浅谈复杂地质条件下基坑支护施工技术

浅谈复杂地质条件下基坑支护施工技术

陈伟卞晓祥陈元

（江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司）

【摘要】：文章以南科大及深大新校区拆迁安置产业园区（二期）工程基坑支护4-4剖面三重管高压旋喷桩止水帷幕施工为例，对其方案设计、成桩原理、参数选定作了阐述，介绍了具体的施工工艺和施工要求，并提出了质量控制和保证措施。

【关键词】：高压旋喷桩、止水帷幕、质量控制

1、工程概况

本工程位于深圳市南山区塘朗村，场地原始地貌为剥蚀残丘及冲沟，基坑坑深约5.6~12.35m，场地内分布的地层主要有第四系人工填土层（Qml）【杂填土】，具有组成不均，变异性大，呈松散状态，压实性差其工程特性差，不可作建筑物的基础持力层；第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）【含有机质粉质粘土】，具有高压缩性，承载力低等特性，工程地质状况差，未经处理不可作建筑物的基础持力层；第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）【砾砂】，承载力一般；第四系残积层（Q3el）【砾质粉质粘土】具有较高承载力，较低压缩性，可作多层及小高层建筑基础持力层；场地下伏基岩为燕山期地层（y53）粗粒花岗岩【全风化花岗岩】为刚性地基，有良好的基础持力层。

2、旋喷桩设计方案

依据场地B和C区基坑深度大部分在7~10m之间，在此开挖深度内分部的地层以人工填土层、含有机质粉质粘土、砾砂（2-2层）、粘土、含砾粘土、砾砂（4层）及砾质粉质粘土为主，土的自稳能力差，综合考虑场地工程地质、水文地质及施工等条件，故1-1、5-5、6-6剖面采用有限放坡结合土钉墙的支护型式；D区基坑开挖深度在19~24m之间，该区地层以人工填土层、含有机质粉质粘土、砾砂（2-2层）、粘土、含砾粘土、砾砂（4层）及砾质粉质粘土为主，土的自稳能力较差，因此此部位3-3剖面采用桩锚支护。由于4-4剖面处有近10m的人工填土层、场地地下水位较高、且紧临军事用地。故4-4剖面段采用冲（钻）孔排桩加预应力锚杆（锚索）加内支撑（三重管高压旋喷桩止水帷幕）支护型式，本文结合南科大及深大新校区拆迁安置产业园（二期）基坑支护工程实例，对4-4剖面复杂地质情况下基坑支护中的三重管高压旋喷桩止水帷幕进行论述。

图1 基坑支护平面图

3、成桩原理

三重管高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，然后将水和浆液、压缩空气从喷嘴里射出。冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出，另一部分与浆液搅拌结合，达到水泥浆液置换土体颗粒的要求，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360。回转提升，随着浆液的凝固，组成具有满足设计要求强度和抗渗能力的固结体（即旋喷桩）。与钻孔灌注浆连接成闭合帷幕，达到止水的作用。实践证明，此方法具有良好的止水效果、设备简单、操作方便、施工成本低、施工速度快等等优点。

4、高压喷射注浆参数选定

高压喷射注浆应选用如下施工参数：

1）旋喷桩在相邻支护桩成桩7天后方可进行邻桩的施工。

2）三重旋喷桩止水帷幕有效直径0.8m，水泥用量为350kg/m，抗压强度不小于20Mpa。

3）三重旋喷桩水射流压力不小于30Mpa，水泥浆液压力大于2Mpa，空气压力应大于0.6Mpa。

4）水泥宜采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比宜为1.0.

5）注浆管提升速度按0.1~0.14m/min控制，分段提升的搭接长度不应小于100mm。如遇地质情况较差的情况下，注浆管提升速度按0.06~0.08m/min来控制。

5、施工机具配置

三重管高压旋喷桩止水帷幕施工的主要机具配置有：3XB型高压水泵一台、BW-150型注浆泵一台、

6m3分空压机一台、XJ100型工程钻机6台。

6、测量放线

按施工设计图纸进行现场放线，旋喷桩位置用钢管定点上系红布条为标志，以便查找。

7、施工工序和施工要求

7.1施工工序

施工工序是：○1基坑开挖○2场地平整○3测放旋喷桩中心位置○4钻机引孔至设计深度○5将旋喷喷嘴置入孔中○6由下至上旋喷注浆○7修补桩头○8完成旋喷桩施工○9桩体养护○10施工质量检测○11合格后进行浮土浮浆及桩头处理

7.2施工要求

1）要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其垂直度允许偏差不得大于0.5%。

2）引孔后，直接将旋喷喷嘴置入孔底，先空转旋喷管直至孔口冒浆，在提升旋喷管由下至上旋喷注浆，直至桩顶设计标高，预留桩头0.3m.

3）实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物与岩土工程勘察报告不符等情况应作详细记录，并及时向设计、监理、建设方汇报，商量解决办法。

4）施工中严格按照施工参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。

5）喷射施工完毕后，立即拔起喷射管，把注浆管等机具设备冲洗干净，管内不得残存水泥。

6）由于旋喷桩在基坑内施工，施工前应预先挖好积水坑及排浆沟，并及时清运废水泥浆。

8、质量控制及保证措施

8.1质量控制措施

1）插管前需试验检查喷嘴，防止堵塞。

2）浆液配制必须严格按照配比拌和，并经常检查测定浆液比重，并做好记录。

3）遇到漏浆孔段，应停止提升，继续注浆注浆压力正常后在提升。

4）钻孔注浆过程中要做好各种记录资料并及时整理归档。

8.2保证措施

1）开工前设定明确的创优目标，制定相应的管理制度及措施，并安排专职质检员到现场跟踪检查。

2）特殊工种操作人员需持证上岗。

3）严格按照设计要求进行测量定位，做好技术交底指导生产。

4）加强施工中的过程控制，严把质量关。

5）成孔后，操作人员要及时做好钻孔记录。

9、结束语

在工程进行三重管高压旋喷桩止水帷幕结束后，对成桩质量进行了钻孔抽芯，在旋喷桩施工28天后，在多个桩位上进行钻孔抽芯，并抗压强度试验其结果均符合设计要求。同时4-4剖面在施工时由于人工回填土层（拆迁建筑垃圾）达到近10m厚，在旋喷桩引孔施工时发生了多起串孔及部分位置无法引孔的现象，我司立即报请设计单位、举行专家讨论，专家组针对这一现象提出将无法引孔部位的桩进行侧移并做上标志（详见图示）。