岳波
中国铁建房地产集团宁波京海投资管理有限公司
摘要：随着基坑深度和开挖面积的增加以及周围环境的影响，基坑支护越来越困难。特别是在深厚软土地区，深基坑的支护设计是基坑顺利施工的关键。本文对基坑支护系统的必要性进行了概述，并结合宁波中国铁建·海语天下项目的基坑支护系统从设计和施工的角度进行了探究。
关键词：软土；深基坑；基坑支护；桩锚支护；钻孔灌注桩；
基坑支护结构施工质量的好坏，直接影响支护结构及周边环境的安全，是基坑开挖施工顺利进行的前提，应予以充分重视。
基坑支护结构施工主要方案和施工要求：
(一）、钻孔灌注桩钻孔灌注桩施工机械为常规钻孔桩机。打桩施工顺序采用跳打，并注意对相邻桩成桩时间间隔的控制，确保桩身质量。混凝土强度等级为C25。；桩位水平偏差小于50，垂直度偏差小于0.5%。钻孔灌注桩施工期间加强对成孔情况、周围土体、地下管线、邻近工程桩及建(构)筑物的变位观测。若发现异常变位，及时采取相应措施。
(二) 三轴压气旋喷式搅拌桩施工机械为常规三轴压气旋喷式水泥搅拌桩机。三轴压气旋喷式搅拌桩桩径为?650，桩间搭接为200，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5，水泥掺量为16%。三轴压气旋喷式搅拌桩施工前，需进行水泥土强度试验，并根据试验结果适当调整水泥掺和量和水灰比等参数。施施工时应做到桩桩咬合，上下均匀不漏水。
(三) 高压旋喷桩高压旋喷桩桩径桩径为700，桩间搭接200，与支护桩及水泥搅拌桩均搭接100，采用双重管法施工。施工前应先进行试桩，并根据试桩结果调整水泥掺量、水灰比及注浆压力。高压旋喷桩施工时加强对周边建筑进行观测，若发生隆起或沉降等现象，须及时调整施工工艺，采取跳打等措施减小高压旋喷桩施工对周边环境产生的影响。
(四) 水泥搅拌桩水泥搅拌桩桩径700，桩间搭接200；采用普通42.5级水泥，水泥掺和量为15%，水灰比为0.55。为加快施工进度，可加入适量早强剂。
(五) 旋喷式预应力锚索(以下简称锚索) 锚索采用高压旋喷施工工艺施工，内设2根?15.24的钢绞线，钢绞线采用1860级。要求对每根锚索进行试拉，并做好记录，对不符合要求的须及时反馈给相关部门,经审查通过后,方能进行后续施工。基坑开挖前需对锚索进行抗拔试验。
一、针对宁波中国铁建·海语天下项目软弱基坑支护设计和施工探究
1.1宁波地区地质特征及中国铁建·海语天下项目简介
浙江省宁波市海曙区地貌属海积平原地貌，场地及周边存在较深厚第四纪覆盖层，地表总体较平整。拟建场区域构造单元属华南加里东褶皱系浙东南褶皱带，地质构造形迹以断裂为主，褶皱次之，不同展布方向和不同切割深度的断裂相互交织，形成了本区特有的网格状构造格局，并控制了区内的地质作用和地震活动。
中国铁建·海语天下项目本工程主要为民用住宅小区，由 9 幢 22F~26F 的住宅楼、13 幢 12F 的住宅楼、1 幢18F 的住宅楼及附属配套用房组成，有一个整体 1 层地下室（局部 2F）。一层地下室底板顶标高约-1.5 米，二层地下室底板顶标高约-5.5 米，开挖深度 5~10 米，开挖深度内有杂填土、粉质粘土和淤泥质软土分布，东侧紧邻场地有一条河道，南北侧及西侧为既有道路及道路两侧分布的管线，所以本工程地下室基坑安全等级属一级。本次以二标段基坑设计及施工进行探究
1.2地基土组成
项目场地上部主要为松散杂填土、流塑淤泥质土、软可塑粘性土、密实粉砂、砾砂和硬可塑（局部硬塑）的粘性土。基坑开挖深度范围内主要为 杂填土、粘土、淤泥质土。土体抗剪强度差，渗透性能差，自稳能力差，易产生流土现象，易发生流变，开挖土体侧向变形大。
根据本工程的特点，基坑主要采用排桩结合单道锚索、排桩结合单道支撑和搅拌桩结合二级放坡三种支护结构形式，支护桩采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩，支护桩排列形式为单排一字形布置。基坑二层地下室区域主要采用排桩结合两道锚索和一道支撑的支护结构形式，支护桩采用钻孔灌注桩，支护桩排列形式为单排一字形布置。
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图1基坑支护平面图
根据勘察报告本基坑支护桩采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩，分别详见《支护桩一览表》和《水泥搅拌桩一览表》。立柱为钻孔灌注桩，桩顶标高-3.250，立柱上部钢筋笼均为角钢格构式构件，详见《立柱一览表》。钻孔桩采用跳打；并注意对相邻桩成桩时间间隔的控制，确保桩身质量。
基坑支护桩型统计表如下：
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二、宁波海语天下项目基坑支护采用基坑主要采用排桩结合单道锚索、排桩结合单道支撑和搅拌桩结合二级放坡三种支护结构形式，支护桩采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩，以下钻孔灌注桩进行探究：
2.1、钻孔灌注桩施工方案
钻孔灌注桩施工工艺流程
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2.2、施工方法及步骤
（一）、泥浆池开挖搭建
1、开挖泥浆池时，将造孔池、清水池、废浆池分开布设，确保桩基施工中，泥浆循环系统运行通畅，方便施工，保证成孔质量。泥浆池开挖体积满足施工要求，泥浆池挖深1.5m，四周用挖出的泥土砌筑，高出地面50cm，防止泥浆外溢。池断面示意图如下：
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2、采用正循环法清除孔底沉淤，配以优质泥浆进行孔内换浆清孔，确保孔底沉渣厚度达到设计规定≤50mm的要求。
3、设立专人管理泥浆，随时调节泥浆性能指标，确保钻孔过程中泥浆指标满足要求。
（二）桩位放样及护筒
1、制作：根据本工程地质勘探报告建议及实际地层情况，护筒采用厚为3mm钢板制作，钢护筒高度1.0~~1.2m，上端设排浆口；
2、放样：由专业测量员根据规划部门提供的本工程控制点坐标进行放样，并在埋设护筒后进行桩位复核,并会同建设、监理单位进行复核验收。这样可大提高施工放样速度，并能确保桩位放样准确无误，减少桩位偏差的产生。护筒中心的埋设位置应与桩位中心相吻合，桩位采用全站仪极坐标法放样测定，放样偏差不宜大于10mm，并保证护筒中心与桩中心偏差不大于20mm且护筒应垂直；
3、埋高：护筒埋深应在1.0m以上，防止孔口坍孔、块石掉入孔内，给施工造成困难，护筒上口高出地面不小于0.2m，然后在护筒外侧利用原土对称分层回填并夯实。
4、进度：护筒埋设是钻孔灌注桩施工的开端，护筒埋设进度较成孔提前2～3个孔。
（三）泥浆
1、根据对本工程地质资料的分析，地层土质为粉质粘土、粉土及砂层等砂性土，无法通过原土进行造浆护壁，因此根据我公司在周边项目的成功经验在孔内添加羧甲基纤维素（CMC）以制造化学泥浆；
2、造孔泥浆：添加羧甲基纤维素（CMC）后使排出孔口泥浆性能，达到以下技术控制指标：
比 重： 1.15～1.35g/cm3
粘 度: 20～28秒
含砂量: 小于8%
3、循环使用的泥浆采用3PN高压泵供浆，开钻时将造孔池的泥浆通过钻杆打入孔内进行钻孔护壁，钻孔时排出的废浆经轴流泵和挖沟排至沉淀池。以此循环，废浆则通过泥浆泵排出，由泥浆车运到弃浆点；
4、用于清孔泥浆，注入孔口泥浆性能，按以下技术指标控制：
比 重： 1.10～1.20g／cm3
粘 度： 18～22 秒
含砂率： 小于4％
5、造孔泥浆、清孔泥浆及泥浆质量（比重、粘度、含砂率）检查由现场试验人员负责做好原始记录，并将检查成果通知有关人员以便及时调整。
（四）造孔
钻机成孔工艺：电动机带动转盘，转盘带动钻杆和钻头，由钻头转动切削孔内土层，钻渣的排出由泥浆泵通过钻杆（空心）将泥浆（水）打入孔底，形成孔内泥浆由孔底向孔口流动，再加上钻头的旋转扰动将钻渣随泥浆排出孔外，依次循环成孔。
1、钻机就位前应对各项准备工作进行检查，钻机就位后，做到平整、稳固，确保施工时不发生倾斜、移位，钻机回转转盘中心与护筒中心偏差应不大于2cm；
2、钻机钻进过程中，要根据不同地层地质情况控制好进尺速度，在淤泥质土层中要缓慢钻进，确保泥浆充分护壁，并反复上下扫孔，防止缩颈。在地质层软硬交替部位，要控制转速及钻进速度，防止孔斜，确保桩的垂直度。
3、造孔固壁：本工程采用正循环泥浆固壁。这种方法近些年在宁波多项桩基工程中都成功使用，对孔内固壁及清孔排渣，均收到良好效果，成孔质量优良；
4、成孔验收：当钻孔达到设计要求孔深时，我方质检人员自检合格后并会同有关单位人员进行检查验收；
5、第一次清孔：孔深验收合格后立即进行第一次清孔，一次清孔利用成孔钻具直接进行，清孔时向钻杆内加注大流量优质泥浆，进行孔内循环换浆，以清除悬浮在孔内造孔泥浆中的渣粒，减短第二次清孔时间，同时慢速扫钻以扰动孔底沉渣，加快清孔速度。第一次清孔持续时间大约为30分钟。
（五）钢筋笼制作与安装
一次清孔完毕后进行下放钢筋笼和导管。
根据设计要求，确保钢筋笼质量，同时便于施工，拟把材料运到现场钢筋制作场内分段制作。
1、针对本工程桩基配筋情况，严格控制钢筋笼制作长度，防止因钢筋笼过长，在吊装时易产生变形。分节钢筋制作长度不得超过9M；
2、钢筋笼在沉放前，必须由工地专职质检人员和建设单位（监理单位）代表对钢筋笼的尺寸、焊接点等进行严格检验合格后，方可吊运沉放；
3、钢筋笼起吊时应对称吊在加强箍筋上，要对准孔位，吊直扶稳、缓慢下放，避免碰撞孔壁，下入到设计要求位置后应立即固定；
4、为使钢筋笼不卡住导管接头，主筋接头的焊接应沿环向并列，严禁沿径向并列；
5、钢筋笼最后一节焊接好后，用吊筋安放到设计位置。吊筋采用Φ14钢筋焊接在锚固筋上。为了防止钢筋笼掉入孔中，焊接一定要牢固、焊接长度要大于15cm。
（六）第二次清孔
1、二次清孔的目的是为了清除在下放钢筋笼和导管后的下沉砂料和孔底淤积物，是确保灌注桩质量的一道重要工序；
2、本工程采用泥浆正循环二次清孔方法：利用高压泥浆泵通过灌注砼用导管输入泥浆后，冲洗孔底残渣，废浆由孔口排出。这种办法清孔效果良好，孔底淤积都达到了设计及规范要求。
（七）成孔检验
1、孔深：以钻孔原始记录（钻杆长度累计）及根据标准测绳量得的数据为准（孔深从护筒顶面计算）。在终孔验收时质检人员会同监理及有关人员进行孔深验收；
2、孔斜：利用钻机起吊钻杆于孔内逐段测量，如有孔斜，钻杆就会相应倾斜，用水平尺测量，再以相似三角形原理计算出该深度的孔径偏差。钻杆偏出桩位中心的方向，即孔斜方向；
3、缩颈：利用造孔钻头在孔内上下拉升，特别是在淤泥质土层段应重点检查，如无阻力，说明无缩颈现象，否则应在产生缩颈部位重新扫孔，消除缩颈。
5、淤积：二次清孔后，用测锤测得淤积厚度。
6、二次清孔结束后泥浆指标:清孔结束后测定孔底泥浆性能(比重、粘度、含砂率)作为终孔验收的指标标准。
7、本工程钻孔验收项目及标准如下：
孔深： 0cm ≤设计要求≤+30cm
泥浆: 比重＜1.25 含砂率＜8% 粘度＜28S
沉渣 ≤50mm (围护≤100mm)
（八）水下混凝土灌注
水下砼浇筑前，应进行二次清孔，以控制淤积厚度在设计要求之内。
1、混凝土浇筑方法采用直升导管水下混凝土灌注法，导管内孔直径为Φ250mm ，导管分节长度0.5m、1.5m、2.5m，第一节底管长度大于3m，节头用螺旋连接，节间用橡胶圈密封防水，导管总长度根据孔深和施工要求配置；
2、导管使用前，认真检查其完好的情况，必要时做压水试验，保证灌注砼时，孔内泥浆不进入导管内；
3、开始浇筑砼前，必须经施工单位代表（质检人员）自检合格并同建设单位或监理单位代表验收后，方可进行砼浇筑；
4、根据设计和经验，入孔一定方量砼后，测量实际的上升米数，再拆卸导管。拆卸下的导管立即用清水冲洗并整齐堆放。并用机油抹在丝扣上。
5、在混凝土灌注时，试验人员控制砼坍落度，使砼有足够的和易性和流动性，并由专人用测绳经常测量砼面的上升情况，做好原始记录，防止导管堵塞或埋管，质检人员及时监督检查钢筋笼情况，若有上浮或下沉，要设法控制在±100mm以内；
三、基坑土方开挖与监测
3.1基坑土方开挖：
基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，施工时必须严格按设计要求及相关规范的有关要求进行。放坡开挖一道围梁部位土体至面标高--挖地槽至一道围梁底标高--设一道围梁及锚索--锚索预张拉并锁定--修基坑外侧土体至设计标高，设坡面及地面层并设好地表排水明沟及集水井--分层放坡开挖土体至一层地下室底板底标高--人工边修土边设一层地下室底板垫层---挖地槽至第二道围梁及支撑底标高--设第二道围梁及支撑(同时可施工第二道锚索及钢围檩，第二道锚索预张拉并锁定)---分层放坡开挖土体至二层地下室底板底标高---人工边修土边设坑底垫层，并设好坑底集中排水---挖地槽至承台底标高，并立即设好垫层及砖模---挖坑中坑部位土体至设计标高，并立即设好垫层--设底板换撑带--做基础承台、地梁及底板--拆除支撑--地下主体结构向上施工至顶板施工完毕--分层回填夯实至锚索标高----拆除锚索--分层回填夯实--向上作业。
3.2基坑监测：由于本基坑开挖面积较大，周边环境情况较为复杂，一层地下室基坑侧壁安全性等级为二级（二层地下室基坑侧壁安全等级为一级）。基坑开挖和地下室施工期间不可避免地会对基坑外侧3倍挖深范围内的四周环境产生不利影响，施工期间应加强对基坑支护结构、工程桩、邻近建（构）筑物，道路及地下管线的观察，发现异常情况必须及时通知有关单位，以便及时采取有效措施，消除隐患，确保基坑内外的安全和工程顺利进行。
总之，在深厚软土层中采用桩-撑结构具有施工进度快、费用低的优点，可为类似深厚软土地区深基坑工程支护结构设计施工提供借鉴。
参考文献：
［1］刘美．深基坑工程设计施工手册．2019.
［2］曹小雅．关于软弱土深基坑支护探究.2020.
［3］《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2016