1、杂填土基坑综合支护技术的应用【摘 要】杂填土是一种比较危险的场地土，在杂填土场地上进行基础工程建设需要因地制宜地进行研究与实践。本文结合湖南某建筑基础工程实例，根据场地环境及工程地质条件的综合分析，对基坑支护的设计与施工工艺进行了详细的介绍。通过基坑实际监测数据表明，基坑围护结构和周边建筑物的变形均在设计控制范围内，本杂填土场地基坑的支护设计和施工是成功的。 【关键词】基坑； 杂填土； 支护； 设计；施工；监测 引言： 随着国家经济的繁荣发展，城市建设的规模在不断扩大，许多城市老的居民区在拆迁重建，基坑废弃回填等，这些地区基本上都覆盖着较厚的杂填土。杂填土地基物质组成成分复杂、回填时间不一、颗
2、粒大小不均，使其物理力学性质具有较大的离散性、无规律性，进而很难用统一的物理指标来描述不同地区场地的杂填土。同时，考虑到杂填土的诸多不规律性质，造成取样和原位测试都非常困难，甚至是不可能的。这样，岩土工程设计、施工就存在较大的困难。为此，针对杂填土进行处理，分析了杂填土场地基坑边坡支护的设计施工，为以后工程运用提供参考。 1、工程概况 湖南某拟建建筑地上 8 层、地下 1 层。场地原工程基坑深度约10.00m，后因故将基坑废弃回填至现状，回填物主要为杂填土和素填土，填垫年限约 3 年，土体较为松散。该建筑物基坑开挖深度 4.85m，南北长约 54m，北段宽约 50m，南段宽约 30m，大部分位
3、于原基坑内，基坑东侧大楼高 13 层，距基坑边线 11m； 西侧为河流，距基坑边线 20m； 南侧为开挖深度 5.0m 左右的基坑，距基坑边线 20m； 北侧为大面积的松散杂填土和素填土。 2、工程水文地质条件 2.1 工程地质条件 根据勘察报告，本场地 15m 范围内各地层岩性特征及分布规律如下。1）人工填土层 该层土一般埋深 10.0m 以上，主要由1 杂填土及2 素填土组成： 1 杂填土 主要由碎砖、碎石及混凝土块组成，层厚1.208.00m，该层土结构松散，土质不均。2 素填土以软塑状态为主，主要由黏性土组成，层底局部为粉土，含碎砖石及腐殖质，层厚1.605.50m，土质不均匀，结构松
4、散。 2）第四系全新统中组河流相沉积层 该层土一般埋深 6. 0013.50m左右，主要由3 粉土组成，稍密中密状态，含贝壳，层厚3.708.20m，属中压缩性土。 3）第四系全新统下组沼泽相沉积层 该层土一般位于埋深 13.50m 以下一段，主要由粉质黏土组成，可塑，含铁质，属中压缩性土，局部夹有黏土薄层。 各层土的基坑设计计算参数如表 1 所示。 2.2 地下水情况 初见水位埋深 3.00m 左右，静止水位埋深 2.20m 左右，表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化，一般年变幅在 0.51.0m 左右。 3、基坑支护设计 根据对场地环境及工程地质条件
5、的综合分析，在基坑开挖深度范围内大部分为杂填土，土质较松散，地下水位埋深在 2.20m 左右，水位较高，且在地表埋深 6.0013.50m 左右有粉土层，北侧为河流，水源充沛，旧帷幕拆除时采用了爆破的方式，其整体性可能已破坏。结合场地施工条件，经过多种方案的技术和经济对比，最后选定采用结合井点降水的注浆+插筋的加筋水泥土墙的支护形式进行基坑支护，其中在东、西、南三侧为注浆+插筋的直立开挖，北侧采用注浆后加挂网护面 11 放坡开挖。基坑支护典型剖面如图 1 所示。 3.1 压密注浆设计 为了保证被加固土体的整体性和防水性，设置 3 排注浆孔，渗透半径为 0.6m，孔间距均为 1.2m，在北侧与旧
6、帷幕交接处局部加密，北侧孔深设计为 11.0m，其余三侧均为 10.5m，用来封闭 3 粉土层，形成一个连续的止水帷幕。注浆材料为 P?O42.5 普通硅酸盐水泥，水灰比0.81.0，旧帷幕外侧的原土和内部杂填土的浆液注入率分别按 12%和20%考虑，外排的注浆孔添加 2%3%（与水泥质量比） ，40B、模数 3的水玻璃，控制浆液的渗透半径为 0.6m 左右，以保证形成一个宽度为3.5m 的封闭墙体。 3.2 插筋、冠梁和面层的设计 为增强水泥土墙的抗弯剪和支挡能力，最外侧和最内侧的每个注浆孔内插 3 根 22 钢筋，钢筋长度均为 7.0m，每隔 1.5m 在 3 根钢筋间焊接，焊缝长度为 5
7、d，3 根钢筋的底端切削成尖头，以便插入注浆孔，在中间1 排每个注浆孔内插 1 根 16 钢筋，并用冠梁连接为整体，冠梁设计参数为：混凝土强度 C25，宽 2.7m，厚 250mm，主筋 10 16，箍筋为 10150。面层参数：放坡墙面钢筋网为 6200mm200mm，60mm 厚 C15 混凝土抹面护坡，并在坑边外翻 1.5m，钢筋网片用 6，L=200mm 的钢筋钎入坡体固定牢固。 4、基坑支护施工 4.1 压密注浆施工 4.1.1 施工工艺流程 此基坑支护工程的重点在于确保杂填土体均匀改性，经过对多种注浆工艺的对比分析，最终选定袖套管注浆工艺，工艺流程如下： 钻孔浇筑套壳料埋设袖套管浆
8、液制备注浆。袖套管工作原理及结构如图 2 所示。 1）钻孔 根据图纸施放注浆孔孔位，用工程钻机钻至设计标高，考虑到现场施工条件等情况局部孔位可能进行适当调整，但调整的孔位偏差宜控制在 0.5m 以内。 2）浇筑套壳料 钻孔完成后，通过钻杆从钻孔的底部注入套壳料，以置换孔内的泥浆，套壳料的配置比例为：水泥水膨润土=0.660.550.02。 3）埋设袖套管 袖套管应露出地面 15cm 左右，四周用干性水泥（或水泥+水玻璃浆）封闭（必须做好密封） 。每节袖套管之间的丝扣应拧实，最上节袖套管应保护好丝扣以便与注浆枪连接。 4）浆液制备 以 P?O42.5 级普通硅酸盐水泥为固化剂制成浆液，搅拌时间1
9、.52.5min，浆液搅拌均匀后，通过滤网进入储浆池，用筛子捞出浆液内杂物。浆液水灰比为 0.81.0，并添加 2%3%（与水泥质量比）的水玻璃。 5）注浆 采用分段注浆，1.0m 一段，从下向上注浆，即注浆阀下到设计深度后开始注浆，达到设计要求后上提注浆阀 1.0m 开始第 2 段注浆，以此类推直至顶部。 4.1.2 注浆顺序及注浆终止条件 施工顺序应遵循先施工最外侧和最内侧 2 排注浆孔、后逐步施工中间 1 排注浆孔的顺序，同排注浆孔采取间隔跳跃式进行注浆；注浆以注浆孔（或注浆孔周围其他部位）喷浆或注浆压力突增作为该孔停注的标准，注浆停注压力一般1.5MPa。 4.2 插筋和冠梁施工 每个
10、注浆孔注浆完成后，浆液初凝前在袖套管中心插入钢筋，插入时要保证钢筋的垂直度，露出地面长度为 150mm，冠梁在注浆完成后根据设计配筋用 C25 混凝土浇筑成整体。 4.3 土方开挖施工 土方采用分层均匀开挖，每层开挖深度2.0m，北侧土方开挖应确保放坡坡度，并及时施工护坡，坑底应保留 300mm 左右地基土用人工挖除整平，以防止扰动坑底土。 5、现场监测内容及结果 监测点布置及各监测点的水平位移随时间的变化曲线如图 3，4 所示。 自 2011 年 8 月 8 日至 2011 年 10 月 8 日，以基坑施工直到地下室侧墙施工结束期间，对围护结构顶部水平位移和邻近建筑及道路的沉降进行了监测。其
11、中，基坑最大位移点为 12 号，最大位移量 18mm，最小位移点为 4 号，最小位移量 8mm，平均位移量为 12.2mm，变形较稳定，没有超出监测预警值； 邻近建筑（ 13 层大楼）最大沉降量 1.04mm，最小沉降量 0.37mm，平均值为 0.58mm；邻近道路最大沉降量 0.95mm，最小沉降量为 0.59mm，平均值为 0.78mm。 根据以上监测结果，基坑围护结构和周边建筑物的变形均在设计控制范围内，表明本杂填土场地基坑的支护设计和施工是成功的。 另外，晾槽及底板施工约 1 个半月时间，槽底土一直较干燥，侧壁也未发现渗水、漏水现象，表明采用本方法进行止水效果比较理想。 6、结语 1
12、）在杂填土场地采用压密注浆+插筋加固处理后，基坑采用直立开挖的效果非常理想，未发生滑移、坍塌现象，位移值也非常小，表明该工艺是合理、可行的。 2）由于杂填土中存在较大的碎砖、碎混凝土块等杂填物，采用加筋水泥土墙工艺处理后的基坑临空面一定要保持干燥并及时进行护坡，从该基坑一块未及时进行护坡的垂直开挖面发现，坑壁的杂填土一般呈崩塌的形式塌落。 3）开槽后，槽底土较干燥，侧壁未发现渗水、漏水现象，表明本方法止水效果很理想。 4）注浆工艺具有施工简单，速度快，造价低的特点，对杂填土基坑采用本方法作为支护结构能达到比较理想的挡土挡水效果。 5）经过注浆处理的土体人工即可开挖，对再次进行桩基等建设活动影响较小，节约资源，提高了土地的利用率，是一种可持续的施工技术。参考文献： 1中国建筑科学研究院. JGJ12099 建筑基坑支护技术规程S. 北京： 中国建筑工业出版社，1999. 2王銮学，王文玲，纽爱涛. 某 17m 深基坑工程综合支护技术J. 施工技术，2011，40（ 7） ： 27-29，33. 3吴顺川，金爱兵，高永涛. 袖阀管注浆技术改性土体研究及效果评价J. 岩土力学，2007，28（ 7） ： 1353-1358. 4朱永清. 复杂环境条件下深基坑综合支护技术的应用J.施工技术，2011，40（ 7） ： 30-33.
