黄康人

(1.福建永强岩土股份有限公司 福建龙岩 364000；2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心 福建龙岩 364000)

全套管咬合砂浆止水桩在基坑工程中的应用

黄康人1,2

(1.福建永强岩土股份有限公司 福建龙岩 364000；2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心 福建龙岩 364000)

随着地下空间开发和高层建筑的发展，深基坑施工与日俱增。大部分深基坑工程处于城市中密集的高层建筑群内，不仅施工场地狭小，工程基础与周边建筑物基础紧密相连，基坑开挖过程容易造成周边地下水渗漏，引发周围土体变形，引起周围建筑物的沉降，严重的影响地下工程的施工质量、施工效率、施工环境、施工安全。针对以上问题，本文结合实际工程案例，提出一种新型的基坑止水方式—全套管咬合砂浆止水桩基坑止水技术，并对全套管咬合砂浆止水桩性能、施工工艺及实际工程应用效果进行研究，以供类型工程借鉴。

全套管咬合砂浆桩；止水效果；施工工艺；基坑支护

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引 言

随着地下空间开发和高层建筑的发展，深基坑施工与日俱增，深基坑工程支护止水效果的要求也越来越高。目前，我国常见的基坑支护止水方法有搅拌水泥土桩法、旋喷注浆法、钻孔素混凝土(钢筋混凝土)桩止水帷幕等几种止水形式。上述几种基坑支护方法可以根据需要单独或组合使用，但总体上均不能用于硬质土层，施工范围受到局限，且消耗的水泥量大，成本高，还因凝结短，早期强度高，当出现机械故障、停水、停电等情况后，无法按计划咬合成桩施工，往往需要另外补桩，增加施工成本。而全套管咬合砂浆止水桩结合以上常见基坑支护止水方法优点，充分利用全套管里取土的砂石，配以水、少量的水泥或石灰搅拌成砂浆作为桩体材料，桩体相互咬合形成整体桩墙，具有较高的强度及抗渗、挡土能力。

1 工程概况

1.1 项目场地地质概况

场地位于龙岩市曹溪镇，场地西侧为曹溪中路(距离红线处有一宽约3m的排水沟)，东侧为现住校区(空地)，南侧为闽大路(距离红线处有一宽约2m的排水沟)，北侧为本工程其他两栋建筑及规划用地，现为空地。基坑平面见(图1)。基坑开挖面积3985.29m2，设有一层地下室，开挖深度6-7m。基坑平面见(图2)。

图1 基坑平面图

场地主要土层分布如下：①人工杂填土：松散-稍密，厚1.0-5.8m；②粉质粘土：湿-稍湿，厚0.7-5.0m；③圆砾：稍密-中密，厚0.5-7.10m；④含角砾粉质粘土：可塑-湿，厚7.5-12.1m；⑤残积土粘土：可塑-应塑，厚7.5-12.1m；⑥残积砾质粘性土：可塑-湿，厚2.3-13.6m；⑦二叠系下统栖霞组灰岩：薄层状构造。场地地下水主要为赋存于粘性土及圆砾的空隙中的孔隙水、赋存于灰岩裂隙的网状裂隙水及灰岩溶洞溶隙的岩溶水，稳定水位一般为1.30～4.13m。靠东侧地下径流及大气降水入渗补给，通过蒸发及向西、北侧迳流排泄。典型地质剖面见(图2)。

图2 典型地质剖面

1.2 主要技术难点

①拟建建筑物场地东、南两侧紧具有构造物，不具备放坡开挖的条件。

②场地位于闹市区，对振动、噪音、变形、环保要求严格。

②场地地下水位高且正逢雨季施工，基坑开挖过程容易发生突涌、流砂、渗漏等工程质量问题。

1.3 设计方案

本工程主要采用自然放坡+全套管咬合砂浆止水桩支护形式。

基坑西、北侧：采用自然放坡结合喷射C20混凝土。水泥为32.5复合水泥，配合比为水泥∶砂∶石子=1∶2∶2，钢筋采用HRB335(≥12mm)、HPB325(<12mm)两种，钢筋保护层厚≥20mm。

东、南两侧：采用全套管咬合砂浆桩(桩径1000mm，咬合150mm)辅助挡土兼止水作用。砂浆桩的强度等级为M2.5，稠度取5～7cm，施工时所使用的配合比为水泥：石灰∶中砂∶水=0.175∶0.067∶1.015∶0.4。砂浆桩桩端应穿透卵石层，并进入不透水层不小于1500mm，且进入基坑以下2000mm。

2 施工技术原理

采用大激振力中、高频振动锤进行全套管的沉入施工，通过旋挖钻机进行管内取土，取土完成后，将取土的砂土配以水、水泥或石灰投入搅拌机搅拌均匀形成混合砂浆，然后倒入钢套管内，拔出钢套管形成单根A砂浆桩，移动桩机至第二桩位处，施工第二根桩B，第二桩与第一桩相互咬合以便形成整体桩墙。施工顺序见(图3)。

图3 施工顺序示意图

3 主要施工流程及技术质量控制

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程为：场地平整→测量放样→桩机就位→高频振动沉管至设计标高→旋挖钻机管内取土→测量孔深→孔底沉渣检查→灌注砂浆→高频振动拔管成桩→移动桩机至临近桩位→重复沉管至灌注砂浆拔管成桩。主要施工顺序见(图4)。

图4 主要施工顺序图

3.2 主要技术质量控制

①沉管：场地地下水水位较高，施工过程中容易发生孔底隆起和涌砂现象，导致土方的超挖而引起水土流失。施工采用高频液压振动锤夹住单层套管对中后缓缓将其压入土中，套管应穿过土层进入不透水下1.5m处。施工过程保持套管的垂直度，如遇桩倾斜或地下障碍物时，应及时将桩管拔出,待处理后方可继续施工。

②取土：场地土质细小，采用抓斗冲击取土，在提升过程中，抓斗内的细小土体从缝隙中滑落造成桩底沉渣多。取土过程中，抓斗在套管内进行周期竖向振动，对周边土体的反复扰动，容易造成周边较高的持续孔隙水压力(这种压力在软粘土地基中中消散困)，降低周边土承载力，引起邻近构造物沉降。本工程采用旋挖钻机进行钻进取土。

③灌注砂浆：将取出的砂土配以水、水泥或石灰搅拌成砂浆，倒入钢套管。

④高频振动拔套管：在高频振动锤拔套管的过程中，管内砂浆因高平激振力，振捣密实，从而达到更好的止水效果。

⑤移动桩机至临近桩位，重复沉管至灌注砂浆拔管成桩。

4 基坑检测效果

4.1 咬合止水情况

咬合桩施工完成后进行土方开挖，未见明显渗漏水现象，坑内滞水抽干后，整个基坑仅用1台水泵抽水，止水效果良好。

4.2 基坑变形情况

土方开挖回填整个施工过程，基坑监测如下(表1)所示，最大变形值符合标准规范要求。

表1 基坑变形监测数据

4.3 基坑周边环境情况

咬合桩施工采用高频液压振动锤桩机进行全套管的沉入、拔出。施工过程中，套管桩周土体产生振动小，不容易激发周边建筑物的震动以致危及周围建筑物及地下管线设施等的稳定与安全。且套管内的土体采用旋挖钻机取土，不发生挤土效应，周边环境构造物无出现地面沉降、裂缝等现象。施工过程无噪音、振动污染，未产生扰民引起的投诉。

5 结语

全套管咬合砂浆止水桩，作为基坑支护止水整体形式，跟传统的水泥搅拌桩、高压旋喷桩相比，砂浆的凝结时间较长，早期强度低，用高频振动桩基结合全套管，对砂浆的切割能力强，能有效咬合，在高频振动下，形成密实的砂浆体，整体性好、止水效果显著。适用于除岩石意外任何地质情况的防渗止水和挡土墙施工。

施工过程中不产生挤土效应，对周围环境影响小，保证周围建筑的安全。工期可控，且无泥浆污染、噪音小，环保。利用套管内取土的砂、石作为原材料，节约造价，环保。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2]林奇.水泥粘土砂浆桩应用研究.福建工程学院学报.2010.1(2)：9-11,86.

[3]吴际.老城区复杂地质道路改造基坑围护咬合桩施工.山西建筑，2013.39(6)：33-35.

[4]王远志.解析软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降.城市建筑.2013.5.

[5]王立新，薛斌.粘土膏做为水泥混合砂浆参加料的实验与研究.河北建筑工程学院学报.2005.23(2)：67-69.

All casing bite mortar water stop the application of the pile in excavation engineering

HUANGKangren1,2

(1.Fujian Yongqiang Geotchnical Engineering Co., Ltd., Longyan, 364000;2. Geotechnical and Environmental Enterprises in Fujian Province Engineering Research Center, Longyan 364000)

With the development of high-rise buildings and the underground space exploitatio, Most of the deep foundation pit engineering located at intensive high-rise buildings in the city .Not only the foundation of the engineering closely linked to the surrounding buildings foundation ,but also excavation process easy to cause the surrounding groundwater seepage, deformation of surrounding soils, cause settlement of surrounding buildings, seriously affected the construction quality of underground engineering, the construction efficiency, construction environment, the construction safety.,the paper combined with the practical engineering examples, Put forward a new way of foundation pit water stop - full casing bite slurry pile foundation pit water technology, water stop and check on the casing bite mortar water performance of pile, construction technology and practical application effect, to provide reference for the type of project. To solve above problems.

All casing bite slurry pile；The sealing effect Construction technology；Foundation pit support

黄康人(1981.12- )，男，工程师。

2015-02-10

TU47

A

1004-6135(2015)04-0074-03