东莞市地王广场深基坑支护技术

１前言随着经济的发展和建设科技的进步，深层搅拌桩因具有造价低、施工方便、噪音小以及无污染等优势而得到广泛应用。

深层搅拌桩的作用机理是以水泥、石灰等材料为固化剂，通过桩机强制搅拌（如采用“六搅三喷”等工艺），利用固化剂与软土产生一系列物理、化学反应，使软土结硬成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而实现提高地基硬度和增大变形模量，减小地基沉降等效果，因而在止水帷幕或深基坑支护方面发挥了巨大作用。

由于现有的深层搅拌桩仍需在抗剪、抗弯、抗拉强度方面作进一步改善，故市面上出现一些加入钢管或水泥管作为内芯的搅拌桩，但施工复杂且成本高，较不利于工程推广。

针对现有技术存在的缺陷，我们设计出一种施工简易、成本低廉的新型深层组合搅拌桩，即在搅拌桩桩体凝结前在桩身内沿长度方向插设一柔性杆体，可采用毛竹杆或木杆等，呈圆柱形，直径约为９５～１１０ｍｍ，其施工简便，应用在深基坑支护中可增强桩体的抗剪、抗弯、抗拉强度，且毛竹杆或木杆等柔性杆体相对钢管或水泥管而言成本较低，有利于推广应用，目前已申请国家专利。

２工程及地质概况拟建东莞市地王广场位于东莞市莞城区罗沙村，场地东侧为海联大厦，北侧为东纵大道，南侧为罗沙村。

拟建建筑为商住楼，地面以上由３层裙楼和７栋１８层塔楼组成，设２层地下室。

采用框架结构和管桩基础。

地下室开挖最大深度为９．５ｍ，开挖面积约１万ｍ２，基坑大致呈矩形规则布置，周长在６００ｍ以上，其平面如图１所示。

经钻探揭露，场地岩土层按其成因自上而下可分为填土层、冲积层、残积层和基岩，现分述如下：①人工填土层：厚１．２～２．８ｍ，平均１．８７ｍ，稍湿，松散，填土年限约５年，由粉质粘土组成，标贯击数Ｎ＝６．７，建议取承载力特征值ｆａｋ＝７０ｋＰａ。

②第四系冲积层：厚１．１～４．５ｍ，平均３．３ｍ，由粘粒及粉粒组成，含砂粒，遇水易软化，天然含水量ｗ＝２３．３％，孔隙比ｅ０＝０．６９４，Ｅｓ１－２＝５．８７ＭＰａ，压缩系数ａ１－２＝０．２９ＭＰａ，属中性压缩土，Ｎ＝１６．９，ｆａｋ＝３２０ｋＰａ。

③第四系残积层③－１粉质粘土：厚２．９～９．２ｍ，平均６．７ｍ，可塑，局部硬塑，ｗ＝２４．３％，ｅ０＝０．６９６，Ｅｓ＝５．６１ＭＰａ，ａ１－２＝０．３１ＭＰａ，属中性压缩土，Ｎ＝１６．９，ｆａｋ＝２００ｋＰａ；③－２中砂：层厚１．７～４．０ｍ，平均２．６４ｍ，饱和～稍密，局部为细砂，Ｎ＝５．６～１４．６，ｆａｋ＝１６０ｋＰａ。

④花岗岩基岩④－１全风化花岗片麻岩：褐黄、灰白，原岩结构较清晰，岩芯呈土柱状，手捏易碎，遇水易软化，干钻能钻进，Ｎ＝３０．９，ｆａｋ＝４００ｋＰａ；④－２强风化花岗片麻岩：褐黄、褐灰，原岩结构清晰，岩芯呈土夹岩块状，岩块手可折断，遇水易软化，干钻难钻进，Ｎ＝４０．７，ｆａｋ＝７００ｋＰａ；东莞市地王广场深基坑支护技术刘柏滔１徐情根２徐醒华２曹学新２萧宝成２（１、龙门县建设工程质量监督站广东龙门５１６８００；２、东莞市桦业土木基础工程有限公司广东东莞５２３１２９）摘要：深层搅拌桩在基坑支护工程中主要用作止水帷幕，文中介绍东莞市地王广场深基坑支护工程中应用的一种深层组合搅拌桩，在止水的同时起到支护作用，施工方便快捷且价格低廉，经济效益良好，值得推广使用。

关键词：深基坑支护；深层组合搅拌桩；单管旋喷桩；钢铰线锚索广东土木与建筑ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＣＩＶＩＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ２００８年４月第４期ＡＰＲ２００８Ｎｏ．４图１基坑平面示意图４区６区基坑６区５区支护边线基础边线５区基坑５区６区１２７４００１４７８００４５７５０１４７８００１２７４００６图２１－１剖面支护结构示意图排水沟－０．９ｍ排水沟剪力墙搅拌桩Ｍ１：Ｌ＝１６ｍ，ｆ２５＠１３００ＭＳ：Ｌ＝２８ｍ，３ｆ７．５＠２６００，Ｒ＝３０００ｋＮ－８．７ｍ１０００ｆ８＠２００×２００ｆ１６双向通筋Ｃ２０混凝土（厚１００）５００５００１５００ｆ１１４×４钢花管（Ｌ＝１２ｍ，＠８００）５×１３００１０００３００１５°１５°Ｍ２：Ｌ＝１６ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ３：Ｌ＝１３ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ４：Ｌ＝１２ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ５：Ｌ＝８ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ６：Ｌ＝８ｍ，ｆ２５＠１３００（２ｆ５００＠４００，Ｌ＝１２ｍ）刘柏滔等：东莞市地王广场深基坑支护技术④－３中风化花岗片麻岩：灰、灰白、褐灰，花岗结构，块状结构，风化裂隙发育，裂隙面普遍严重铁染，岩芯呈碎块及短柱状，锤击声稍脆较难碎，饱和轴压强度１５．６～１８．２ＭＰａ，平均１６．７ＭＰａ。

地下水以孔隙水为主，以中砂层为主要含水层，局部分布，其余土层属弱透水层，补给方式主要为大气降水及侧向径流渗透，排泄方式主要为大气蒸发及侧向径流，地下水位埋深为６．８ｍ。

场地内地下水主要为孔隙水和基岩裂隙水，地下水的补给主要来自大气降水及相邻季节性河流等地表水的渗入补给，水位随季节性变化。

勘察期间测得地下混合稳定水位埋深约２．２～３．５ｍ。

３设计方案本工程基坑不仅面积较大，且支护深度较大，为７．８ｍ，我们根据其地质水文条件及周边情况，按照技术可靠、施工简便、安全经济等原则，采用“钢铰线锚索＋钢筋锚杆＋挂网喷混凝土＋双排组合搅拌桩”的支护方案。

根据场地周边条件不同，设计采用２种剖面类型对基坑进行支护处理，以下将分别介绍。

３．１１－１剖面：开挖深度７．８ｍ，设计９０°，采用“钢铰线锚索＋钢筋锚杆喷锚＋钢管桩＋双排搅拌桩”的支护方案，如图２所示。

①双排组合搅拌桩：桩径ｆ５００＠４００×４００，桩长１２ｍ，将超前钢管桩改为深层组合搅拌桩；②钢筋锚杆：孔径ｆ１３０，倾角１５°，钢筋为Φ２５，纵横间距均为１．３×１．３ｍ，共布置６层，由上至下各排锚杆长度分别为１６，１６，１３，１２，８，８ｍ；③锚索：在坡面往下２．３ｍ处设置１排锚索，长２８ｍ，锚杆抗拔力３００ｋＮ，采用３×７ｆ５钢铰线，锚固段长２０ｍ，自由段８ｍ，孔径ｆ１５０，倾角３０°，水平间距２．６ｍ，内注水泥浆，水灰比０．４５，采用二次注浆；④腰梁：截面为３００×３００，采用Ｃ３０混凝土，主筋６ｆ２５，箍筋ｆ８＠１５０×１５０，钢垫板２５０×２５０×２０，锚具为３孔标准锚具；⑤挂网喷射混凝土：坡面采用ｆ８＠２００×２００钢筋网，喷射Ｃ２０混凝土厚１００ｍｍ，坡顶压顶梁截面为１０００×２００，将钢管桩头搅拌桩凿开２００ｍｍ，钢管两侧各焊接２ｆ２５钢筋，其它位置为ｆ８＠２００×２００；⑥排水沟：坡顶和坡脚均设３００×３００素混凝土排水沟，坡面不设泄水孔。

３．２２－２剖面：位于５区与４区连接处，由于４区为已有建筑，设有单层地下室，底板顶标高－４．５ｍ，故该标高往上采用放坡处理，往下采用“单管高压旋喷止水＋钢筋锚杆＋坡面挂钢筋网喷混凝土”的支护方案，如图３所示。

①单管高压旋喷桩：桩径ｆ６００，桩长８ｍ，桩距４５０×４５０；②钢筋锚杆：共设计３排，第１排距坡顶１．０ｍ，间距１．３×１．３ｍ，孔径ｆ１３０，倾角１５°，内注水泥浆，水灰比０．４５，插筋均为１ｆ２５，长度分别为１２，１２，１０ｍ；③挂网喷锚：标高－４．５ｍ以上部位采用４５°放坡，坡面挂钢筋网ｆ８＠２００×２００，喷射Ｃ２０细石混凝土厚１００ｍｍ；－４．５ｍ坡面设计坡角９０°，面层挂钢筋网ｆ８＠２００×２００，喷射Ｃ２０细石混凝土厚１００ｍｍ；④基坑降水方案：在基坑内设置４口１ｍ×１ｍ、深１ｍ的集水井，经坡下排水沟再到集水井，由集水井用潜水泵抽入坡顶排水沟，排入市政下水管道。

４基坑支护施工４．１施工要求⑴在基坑围护施工前，应查明场地支护范围内的管线情况，保证地下管线和构（筑）物设施的安全和正常使用；搅拌桩施工前需准确测量定位，确定地ＡＰＲ２００８Ｎｏ．４２００８年４月第４期排水沟－０．９ｍ排水沟剪力墙单管旋喷桩－８．７０ｍ１０００ｆ８＠２００×２００ｆ１６双向通筋Ｃ２０混凝土（厚１００）５００５００１５００１３００１０００３００１５°１３００１０００４区－４．５ｍ４５°Ｍ２－１：Ｌ＝１２ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ２－２：Ｌ＝１２ｍ，ｆ２５＠１３００Ｍ２－３：Ｌ＝１６ｍ，ｆ２５＠１３００（ｆ６００＠４５０，Ｌ＝８０００）图３２－２剖面支护结构示意图７下室基础和后期施工的承台位置，锚杆施工前需放线并适当调整间距，确保避开承台桩与地下室车库的桩基础；⑵支护结构施工前，应以地下室外墙为依据准确放出基坑开挖边线，并确保有足够的场地进行搅拌桩和放坡喷锚施工；⑶搅拌桩施工前需平整好场地并放线定位，遇障碍物地段则需开挖导槽；⑷搅拌桩施工前需做好工艺性试桩，以确定各项施工技术参数，如搅拌桩机转速和提升速度、灰浆泵压力、输浆量等。

４．２施工工艺⑴搅拌桩施工要求采用四喷四搅工艺，固化剂采用３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，搅拌桩少于１３％，利用柔性杆体（毛竹或木杆）在桩体凝结前沿桩体长度方向插入而形成组合搅拌桩；⑵锚杆成孔直径为１１０ｍｍ，采用全孔压力注浆，选用水灰比０．５～０．５５的３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥浆，并加入适量早强剂及膨胀剂，注浆体强度不低于１５ＭＰａ，注浆压力０．５～１．０ＭＰａ，压力注浆装置应设置止浆塞和排气管，注浆后要求稳压３ｍｉｎ以上；⑶钻孔直径及深度应满足设计要求，并保持孔内和孔壁洁净，确保水泥浆与孔壁牢固粘结；⑷土方开挖必须与支护结构施工配合进行，分层分段施工，分段长度一般不超过２５ｍ，素填土较厚剖面段的土方开挖应采取跳挖方式；⑸土方开挖形成工作面后，按设计要求修整坡面，喷射第１层混凝土，找平坡面及防止坡面长时间暴露；在此基础上按设计要求编织钢筋网并喷射第２层混凝土；⑹锚杆及喷射混凝土面层强度达到设计值的７０％后，方可进行下一层土方开挖及锚杆施工；⑺当锚杆需避让障碍物或地下设施时，可适当调整角度和间距，但不得降低原支护设计的安全度；⑻基坑支护施工时需做好场地排水工作，地面应有完善的排水明沟，基坑内设置排水沟和集水井，并及时抽排场地内的积水，以免坡脚长时间被水浸泡。

基坑底部的排水沟和集水井可视承台分布情况和排水纵坡的需要进行调整，排水沟应确保砌筑完好无渗漏，水流顺畅，应充分利用“时空效应”，尽可能提高施工效率，减小基坑内的土体变形。

４．３信息化施工管理收集土方开挖所揭露的地层和地下水位、水量等资料，及时掌握土体及桩的变化情况，加强土体位移和沉降观测，以便更好地指导设计和施工。