拟采用水泥土搅拌桩重力式挡墙结合上部放坡支护方式，并且该方案相对于其它方案而言造价相对较低，工期较短见图1。

图1 水泥土墙支护

2.2 支护结构设计计算

（1）内力计算：支护结构开挖5.55m内力位移包络线及基坑外地表沉降见图2、图3。

（2）抗倾覆稳定性验算：抗倾覆稳定性系数 Ks = 1.388>= 1.2, 满足规范要求。(Ks >= 1.2)。

（3）抗滑移稳定性验算：抗滑安全系数Kh = 1.732(Kh >= 1.2)。

（4）整体稳定验算：采用瑞典条分法计算应力状态，总应力法条分法中的土条宽度为 1.00m，最终得到滑裂面数据为整体稳定安全系数 Ks = 1.949；圆弧半径(m) R = 17.207。

（5）抗隆起验算：采用Prandtl(普朗德尔)公式和Terzaghi(太沙基)公式分别验算，结果为Prandtl(普朗德尔)公式Ks = 7.939>= 1.1, 满足规范要求(Ks >= 1. 1～1.2) 安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》；Terzaghi(太沙基)公式Ks = 9.694>= 1.15, 满足规范要求 (Ks >= 1.15～1. 25)。安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》。

（6）抗管涌验算：抗管涌稳定安全系数K = 2.820>= 1.5, 满足规范要求[3](K >= 1.5)。

3、施工

3.1 主要施工技术要点

①施工工艺流程：

测放孔位→钻机就位调平→配制水泥浆→钻进下沉至设计深度→提升喷浆搅拌→复搅喷浆下沉→提升喷浆搅拌→钻机移位。

②垂直度要求偏差不得超过1%，桩位偏差不得大于50m m。

③水泥掺加量应以设计要求为准，水泥掺入比不小于15%，水灰比0.50。

④桩与桩之间的搭接长度应大于或等于设计要求,误差不得大于20mm。

⑤搅拌下沉和喷浆提升的速度必须符合施工工艺的要求, 下沉速度不得大于0. 8m/min,提升速度不得大于0.5m/min。

⑥施工过程中因故停钻，可以采用重复搅拌或增设止水帷幕桩接槎的处理措施，以确保止水效果[4]。

3.2 施工监测

为确保基坑的安全，不影响周边建筑及环境，开挖及支护过程必须实施信息法监测，随时掌握边坡的动态变化。施工监测遵循可靠性、方便性、经济合理的原则，包括对环境的保护监测和对工程的监测，及时预报施工中出现的问题，并把获得信息通过修改设计反馈到施工工作中。

4、结语

本工程施工实践证明：在南京地区相近地质条件下，采用水泥土深层搅拌桩做6m以内的基坑支护，无振动、无噪声、无污染，不需要坑内支撑和坑外拉锚，隔水性能好，地基变形和沉降小，对周圈建筑物影响小，施工方便，工期较短，造价较低。但施工时应根据地质条件和工程要求精心设计支护结构；根据土质条件和桩体强度要求，进行经济合理的水泥掺入比和外掺剂的配方设计，并应加强施工全过程的管理和监测。

图2 内力位移包络图

图3 地表沉降图

[1]申红霞．水泥搅拌桩在某工程应用中的问题[J]．电力勘测.2000．27(9)：24-26.

[2]江正荣．建筑地基与基础施工手册[M]．2版．北京：中国建筑工业出版社. 2005．

[3]刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社. 1997．

[4]齐岩斌．水泥搅拌桩在基坑支护中的应用与实践[J]．科技资讯.2008．19：88-89.

[5]丁道华．南通商城地下室基坑支护技术[J]．建筑技术.1996．28（2）：107-110.

The paper, High-rise affordable housing in low-cost commodity in Nanjing of deep foundation pit instance, focused on analysis of as a supporting structure design, introducing the cement stir pile construction technology and construction quality control methods and the corresponding quality inspection methods,and providing a reference for other similar foundation design and construction in future.

TU94+2

杨创奇（1979-）男 陕西西安 工程硕士研究生 四川建筑职业技术学院教师，主要从事地质工程和地基基础方面的教学研究。