中铁建大湾区建设有限公司 广东广州 510000
摘要：庆盛枢纽区块综合开发项目安置房工程地下室基底采用就地固化（强力搅拌法）进行处理，项目结合基底的处理效果，将就地固化用于集水井及电梯井的基坑支护处理。替换了传统的水泥搅拌桩固化及钢板桩基坑支护。本文阐述了坑中坑基坑支护采用的就地固化（强力搅拌法）可行性。本文对该项技术措施及效果进行了介绍，对今后相似地质坑中坑支护的施工提供了参考。
关键词：淤泥地质；就地固化；坑中坑；支护
1 引言
针对于地理位置相对靠海及湖泊的区域涉及高含水率、流动性较强的淤泥地质，结合房建地下室坑中坑支护应用就地固化软基处理展开分析。
2 工程概况
本工程位于珠江三角洲冲积平原地区，场地内地下水埋藏较浅地下岩土种类较多，且各层岩土层分布不均匀，属复杂地基类。地下室坑中坑主要为电梯井，最深为3m。工程先开挖大土方，再进行预制管桩施工，最后进行坑中坑土方开挖。
3 地质概况
场区地处珠江水系入海口，为珠江三角洲平原的前缘，水系发达。场地内地下水埋藏较浅地下岩土种类较多，且各层岩土层分布不均匀，属复杂地基类。基坑深度范围内均属淤泥，灰黑色，流塑状，有腥臭味，局部夹有植物腐蚀物及贝壳、蚝壳等硬杂质，局部可见粉细砂薄层，属高压缩性欠固结土。
4 方案及施工工艺
采用就地固化对坑中坑周边淤泥土进行固化改良，使流塑态的软弱土固化为整体，同时也使软弱土的土工力学性质大大提高以增加土体的稳定性，以达到直接进行土方开挖的目的。就地固化系统由强力搅拌头、挖掘机、固化剂供料系统、泥浆泵和储料设备以及控制系统组成。在搅拌头的强力搅拌下，将输出的P.O42.5普通硅酸盐水泥浆液固化剂与土体均匀拌和，从而达到就地固化的目的。水泥掺入量按待加固淤泥重量的10%，每立方米土体里的水泥掺量为180kg；水泥浆水灰比采用0.9，固化28d后的水泥土无侧限抗压强度为不小于0.4Mpa。软弱土处理的目标是实现软弱土稳定化。
根据前期试验方案，经固化后的土方粘聚力C可达到14kPa，内摩擦角φ值可达到17°，不考虑坑中坑周边荷载及未固化周边土方荷载作用下，经简单计算，固化深度为基坑底下1m，周边固化宽度为3m，可满足稳定性要求，具体如下图。
.png)
.png)
图1 坑中坑固化平面图及剖面图
5 施工流程
施工流程：测量放线→划分区域→固化剂定量调配→就地搅拌→养护及土体检测→土方开挖。
6 主要技术控制要点
6.1施工准备
测量员根据坑中坑平面图纸，放样出坑及周边需要做就地固化处理的范围线做好标记并加以保护，作业队伍根据放样点，采用白灰放出施工作业范围线。核对地面标高，根据设计图纸，计算出固化深度。
6.2 划分区块
将需固化处理坑中坑划分为3m×3m左右小块，以方便控制施工质量，保证水泥的掺合料及固化的均匀性。
6.3固化剂定量调配
固化剂采用现场集中拌和，由后台供料系统通过喷浆管输送至挖机处的喷嘴。根据划分区块待处理的土体固化工程量计算水泥用量，并采用自动供料系统确定固化剂的喷浆速率，实时控制固化剂的添加量，精准控量，减少材料浪费，并能实时记录与保存固化剂用量过程，形成详细的施工记录。
每个区块材料用完后，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求。施工过程中水泥浆水灰比为0.9。施工工程中出现异常情况时，应据实调整配合比。
6.4就地搅拌施工
土体固化采用边固化边推进倒退式进行施工。采用专业性型立体强力搅拌头，利用挖机液压驱动，2个搅拌头对称分布在连接管和喷嘴两侧，实现三维搅拌，确保搅拌均匀，搅拌方式为二搅二喷。
.png)
图2搅拌过程
具体步骤如下：
（1）由挖掘机携带强力搅拌头自行行走至待加固位置，搅拌设备垂直对淤泥进行搅拌，搅拌设备正向运行逐渐深入搅拌并喷射固化剂，直至达到固化设计底部。
（2）强力搅拌头搅拌装置的转速应控制在25-100转/min，正常的搅拌速度为50-80转/min，如果转速低于25转/min，下推力必须减小。
（3）搅拌至固化设计底部后，搅拌设备反向运行缓慢提升搅拌并喷固化剂至固化设计顶面，搅拌提升或下降的速率控制在0.05～0.1m/s，固化剂的喷料速率控制在80-150Kg/min（浆剂），确保施工过程能够均匀喷撒搅拌。
（4）喷浆完成后，在固化处理深度范围内再次垂直上下进行搅拌，搅拌时不喷浆，以保证搅拌的均匀性。
（5）一排施工结束整机由前向后移动进入第二排定位施工，以此循环施工。
6.5养护及土体检测
（1）进行整平养护，保证搅拌后水泥土的整体性及表层土体的压实度，养护时间14d以上；
（2）养护时如遇雨天可采用塑料薄膜覆盖，保证养护效果。
（3）固化后14d对土方进行取样，取样结果满足要求后行土方开挖。
6.6土方开挖
（1）考虑到基坑稳定性，尽量减少挖机对固化后土体的影响，开挖机具采用长臂挖机PC200进行开挖，挖机臂总长15m，配置斗容量0.4m³，最大挖掘半径15m，最大可挖掘深度11m。
（2）坑中坑土方开挖采用分层分段退挖施工，根据施工部署的走向，从第一步开挖，逐步向第四步即出土口退挖。
（4）用挖掘机开挖至基底标高以上30cm处时，转由人工清理基底，防止机械开挖破坏原基底土层。
（3）基坑开挖过程中注意避开管桩位置，防止开挖时机械对管桩碰撞造成管桩的倾斜与松动。基坑开挖期间，周边区的土方不得强制开挖，挖斗严禁碰撞已施工管桩，开挖到位严禁超挖和欠挖，以免影响基坑稳定，开挖时应保证机械在同一位置一次开挖到位，禁止机械来回扰动，防止坑顶土方坍塌。
（4）挖土时，现场安排一名施工管理人员，专门指挥挖机，控制挖土深度和挖土速度，同时随时对基坑变形及管桩位移进行监测。开挖基坑的土方，及时运走。
7 施工监测
基坑开挖过程中安排专人对基坑进行监测，监测仪器满足观测精度要求，在监测过程中定期对仪器进行保养、检查。对于同一监测项目需采用同一观测方法和观测路线，使用同一监测仪器，固定观测人员，保证观测数据的准确性。
7.1监测内容
（1）基坑顶部位移；（2）裂缝监测；（3）管桩倾斜监测。
7.2监测点的布设
（1）开挖过程中基坑位移监测点延顶部进行布设，布置在基坑边2m范围内；
（2）局部开挖完成后在每根管桩桩顶埋设反射片。
7.3监测方法
（1）基坑顶部位移
基坑顶部水平位移观测采用全站仪极坐标法，开挖过程中随时进行监测，观察监测角度变化。基坑顶部竖向位移采用几何水准方法，基坑开挖过程中采用水准仪进行测量，测量时固定同一个位置，并根据每次数据测算出竖向沉降量。
（2）裂缝监测
地表裂缝在整个坑中坑开挖过程中应连续观察，裂缝监测时监测裂缝的位置、走向、长度、宽度。基坑开挖前记录已有裂缝的分布位置和数量，测定其走向、长度、宽度。
（3）管桩倾斜监测
管桩倾斜监测采用全站仪投点法，测站点选择在管桩倾斜方向成正交的方向线上，底部观测点安置水平读数尺，全站仪瞄准上部观测点标志，将上部观测点投影到底部，透过水平读数尺直接读取偏移量，正倒棱镜各读一次取平均值，并根据上下点高度相差计算倾斜度。
7.4监测频率
基坑开挖过程中随开挖随监测，开挖完成后每天定时进行监测，防止土体失稳造成坍塌。
7.5监测预警
（1）基坑顶部竖向位移累计值达45-55mm或变化速率连续3次超过3mm时预警；
（2）基坑顶部既有裂缝累计值达10-15mm，新增裂缝累计值达1-3mm时预警；
（3）管桩倾斜度累计达2/1000预警。
8 应急方案
若土体或桩基变形超过预警值，立即停工并分析，可对基坑采用钢板桩加固，选用拉森III型钢板桩。钢板桩加固采用振动打桩机施打，施打过程尽量在同一位置，采用一种施打顺序，逐步将每条钢板桩打至支撑标高。钢板桩施打过程中随时对基坑进行监测，且应离基坑边5m以上安全距离防止土体在施打过程中受力失稳，造成二次坍塌。
9 结束语
就地固化（强力搅拌法）软基处理技术在沿海淤泥质土地区的市政及公路已取得非常显著地效果，在施工进度方面能够有效的节省工期，并且能够保证地基的结构强度、体现出良好的承载能力和稳定性。本项目用其改良土体以达到基坑边坡稳定的效果，施工方便快捷，验证了本施工技术的可行性和可靠性，为以后遇到类似工程施工积累了经验。
参考文献：
[1]贺新良.就地固化技术在软基处理工程中的应用[J].中国公路，2020，（17）：114-115.
[2]魏晋虎.关于强力搅拌就地固化处理道路浅层软基[J].建筑工程技术与设计，2020，（5）：1604-1605.DOI：10.12159/j.issn.2095-6630.2020.05.1517.
[3]公路路堤就地固化（强力搅拌法）设计与施工技术指南.浙江省交通规划设计研究院有限公司，2018.6.