支护与止水帷幕联合桩在深基坑工程中的应用探讨

罗 岚

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 工程概况

本工程为某地下停车场基坑支护，地下停车场为地下2层，其中地下1层为普通车库兼战时人防，层高3.9 m;地下2层为三层机械立体车库，层高为8.1 m。结构形式为框架结构，基础形式为梁板式筏基。抗震设防基本烈度为8度，设计基本地震加速度为 0.2g，基本风压 Wo=0.45 kN/m2，基本雪压 So=0.35 kN/m2，建筑场地类别为Ⅲ类。

场地整平标高 －0.45 m，基底标高 －13.82 m，局部 －15.50 m，支护深度取13.37 m，基坑设计安全等级为一级。本基坑外轮廓尺寸约为79 m×63 m，建设场地狭小，周边环境复杂且四周地下管线较多。东，南，北三侧均有相邻很近的建筑物，西侧紧邻城市主干道，四周没有卸土减载的条件。

2 场地地质条件

1)根据地勘报告，本工程的土层分布见表1。

2)地下水类型及埋深:本工程场地地下水位约－8.00 m;勘察深度内场地地下水类型为孔隙潜水。

3 支护方案的确定

本着支护设计安全可行，经济合理的原则，针对本工程周边相邻建筑物的特殊环境，本基坑支护设计采用了钢筋混凝土灌注支护桩加钢管角支撑(局部直撑)和钢筋混凝土灌注支护桩加预应力锚索。止水帷幕采用单排三轴水泥搅拌桩(M工法)。依现场实际情况在南侧和东侧采用了支护与止水帷幕联合桩，即双排三轴水泥土搅拌止水帷幕桩内插打钢筋混凝土灌注桩(支护桩)。基坑支护总平面布置图见图1。从总平面布置图中可见本基坑支护角部均采用支护桩加钢管角支撑(两道)，中间采用支护桩加预应力锚索(两道)，东侧局部凸出部分加一道直撑。角部支护大样见图2，中间支护大样见图3，支护与止水帷幕联合桩布置大样见图4，常规支护桩与止水帷幕桩大样见图5。

表1 土层分布情况一览表

图1 基坑支护总平面布置图

图2 角部支护大样

图3 中间支护大样

由于现场南侧和东侧施工场地紧张，无法按正常间距排列支护桩和止水帷幕(见图5)，故将支护桩与止水帷幕桩在同一轴线上施工，且为保证止水效果将一排三轴水泥搅拌桩改为两排三轴水泥搅拌桩，将支护桩置于中间位置(见图4)。支护桩桩径0.9 m，三轴水泥搅拌桩桩径为0.85 m。

图4 支护与止水帷幕联合桩

图5 常规支护桩与止水帷幕桩

4 支护桩的施工

1)钢筋混凝土支护桩:桩位偏差不应大于50 mm，桩身垂直度偏差不宜大于1∶200，桩径偏差不宜大于50 mm。钢筋笼直径偏差不宜大于10 mm，钢筋笼长度偏差不宜大于50 mm。主筋间距偏差不宜大于10 mm，箍筋间距偏差不宜大于20 mm。

2)三轴水泥搅拌桩要求:施工前要做好桩机、钻头及配件的检查维修，确保钻头直径，确保正常不间断施工;注意水泥浆的配置、搅拌、过滤，控制提钻杆速度，实现均匀喷浆搅拌;每根桩都要严格定位，钻进时保持钻杆垂直度，尽最大可能保证帷幕桩的搭接咬合尺寸;控制相邻桩体的施工间隔时间不超过12 h;采用二喷二搅工艺施工，水灰比1.5 ～2.0。

3)钢筋混凝土支护桩与三轴水泥土搅拌桩两桩合一部分:应根据实际土层情况考虑施工。钢筋混凝土灌注桩在双排三轴水泥搅拌桩内插打施工时，混凝土灌注桩四周由水泥搅拌桩充分包围，钢筋混凝土灌注桩承担支护作用，水泥搅拌桩承担止水作用，二者合作承担支护止水作用，既有分工，又有合作。施工时视水泥搅拌桩水泥土初凝时间确定混凝土灌注桩开始成孔时间。现场施工图见图6。

图6 现场施工图

5 现场监测结果

现场监测结果见表2。

表2 现场监测结果汇总表

1)冠梁顶水平位移值:均满足规范要求。2)周边建筑沉降值:周边建筑沉降均匀，均在变形控制范围之内。3)止水效果:基坑开挖及基础施工过程中，均未见明显的渗水、漏水现象。

6 结语

结合场地情况，提出支护与止水帷幕联合桩。经计算，本法桩长理论深度可达36 m，能满足深基坑工程止水和支护的要求。本文深基坑相关设计数据及施工工艺可为类似工程参考。

［1］JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程［S］.

［2］刘国斌，王卫东.基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2009：449.