深基坑支护施工期间特殊地质情况下的处理措施

深基坑支护施工期间特殊地质情况下的处理措施

丁毅

中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西柳州 545007

摘要：近年城市高层建筑越来越密集，城市空间越来越小，地下空间的利用越来越大，导致在有限的地下空间施工就成了现有建筑快速发展的一个方向，现有深基坑支护施工技术的不断完善且比较成熟，但在深基坑施工过程中，虽然在有详细地勘报告的基础上，仍会遇到各种复杂地质状况，使得深基坑施工过程存在不可预见性，在施工过程中应对复杂地质状况，选择相适应的施工技术措施选择的施工方法，就成为深基坑安全施工及降低成本的关键所在。

关键词：建筑工程；深基坑支护；施工技术；高压旋喷桩；土层加固

Treatment measures under special geological conditions during the construction of deep foundation pit support

Abstract: in recent years, the high-rise buildings are more and more intensive, the urban space is smaller and smaller, and the utilization of underground space is larger and larger, which leads to the rapid development of the existing buildings in the limited underground space construction. The existing deep foundation pit support construction technology is continuously improved and more mature, but in the deep foundation pit construction process, although based on the detailed geological survey report, it is still It will encounter various complex geological conditions, which makes the construction process of deep foundation pit unpredictable. In the process of construction, the key to the safe construction and cost reduction of deep foundation pit is to deal with the complex geological conditions and select the construction methods suitable for the construction technical measures.

Key words: Construction Engineering; deep foundation pit support; construction technology; high pressure jet grouting pile; soil reinforcement

在广西区某建筑项目中，本工程支护工程安全等级为二级，基坑支护形式为排桩+止水帷幕支护形式，止水帷幕采用水泥搅拌桩，支护桩采用旋挖灌注桩，止水帷幕施工范围为基坑东西南三侧。

冠梁以上北侧边坡支护采用喷锚支护形式，土钉采用钢花管锚杆锚入后，喷射10cm混凝土面层，东南西三侧土方边坡直接采用喷射混凝土面层进行支护，冠梁以下采用锚索高强钢绞线进行喷锚支护，通过锚具锁定在冠梁及围檩腰梁上。

灌注支护桩沿基坑四周布置，桩直径1.0m，桩中心间距1.5m，主筋采用Φ28，总数248根，桩身采用水下C30混凝土灌筑，根据各个断面布置不同的灌注桩桩长，有13m~21m不等桩长灌注桩，由于素填土层较厚，为防治成孔过程中塌孔引起地面沉降和开裂，采用泥浆护壁成孔工艺。

1 深基坑支护施工过程中发现不良地质情况以及分析

　　1.1 施工过程中突发地质情况

　　本项目在施工西侧支护桩钻孔施工时，发现局部有塌孔现象出现，且因塌孔导致施工红线范围外侧1~3米范围内人行道拉裂伴随下沉，项目围挡出现倾斜。发现问题当即停止施工并马上回填此区域已成孔支护桩孔。已拉裂下沉及围挡倾斜处设置隔离并设置观察点位。

　　2情况原因调查

2.1 不良地质形成原因情况分析

通过与同区域对比分析，此区域为回填土层，回填土质未有详细记录，填土厚度不均匀，且填土时未逐层压实，当地年平均雨水量大，雨水下渗，形成滞水，主要赋存于场地的素填土层中，长期浸泡下土层变软变稠，形成不稳定粥状。

2.2 实际影响范围

现场经过对比地质勘察报告、支护体系设计图纸以及现场钻孔提取出的土质情况比对分析，共15根支护桩受影响，桩长17m。此区域为回填土范围，且填土厚度为大于10m，深度为-2.000m~-12.000m区间。土质为膨胀性红粘土，且地下水位较高，长期浸泡下土质呈现黏稠粥状，手握有很大的黏性，成孔后泥浆护壁无法形成泥浆膜从而有效成孔。导致周边黏稠土层往钻孔处汇聚，导致人行道下沉拉裂，围挡倾斜。

2.3 风险因素调查

本项目深基坑支护工程受地质条件及周边道路环境影响，风险存在于回填土质不均匀，含有大量孤石，且土质疏松，个别区域地下土质呈现黏稠粥状，含水量大，南宁春夏季降雨量大且集中，容易造成雨水下渗形成压力导致成桩困难以及支护体系变形，危及整个支护体系的稳定性。

2.4深基坑周边勘察

深基坑周边条件也是出具详细处理方案的前提条件。

（1）暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；

（2）基坑周边地面有无超载、超载是否按照设计要求进行；

（3）周边管道有无破损、泄漏情况，周边道路（地面）

（4）基准点、监测点完好状况。

　　3 处理方案

　　 根据前期调查和分析论证、风险因素评价，因土层土质为黏稠粥状，无法正常钻孔成孔，依据地质勘查报告和现场条件，施工单位提出方案，采用三重管法高压喷射注浆设备一台套.对支护桩粥状土质进行绕支护桩1m范围内进行土层注浆加固，深度为入坑底以下不少于3m且穿透填土层不少于1.5m。对人行道拉裂下沉及围挡倾斜处恢复并加固，留设观察点每天观察不少于2次。各参建单位现场讨论后形成统一意见，同意按此方案进行加固处理。

三重管法高压喷射注浆设备

序号 设备名称 型号

1 地质钻机 MXL-150D

2 变频高压注浆泵 GYB-55E

3 空压机 HWH·W-2.85/5

4 搅拌机 G-100

3.1 具体施工措施

3.1.1 通过三管旋喷桩试验桩得出有效作用范围，在同等土质条件下，旋喷水泥浆有效桩径不小于800mm，旋喷桩顶与冠梁顶标高平齐，旋喷桩长度按桩端入坑底以下不少于3m且穿透填土层不少于1.5m。现场通过绕支护桩1米范围内钻孔交叉旋喷，临近旋喷桩交叉不少于15cm。

高压旋喷桩剖面图

高压旋喷桩加固土层范围示意图

3.1.2高压旋喷桩采用的技术参数：

高压旋喷桩技术参数

序号 项目 旋喷参数

1 固化剂 42.5级普通硅酸盐水泥

2 桩体水泥用量 不少于400kg/m

3 喷浆材料 水灰比1：1～1.5：1的纯水泥浆

4 气压 0.7MPa

5 水泥浆压 不小于1MPa

6 水压力 35MPa

7 高压喷射灌浆施工时，水流量 120L/min

8 旋喷桩设计提升速度 0.1～0.12m/min

9 钻孔垂直度偏 不大于1%

10 旋喷桩桩位平面定位误差 不大于50mm

3.1.3高压旋喷注浆施工原理、流程，利用钻孔机械把带有特制喷嘴的旋喷注浆管钻进至土层的预定土层深度后，以高压设备使水、压缩空气混合以高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，然后以固化作用的水泥浆液喷射。钻杆一边以一定速度渐渐向上提升，使浆液与土粒强制混合并充满空隙，待浆液凝固后，便在土中形成一个具有一定强度的固结土层。

高压旋喷桩施工过程

3.2钻孔质量控制

为保证喷射管能够顺利下至土层加固深度，保证钻孔垂直度、钻孔孔位、孔深满足设计要求，施工中要按以下技术要求进行控制：

序号 控制项目 控制内容

1 钻孔定位 中心误差不得大于5cm

2 钻杆钻进过程中倾斜率 小于实际深度的1.0%

3 钻进过程中视孔壁稳定情况 是否采用泥浆钻进

4 钢尺测量校核钻具长度 终孔深度比设计孔深超深30cm

5 施工记录 记录与钻孔同步进行，要求正确反映地层情况，为旋喷施工提供可靠的依据。

3.3旋喷质量控制

喷射注浆:高压喷射注浆法为钻孔至预定土层后，自下而上连续提升作业，关键工序质量控制措施如下：

（1）当注浆管下至预定深度，喷嘴达到预定标高，即可喷射注浆。

（2）开喷送入水、气、浆等需符合设计和方案要求，待浆液正常返出孔口后，开始提升。

（3）高压喷射注浆过程中出现压力突降或骤增，必须暂停施工，查明原因，及时处理。

（4）喷射提升过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，下落搭接长度不小于0.2m。

（5）喷射过程中因意外情况中断后，应及时排除意外及时复喷。恢复喷射时，应进行下落复喷，下落搭接长度不小于0.5m。

（6）喷射中断超过浆液初凝时间，应进行重新钻孔喷射扫孔，恢复喷射时，下落复喷搭接长度不小于1m。

（7）喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。

（8）喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。

（9）对有特殊要求的注浆孔，可采用复喷来增加喷射长度和强度。

（10）喷射过程中，要记录每个高压喷射注浆孔施工时间全过程。

序号 检验项目 允许偏差 施工单位检验数量 检验方法

1 桩位（纵横向） 50mm 按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根 测量仪器或钢尺丈量

2 桩体垂直度 1% 测量仪器或掉线测钻杆倾斜度

3 桩体有效直径 不小于设计值 开挖50cm~100cm深后，钢尺丈量

3.4 技术保证措施

（1）钻杆就位后，钻机须校正立轴两个方向的垂直度。垂直度误差不得超过1%。

（2）、在插管时，水压不宜大于1MPa。

（3）、旋喷作业时，应检查注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等。高压水射流的压力宜大于20Mpa。

（4）、水泥浆液的水灰比取1.0，返浆比重取1.2～1.3，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6。浆液宜在旋喷前一小时内搅拌，搅拌后4小时内使用完毕，当超过时，应当另行搅拌，不得重复使用。

（5）、水泥宜采用标号为42.5#普通硅酸盐水泥，根据需要可加入适量的速凝或早强等外加剂。

（6）、注浆管进入预定深度后，应先进行试喷。应先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，压缩空气可晚送30s。钻进至预定土层后边旋转边喷射浆液不少于1min，再进行旋转提升喷射。喷射管分段提升的搭接长度不得小于20cm。停机时先关高压水和压缩空气再停止送浆。施工顺序为先喷浆后旋转和提升。

（7）、旋喷作业前检查钻机、高压设备和制备浆液管路系统等，注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，其压力和流量须满足设计要求。注浆管接头的密封圈必须良好。喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。

（8）、拆卸钻杆继续旋喷时，须保持钻杆有20cm的搭接长度。成桩施工时钻杆的旋转和提升必须连续且不中断。

（9）、发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时应立即进行检查故障原因并及时排除。如发现有浆液不满足要求影响桩体的预定直径时，应进行复喷。

（10）、旋喷过程中冒浆量应控制在10%～25%之间。冒浆量大于注浆量25%或完全不冒浆时，应查明原因并采取及时相应的措施。

（11）、一次喷浆达不到预定设计桩径时，可进行第二次复喷。

（12）、高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、更换对应钻头复钻、定位注喷等方法。

（13）、施工过程完毕后，应将泵体和管道清洗干净，存放好钻机等设备。

4 施工完毕后加固效果评价

通过三管旋喷桩喷浆加固土层施工完毕7日后，采用旋挖机干孔试钻支护桩，试钻孔深13米支护桩，钻孔完毕后观察6小时，未出现粥状土层变形缩孔塌孔情况，周边人行道及围挡未出现下沉及倾斜情况，表明通过三管旋喷桩喷浆加固土层效果良好，土层达到施工要求，可以进行支护桩正常施工程序的施工。

5 结语

在所有的建筑物施工项目中，对于深基坑支护施工技术的重视程度正在逐渐加大，施工人员必须要制定完善的方案确保工程的顺利进行。施工人员必须要立足于深基坑支护施工的相关特点和技术要求，进行妥善的分析，根据实际情况择取方案，推动工程的进程。在工程中可以借助选择合理的地层处理方式等形式，尽可能的削减工程投入的成本，将工程活动对环境的影响降到最低，实现工程最大的经济效益。

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作者简介：丁毅（1982-07-12），男，汉族，籍贯：广西柳州市城中区，当前职务：项目经理，当前职称：中级工程师，学历：全日制本科，研究方向：建筑施工现场管理。

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