紧邻且深于已建地下室的基坑支护施工关键技术

虞 坚

（山西翔丰建设有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概况

1.1 基坑概况

太原经济技术开发区农牧场棚户区改造职工安置小区及清空土地上的房地产开发项目综合楼建筑面积43 927.11m2，基坑设计重要性安全等级为一级，降水采用坑内管井降水，坑外回灌。基坑南、西、北三侧开挖深度10.870m（局部11.270m），采用钢筋混凝土灌注桩加2排预应力锚索支护，如图1所示。

图1 基坑支护平面

东侧紧邻已建小区地下车库，车库顶有2m覆土，设计按80kN/m2取值，地库底标高763.500m，拟开挖基坑基底标高759.130m，超挖4.37m。

1.2 土质情况

依据勘察报告，支护涉及范围内主要是素填土、粉质黏土、粉砂（见表1）。稳定水位埋深位于现地面下0.900～1.700m，稳定水位标高在766.790～767.930m，抗浮水位为768.000m。根据本工程十字剪切试验结果，本工程②，③号土层为流塑状态粉质黏土，为中等灵敏性土质，地下水位较高。

表1 土层各项物理力学参数

1.3 紧邻建筑物侧基坑设计情况

紧邻已建住宅小区侧基坑设计为双排三轴水泥搅拌桩，两排之间咬合350mm。东侧三轴水泥搅拌桩桩长18m，在双排三轴水泥搅拌桩中间再掏打钻孔灌注桩800mm@1 400mm，桩长13m。三轴搅拌桩与已建车库缝隙部位采用3 000mm高压旋喷桩封闭，如图2所示。

图2 小区侧基坑围护结构剖面

2 基坑施工难点及解决方案

2.1 围护结构施工机械管理关键技术

基坑东侧地库与已有建筑物地库外墙距离极近，外墙线距东侧现有地库基础边线1.5m，此范围内要施工双排三轴水泥搅拌桩（水灰比1.5～2.0），中间再掏打800mm钻孔灌注桩，灌注桩与三轴水泥搅拌桩边界尺寸最小值为101mm，故基坑围护结构施工对三轴搅拌桩和钻孔灌注桩的定位及垂直度控制要求极高，一旦偏差稍大，就会发生三轴搅拌桩破坏，产生基坑渗漏，甚至可能导致已建小区地库不均匀沉降。并且东侧围护桩边存在单根的柱下工程桩，其最小距离为250mm，如图3所示。因此，对于围护桩的定位及桩体垂直度的要求非常高。

图3 小区侧基坑围护结构大样

为严格控制邻小区侧基坑施工质量，必须严格进行过程控制。首先，每次三轴搅拌桩机和钻孔灌注桩机移位前均进行垂直度测量，保证桩机垂直度偏差不得大于1/250；其次，严格控制三轴搅拌桩下钻速度控制在0.5～1.0m/min，提钻控制在1～2/min，保持匀速升降。

现场检查发现，刚开始施工时垂直度控制是通过500mm长的水平尺进行主控，线锤控制辅助测量，由于桩基钻杆长度会达到20m，故采用水平尺主控其精度无法满足施工精度要求，项目部发现此问题后，立即要求采用双向3m线锤作为主控，水平尺辅助，并在施工过程中实时观察，确保垂直度在规范允许范围。

原设计搅拌桩中钢筋混凝土灌注桩采用旋挖钻机在三轴水泥搅拌桩施工后10～13d施工，考虑到基坑其余三侧都采用GDH潜水钻机施工，单独进旋挖钻机不仅机械使用率低，且场地狭小，机械摆放困难，旋挖钻对搅拌桩体振动较大，易造成裂缝，经过设计沟通并通过现场试钻，确定施工完成10～13d的三轴水泥土搅拌桩能够顺利采用GDH潜水钻机钻进，钻速100～120rad/min，采用清水注入，排出泥浆相对密度为1.07～1.10，钻进速度可达到250～270mm/min。

2.2 三轴搅拌桩施工工序关键技术

由于紧邻小区侧与建筑物过于接近，并且已建地库顶板上有2m覆土，在中高灵敏土质条件下，设计要求三轴水泥搅拌桩施工速度不应超过5幅/d（双排5幅），以减少对已建地库筏板下方土层的扰动。但在实际施工时却存在同时施工双排5幅工况，搅拌的水泥土和原土强度不一导致偏桩，在高精度要求下，此种方案势必无法采纳。而如果每日只施工单排5幅的话，会赶不上节点进度要求。故而必须对施工顺序进行优化完善（见图4），保证每日双排5幅的工程进度。

图4 施工顺序优化前后对比

2.3 基坑超挖部位节点处理工艺

现状地库基础底标高为763.500m，拟建地库基底标高759.130m，本工程基坑比已建车库基础筏板底超挖4.370m。已建东侧地库基底至板顶6.3m，顶板上有2m覆土。此处无法设计成双排锚索受力体系，设计采用在已建地库筏板上，采用植筋方式，将围护桩悬臂结构体系优化成简支结构体系，如图5所示。

图5 基坑超挖部位植筋处理

设计院对已有结构筏板侧面的开孔、植筋、防水卷材提出简要要求，但基坑超挖部位节点施工与冠梁的钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等先后顺序并未进行明确，为便于质量控制及现场施工，需进行施工优化。

项目部考虑到先行进行植筋施工，会影响套分冠梁箍筋，并且无法进行卷材铺贴，故将施工方案进行如下优化：①先行进行已建地库筏板植筋的钻孔工作；②钻孔完成后，按图进行孔内粉尘去除；③进行筏板侧防水卷材铺贴，并在钻孔部位开洞；④进行冠梁钢筋绑扎；⑤丙酮擦拭孔道；⑥将植入钢筋插入孔道中；⑦植筋与筏板接触点部位用聚氨酯涂刷2道，完成最后的植筋工作；⑧支模；⑨浇筑冠梁混凝土。

4 结语

对灵敏土工况下紧邻且深于已建地下室的基坑支护施工进行研究，根据现场开挖情况、基坑监测数据进行综合判断，可得出以下结论。

1）深基坑超挖施工精度要求高，需严格按照规范及方案要求进行施工过程控制，尤其是垂直度控制，更应作为重中之重。经严格施工过程管控后的灌注桩成型效果及垂直度、直线度均较理想。

2）机械选择必须作为重点加以前期研判。在成型10～13d的三轴水泥土搅拌桩内部，采用潜水钻施工，钻速100～120rad/min，采用清水注入，排出泥浆相对密度为1.07～1.10，钻进速度达250～270mm/min工况参数下，高精度施工完全可行，并且由于三轴搅拌桩加固后的土体性质较均匀，成型后的围护桩垂直度及外观效果较常规更佳。

3）三轴搅拌桩施工关键技术实施后，经过现场开挖后发现，经过优化工序后的三轴搅拌桩，其防水性能稳定，无接缝渗漏现象，其搅拌范围及与土方交界面的垂直度均满足图纸要求。

4）基坑超挖部位节点处理工艺实施后，现场工序安排合理，未出现返工、成品破坏等问题。

5）采用筏板侧壁锚固钢筋的做法，超出设计预测的40mm的变形控制值，最大水平位移达128.3mm，周边建筑物沉降最大31.05mm，其基坑监测变形值比其余三面大。经过与设计院及外部专家现场沟通，很可能是灵敏土工况下800mm的灌注桩直径选择偏小所致。按照规范要求的植筋钻孔孔径为32mm，但实际施工中发现，25钢筋插入32mm孔后，其周围空隙较大，植筋胶易往下流淌，钢筋上半部不易形成有效包裹，采用28mm的钻孔孔径可能更合适。