格栅型水泥搅拌桩挡墙在软土深基坑支护应用的施工技术

◎ 厦门路桥建设集团有限公司 胡志位

1、工程概况及地质状况

厦门五缘湾片区五通地块一号路K0+520～K1+590段，路基宽18m，双向两车道，城市支路。道路中线下10m深埋设2×d2000 雨水管道，该工程位于海湾滩涂地区，回填时间较短（≤2年），尚未自重固结的分布面积及厚度较大的成分复杂的力学指标差的冲填、吹填及人工回填土，地下水与五缘湾海水存在水力联系，受潮水影响十分明显，基坑水位很难降低。主要涉及的地层大致有：第一层，人工填筑层，该层沿拟建道路均有分布，回填时间较短（≤2年）；第二层，有机质高液限粘质土，主要成分由粘、粉粒构成，含砂量约占10～15%，属高压缩性土，力学强度低；第三层，中液限粘质土，主要成分由粘性土构成，含砂量约占20～25%，属中等压缩性土，力学强度一般。该层及以下残积土地层为支护搅拌桩硬持力层。

2、支护方案说明

采用二级放坡+坡底格栅型水泥搅拌桩重力式挡墙支护方案，并且检查井纵向两侧设置横向隔水短桩。格栅型水泥搅拌桩墙宽3.3m，桩径φ50cm，纵、横搭接分别为10cm,水泥掺入量为15%, 基坑面附近软弱夹层水泥用量加大增加5%，选用优质32.5级普硅水泥,并添加适量SN-2型抗有机质固化剂，确保设计桩身强度(28天龄期)不小于1.5Mpa，搅拌桩机选型应采用高动力头、配备计量装置。（如图1、图 2）

3、施工说明

3.1.工艺流程

（1）按设计剖面开挖宽度，降低基坑地表土方高度3m，以减少水泥搅拌桩施工长度。

（2）水泥搅拌桩施工沟槽开挖，开挖尺寸为1m×1m（以避免水泥搅拌施工时，水泥浆上涌防碍桩基施工），水泥搅拌桩挡墙施工，含井位横向隔水搅拌桩挡墙。

（3）水泥搅拌桩养护龄期达到，并验收合格后，从检查井中间向两侧分段开挖，将基坑内土方一次性挖除。

（4）挖至管基处理标高后，立即施工管基底垫层。

（5）吊装雨水管道，两根雨水管道依次轮换吊装，沿一个方向吊装。

（6）吊装完雨水管道，立即回填中粗砂至雨水管顶不小于50cm高度，分层灌水密实。再分层填筑碾压路基土至水泥搅拌桩顶。

（7）继续下一段循环施工。

3.2.基坑排水及隔水措施

为确保雨水管道施工过程安全有序地进行，必须做好基坑的排水和隔水措施。

（1）基坑排水：管基开挖前在基坑周边设置截水边沟或排水沟，其作用首先截断、引走周边水系汇入基坑内的地表水（包括雨水），其次为基坑内抽出的地下水的排水沟。管基开挖过程中，应做好基坑内降排水工作，可采用明沟+集水井降排水，每层土方开挖前，应先降低地下水位再进行土方挖运施工。因本工程地下水量多，开挖及管道施工暴露期间应配备足够的抽水设备，并对降水过程中局部坡面地下水渗透破坏及时采取处理措施。

图1 基坑支护平面图

（2）基坑隔水：为了隔断基坑纵向水力联系，保证基坑分段开挖过程、管道施工暴露期间，地下水位能容易降低并保持基坑底必要的施工作业条件。在检查井位置纵向两端外各设一道横向隔水搅拌桩连续墙，采用双排搅拌桩墙体。该隔水墙体同时作为基坑分段开挖横向临时隔水帷幕，至雨水管道施工至该节管道时才凿除格栅型体。

3.3.施工注意事项

（1）为了确保方案的可实施性，为后续展开大面积施工提供根据，可选择一代表性路段进行水泥搅拌桩挡墙施工，并进行试验性开挖，以验证完善设计，指导后期施工。

（2）水泥搅拌桩施工时应严格控制桩位偏差不大于5cm,垂直度偏差不大于0.5%；相邻桩体施工间隔不得超过24小时，每一施工段应连续施工，否则应采取补桩措施消除搭接处缝隙。

（3）基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑开挖出的土方尽量不要堆放在基坑两侧，以避免基坑两侧荷载过大，而影响基坑稳定性。

（4）施工时应尽量利用管道埋设后，并且管槽回填（压实）至搅拌桩桩顶以上，作为施工场地便道，用作吊机作业面和土方及材料运输通道。

（5）雨水管道吊装利用单侧围护搅拌桩墙顶及墙后土体作吊装作业面，必须在整平后的桩顶和墙后土体横向铺设专用钢垫板（厚3 ），吊装完毕必须迅速离开，不得长时间滞留，严禁过夜。吊装期间，注意观测围护桩变形及破坏情况，发现问题立即停止施工并撤退。

3.4.施工监测

为保证工程施工期间基坑安全稳定，必须进行施工监测，沿道路纵向每隔一定距离在基坑周边及桩顶设置高程、水平位移观测点。安排专人负责按规定时间间隔测量，同时专人经常巡视基坑周边及坡面有无变形和裂缝及发展情况、开挖后查看围护桩搭接情况、有无位移、渗透、管涌、流泥情况，发现异常情况及时采取处理措施。如桩顶位移量较大时可在基坑两侧采取临时横向加撑处理措施，确保基坑安全稳定。另外在施工基坑开挖及暴露期间应备有一定数量的松原木、砂袋、钢板桩等应急材料，做到有备无患。

4、施工小结

（1）本支护方案限制了格栅中软土的变形，也大大减少了基竖向的沉降，同时增加支护的整体刚度，保证复合地基在横向力作用下共同工作。

（2）本支护方案首先满足了基坑围护、隔水基本功能要求，基坑开挖量比放坡方案少，回填材料省，基本切断了与地下海水连通，基坑抽排水容易，管底浅层淤泥超挖、换填施工安全方便快捷，解决了放坡坑底下淤泥处理时极容易引起边坡突然失稳破坏问题。

（3）本支护结构提供了较好的各种施工作业条件，尤其有效解决了吊装施工难题，足够宽的围护桩顶相当于在10m深基坑中部提供了一道基础较为坚实的二级作业平台，同时取消了大开挖诸多不安全因素、施工措施和费用。便于土方开挖和管道吊装等机械化安全施工,大大加快了施工工期进度。

（4）本支护结构在雨水管道基坑围护功能完成后，在雨水管道上侧的污水管基不需处理即可坐落于围护桩顶或地基已处理过的管槽回填土上，满足该污水管基及检查井承载力和变形控制。

（5）对在行车道路基持力层范围内尚未固结的软弱填土层，进行了地基固化处理和侧向约束（管槽内已换填处理），一次性解决了路基、雨污水管基承载力、沉降、不均匀沉降等多方面比较棘手的岩土工程问题，不留安全和质量隐患。

5、结束语

五通地块一号路（K0+520～K1+590）雨水工程通过格栅型水泥搅拌桩重力式挡墙支护施工技术，大大提高了施工进度，确保了工程质量，全线施工过程无出现安全事故。

通过上述工程实例，在软基地基的深基坑，特别地质变化较为复杂的软土地基的深基坑，如吹填造地，该支护方案是可行的。同时既可以解决对目前城市市政工程，深基坑施工采取大开挖，作业面受周边建筑物影响，无法大放坡的问题，又可以确保周边建筑物的安全。

图2 基坑支护剖面图