葛朝林

上海申元岩土工程有限公司 上海 200011

早期，搅拌桩主要用于加固软土地基，提高地基承载力。随着沿海软土地区高层建筑和地下设施大量兴建，搅拌桩开始运用于基坑工程中。随着搅拌桩重力式挡墙的广泛应用，一些工程问题逐渐显现[1]。本文主要以上海地区某工程项目为背景，介绍搅拌桩重力式挡墙的适用条件、险情分析及控制对策等，为以后类似项目的设计与施工提供参考经验。

1 工程概况

本项目基坑面积为56 000 m2，一般区开挖深度约5.50 m。按照上海市基坑工程技术标准，基坑安全等级为三级，环境保护等级为三级。场地北侧及东侧分布有市政道路，西侧及南侧为空地。

本工程地基土属于第四纪松散沉积物。土层从上至下依次为①杂填土、②粉质黏土、③夹砂质粉土、③淤泥质粉质黏土、④淤泥质黏土等。

场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水和邻近地表水。勘察期间实测取土孔内地下水静止水位埋深为0.5～0.7 m。根据上海市长期观测经验，地下水水位埋深一般为0.3～1.5 m，本次设计按水位埋深0.5 m考虑。

2 基坑设计方案

本项目基坑开挖深度一般，周边环境相对宽松。若采用有支撑系统的板式围护结构，一方面造价相对较高，另一方面，后期挖土较为困难，支撑安装及拆除较为烦琐，不利于控制施工工期。因此，采用无支撑系统的围护结构。上海地区常用的无支撑系统围护结构有放坡开挖、水泥土搅拌桩重力式挡墙。本项目地下室退用地红线距离有限，不满足放坡开挖的空间要求，故围护形式普遍区域采用双轴搅拌桩重力式挡墙。

搅拌桩重力式挡墙在上海地区基坑项目中较为常用，一般适用于基坑开挖深度不超过7 m且周边环境保护要求一般的项目。该围护形式的优点是围护成形后可一次开挖到底，方便开挖；缺点是位移控制能力对围护桩成桩质量、土方分块等依赖性较大。

3 基坑险情分析及控制对策

3.1 基坑险情发生区域围护设计概况

本项目样板区开挖至坑底后出现搅拌桩桩顶变形较大，搅拌桩及周边出现开裂等情况（图1）。

1）邻近售楼处：周边卸土至售楼处基础底标高，待样板区地下室完成后再行施工售楼处。周边卸土后，基坑开挖深度4.88 m，采用宽4.2 m、φ700 mm@500 mm的双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙，插入比1∶1.23。

2）其他一般区域：基坑开挖深度5.58 m，采用宽4.7 m、φ700 mm@500 mm的双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙，插入比1∶1.17。

图1 样板区周边环境示意

3.2 险情概况

险情出现在邻近西侧售楼处及北侧，围护变形较大，墙顶水平位移最大处达10 cm，墙顶及售楼处区域地面发生横向裂缝，裂缝宽度最大处达2 cm（图2）。

图2 周边险情现场实景

3.3 险情原因分析

搅拌桩重力式挡墙出现变形较大情况时，一般受多方面因素影响，包括地质因素、基坑支护设计因素、施工因素、基坑周边环境因素、气象因素等[2]。

1）邻近西侧售楼处。经分析，围护墙变形较大，发生裂缝的主要原因为：

①实际施工工况未按设计要求进行。售楼处为2或3层建筑，基础形式为桩承台，承台底埋深0.7 m。按照设计要求，周边先卸土至售楼处基础底，待地库完成后再施工售楼处并回填。而在现场实际施工时，在地库开挖过程中，周边售楼处同步施工完成且基础回填厚1.5 m土至标高±0 m。由于施工工况与设计不符，周边售楼处覆土超载较大，导致基坑开挖过程中围护变形较大。

②沿基坑边大面积土方同时开挖，基坑一次性暴露面积较大。西侧基坑边长约60 m，现场开挖过程中，未严格按照分块分层原则进行土方开挖，基坑边一次性全部开挖到底，基坑暴露面积过大。

2）北侧区域。经分析，围护墙变形较大，发生裂缝的主要原因为：北侧基坑边长约80 m，现场开挖过程中，未严格按照分块分层原则进行土方开挖，基坑边一次性全部开挖到底，基坑暴露面积过大。

3.4 险情控制对策

险情通知处理时，样板区基坑已开挖至坑底，垫层浇筑一半。针对施工现状，采取了针对性的应急措施：

1）邻近西侧售楼处：

①对于已经开挖的区域，尽快完成垫层浇筑，垫层浇至围护边。

②西侧基坑暴露边长约60 m，垫层浇筑完成后，在1/3跨位置设置沙袋堆进行反压（设置2个），每个沙袋堆尺寸为3 m×3 m×3 m（图3）。

图3 西侧沙袋反压方案实施现场

③对基坑外已形成的地表裂缝应及时进行修补，如对裂缝内进行注浆，地表的裂缝用水泥封堵，防止地表水沿裂缝进入土层中。

④西侧底板尽快浇筑完成，并分成南北两块进行浇筑，浇至围护边。底板分两块浇筑，主要是确保底板未完全形成前，沙袋堆可以对坑内土体形成反压作用，增加被动区土抗力。

⑤加强西侧监测，由一日一测加强为一日两测。

2）北侧区域考虑采用3种方案：坑外卸土、土钉墙、钢板桩拉锚。基于以下原因，最终采用钢板桩拉锚方案。

①由于基坑已开挖至坑底，不具备土钉施工作业面，因此不采用土钉墙方案。

②样板区外侧为待建场地，未打设工程桩。按照建设单位要求，为确保工程桩施工场地，样板区坑外不能卸土，因此，不采用坑外卸土方案。

钢板桩拉锚方案为：北侧区域在基坑内侧紧靠坝体位置打设拉森Ⅳ号钢板桩，桩长12 m，顶部双拼槽钢围檩，间隔布置钢筋拉锚（图4）。

图4 北侧拉锚方案实施现场

4 搅拌桩重力式挡墙施工要点

搅拌桩重力式挡墙作为一种常见的基坑支护形式，在上海等软土地区应用较为广泛，但需要注意以下问题[3-4]：

1）一般适用于基坑开挖深度不超过7 m且周边环境保护要求一般的项目。当基坑开挖深度较深或周边环境保护要求较高时，不适宜采用该围护形式，搅拌桩重力式挡墙为悬臂支护结构，墙顶水平位移一般相对较大，尤其是软土地区，软土易产生蠕动，加剧了围护变形，不利于对周边环境的控制。

2）搅拌桩水泥掺量及强度需达到设计要求。挡墙位移控制能力依赖于搅拌桩的成桩质量。上海地区，一般要求双轴搅拌桩水泥掺量达到13%，明暗浜区域，水泥掺量适当提高。搅拌桩28 d无侧限抗压强度不应低于0.8 MPa。搅拌桩达到设计强度和养护龄期后，方可开挖基坑。

3）基坑开挖过程中，应确保分层分块跳挖，一般软土地区，沿基坑边一次性开挖暴露边长不超过20 m。开挖过程中，随挖随浇垫层，当开挖约200 m2的土方后，垫层便需跟进浇捣，施工时需保证垫层的平整度、厚度和强度。

4）基坑开挖过程中，邻近基坑边土方不可超挖。超挖土方相当于增加基坑开挖深度，坑底应留厚200～300 mm基土用人工铲除修平，避免超挖。

在搅拌桩重力式挡墙设计与施工过程中，需要注意的问题很多，包括考虑地质因素、周边环境因素等。在基坑设计与施工的全过程中，应尽可能充分考虑各方面的不利因素，做到及时预警，确保基坑安全。

5 结语

本文以上海地区某工程为背景，分析搅拌桩重力式挡墙险情，提出具体的控制对策，通过采用钢板桩拉锚、坑内设置反压沙袋、加强监测等手段，使险情得到控制，基坑得以继续施工。

本文对搅拌桩重力式挡墙围护墙险情的成功处理，可为其他项目的设计与施工提供一定的参考。

[1] 郑刚.水泥土重力式挡墙倾覆破坏的分析[J].岩土力学,2001,22(2): 192-194.

[2] 尚祖光.水泥土搅拌桩重力式挡土墙常见垮塌原因及应急措施[J]. 建材与装饰,2018(14):1-2.

[3] 李圣国,时培利.水泥土重力式挡土墙支护位移原因及处理[J].建筑 工人,2013,34(11):38-39.

[4] 刘国斌,王卫东.基坑工程手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社, 2009.