1、 型鋼水泥土攪拌墻在徐州棲萬方深基坑工程中的應用朱祥林 韓珍續 戴小亮（南通五建建設工程有限公司 226400）摘 要：深基坑工程采用型鋼水泥土攪拌墻支護，是近年來在我國逐步發展起來的一種新型支護施工工藝。徐州棲萬方地下室深基坑支護采用型鋼水泥土攪拌墻作擋土結構和截水帷幕、鋼絞線錨索及鋼腰梁、鋼筋混凝土冠梁作錨拉結構的錨拉式支擋結構技術，實現了深基坑支護安全可靠、技術經濟、施工方便、節約資源的目標，值得在類似工程中進一步推廣和應用。關鍵詞：型鋼水泥土攪拌墻 新型支護結構 深基坑 施工技術1.工程簡述1.1工程概況棲萬方工程，位于徐州市西苑中路東側，由規劃民康路分隔開，總建筑面積為69657m2

2、，分為A地塊和B地塊，包括5棟18-35F住宅樓、3棟1F商業、2棟配電室、1座2F地下車庫，地下車庫埋深約8m。地下室基坑支護范圍為B地塊2F地下車庫。該工程±0.00相當于絕對標高42.8m，自然地面標高41.3m。地下車庫基底標高為-9.3m，主樓基底標高為-9.5m；基坑挖深為：地下車庫7.8m，主樓區域8.0m?；又荛L約為370m，開挖面積約為9000 m2。1.2 周圍環境與地下設施情況基坑北側為空曠場地；東側距離7-12m為數棟2-3F老舊建筑，南側距離13-18m為數棟3-5F建筑，西側約7-8m為西苑中路?；游鱾任髟分新仿愤?，探明有管線分布。2.場地工程地質與水

3、文條件2.1 土層分布及地質特性據勘探報告，勘探范圍內共劃分出13個土層，均屬第四系沉積物，場地地貌單元為黃泛沖積平原地貌單元。與地下室深基坑工程相關的土層主要為粉質粘土、粉土、粉砂及粘土。2.2水文地質條件根據勘察報告，勘察深度范圍內揭露的主要含水層有層粉土、層粉土、層粉土、層粉砂及-1層粉土，所含地下水類型為第四系潛水，主要受大氣降水及地表徑流補給，排泄方式以自然蒸發及側向滲流為主。根據勘察對地下水位的觀測 ，對基礎工程施工影響較大的潛水含水層的地下水位及標高見下表 1。根據地區經驗，場地內地下水的水位、水量隨季節和地區降水量的變化而變化，變化幅度約1.02.0m。3.基坑支護體系設計地下

4、室基坑支護體系，ABC段采用二級放坡支護，上部放坡4.0m，坡率1:1.2，馬道寬1.5m，下部放坡3.8m，坡率1:1；CD段采用二級放坡支護，上部放坡4.0m，坡率1:1.2，馬道寬1.5m，下部放坡4.0m，坡率1:1；DEFGHIJKA段采用850600三軸水泥土攪拌樁內插H700*300*13*24型鋼+二道高壓旋噴錨索支護，基坑支護平面布置、立面大樣分別見圖 1和圖 2?；觾炔坎捎?9口直徑500的管井降水。 潛水初見水位計穩定水位情況 表 1數據個數初見水位埋深（m）初見水位標高（m）最小值最大值平均值最小值最大值平均值201.503.002.0338.7039.4539.12

5、數據個數穩定水位埋深（m）穩定水位標高（m）最小值最大值平均值最小值最大值平均值201.753.202.2538.5039.2238.90圖 1 基坑支護平面布置圖圖 2 基坑支護立面、大樣圖4.支護結構施工4.1 型鋼水泥土攪拌墻施工技術施工工藝流程與施工程序棲萬方地下室深基坑支護有三面設計采用型鋼水泥土攪拌樁墻作為擋土結構和截水帷幕，型鋼水泥土攪拌墻采用850三軸攪拌樁內插H型鋼700×300×13×24，水泥土攪拌樁墻深16.2m，H型鋼長15m。型鋼水泥土攪拌樁墻施工工藝流程見圖 3, 型鋼水泥土攪拌樁墻施工程序見圖 4。開挖溝槽設置導向定位型鋼SMW攪拌

6、機架設下一施工循環SMW攪拌機就位，校正復核樁機水平和垂直度型鋼進場，質量檢驗施工完畢插入型鋼型鋼涂減磨擦材料殘土處理攪拌機械撤出測量放樣拌制水泥漿液，開啟空壓機，送漿至樁機鉆頭鉆頭噴漿、氣并切割土體下沉至設計樁底標高H型鋼垂直起吊，定位校核H型鋼垂直度固定型鋼型鋼回收基坑開挖及結構施工完畢且達到設計強度鉆頭噴漿、氣并提升至設計樁頂標高水泥見證取樣、送檢合格水泥進場驗收按設計要求填充空隙圖 3 型鋼水泥土攪拌墻施工工藝流程圖圖 4 型鋼水泥土攪拌墻施工程序圖 水泥土攪拌樁施工（1）開挖導向溝根據坐標基準（控制）點，按照設計圖進行放樣定位及工程引測工作，并做好永久點及臨時點標志。根據基坑圍護內邊

7、控制線，采用0.6m3挖掘機開挖1.20m×1.50m導向溝（見圖5），并清除地下障礙物，溝槽余土應及時處理，以保證定位型鋼水泥土攪拌墻正常施工。圖 5 導向溝示意圖（2）定位型鋼設置水泥土攪拌樁定位采用平行于溝槽方向安裝的300mm×320mm工字鋼，定位工字鋼長約820m；H型鋼定位采用垂直于溝槽方向安裝的300mm×300mm的槽鋼。定位型鋼設置示意見圖 6。轉角處，H型鋼定位采用型鋼定位卡定位。圖 6 定位型鋼設置示意圖（3）三軸850mm攪拌樁孔位定位三軸850mm攪拌樁的三軸中心間距為600mm+600mm，根據該尺寸，平行H型鋼表面用紅漆劃線定位。

8、（4）樁機就位樁機下先鋪設鋼板然后再上面鋪路基箱，移動前，看清上、下、左、右情況，發現有障礙物應及時清除，移動結束后檢查定位情況并及時糾正；樁機應平穩、平正，并用經緯儀進行觀測以確保鉆機的垂直度；三軸水泥攪拌樁樁位定位偏差應小于50mm。成樁后，樁中心偏位不得超過10mm，樁身垂直度偏差不得超過1/200。 （5）施工順序三軸水泥土攪拌樁施工按圖 7所示順序進行，其中陰影部分為重復套鉆，以保證墻體的連續性和接頭的施工質量，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正須依靠重復套鉆保證，從而達到截水的作用。水泥土攪拌樁采用跳槽式雙孔全套復攪式連接方式施工。圖 7 跳槽式雙孔全套復攪式連接示意圖（6

9、）水泥漿液制備與注入水泥采用PO42.5 級的普通硅酸鹽水泥，水泥漿液配合比須根據現場土質試驗進行修正，確定最佳水泥摻量，現場水泥摻量為20，水泥漿液現場施工水灰比為1.8。在施工現場布設水泥漿自動攪拌站，在樁機開機前按要求攪制水泥漿液，并將配制好的水泥漿送入貯漿桶內備用。水泥漿配制好后，停滯時間不得超過2小時，搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過12小時（初凝時間）。注漿時通過2臺注漿泵2條管路同Y型接頭從H口混合注入。注漿壓力1.0MPa，注漿流量150250L/min/每臺。三軸水泥土攪拌樁采用雙頭同時注漿。注漿時必須做到二噴二攪，噴漿第一次為水泥用量的70%，第二次為30%。攪拌頭下沉

10、到設計標高后，開啟高壓注漿泵，待漿液到達噴漿口，攪拌頭一邊攪拌提升，一邊噴漿。樁底一米范圍內進行復攪，使灰漿與土體拌和。提升速度按照要求均勻、連續地注入拌制好的水泥漿液。深層攪拌樁噴漿提升到樁頂設計標高以上40cm后關閉灰漿泵，攪拌頭再次下沉到設計標高。開啟高壓注漿泵，進行第二次噴漿提升、攪拌。攪拌頭提升到設計標高時、關閉注漿泵，這時集料斗中的漿液應正好排空。（7）鉆進攪拌三軸水泥土攪拌樁樁身采用一次攪拌工藝，水泥和原狀土須均勻攪拌，下沉和提升過程中均為注漿攪拌，同時嚴格控制下沉和提升速度，本工程鉆進攪拌速度取0.5m/min,提升攪拌速度取1.0m/min。樁底部分重復攪拌注漿。下沉、提升攪

11、拌時間關系如圖 8所示。施工時間下沉攪拌注漿約0.5m/min深 度 提升攪拌注漿約1.0m /min樁底部1m處重復攪拌圖 8 下沉、提升攪拌時間關系圖（8）清洗、移位將集料斗中加入適量清水，開啟灰漿泵，清洗壓漿管道及其它所用機具，然后移位再進行下一根樁的施工。（9）施工縫處理相臨兩幅樁施工間隔不得超過12小時，施工過程中一旦出現冷縫則采取在冷縫處止水樁外側補攪素樁。施工縫處理示意圖見圖 9。在止水樁達到一定強度后進行補樁，以防偏鉆，保證補樁效果，素樁與止水樁搭接厚度約10cm。圖 9 施工縫處理示意圖（10）水泥土攪拌樁質量驗收水泥土攪拌樁施工完畢、插入型鋼之前必須進行工序交接驗收，驗收標

12、準如下表 2。 水泥土攪拌樁樁體質量控制標準 表 2序號實測項目檢查頻率允許偏差1水灰比4次/臺班符合設計規定2攪拌樁噴漿速度下沉2次/幅符合設計規定重復攪拌符合設計規定提升符合設計規定3攪拌樁樁位偏差平行基坑方向1次/6m±20mm垂直基坑方向±20mm4垂直度1次/幅1/2005成樁深度20mm H型鋼施工（1）型鋼加工制作H型鋼的加工制作,應符合鋼結構工程施工質量驗收規范（GB50205）的要求；考慮作為臨時結構，尚須符合以下要求：1）焊接H型鋼截面高度500mm的公差下限為-5mm；2）翼緣傾斜允差在規范之外增加2mm；3）加工廠采用埋弧自動焊，角焊縫高度為6mm；

13、現場對接焊縫必須開剖口焊透；全部焊縫質量等級均須達到三級。（2）涂刷減摩劑在H型鋼表面涂抹減摩材料前，必須清除H型鋼表面鐵銹和灰塵。減摩材料涂抹厚度大于1mm，并涂抹均勻，以確保減摩材料層的粘結質量。（3）插入型鋼型鋼插入應在水泥土攪拌樁兩次攪拌程序完成后緊接進行。吊機應立即就位，準備吊放H型鋼，間隔不超過30min。型鋼插入采用自重下沉法，靠近基坑一側插入。由吊機從型鋼頂部起吊，使型鋼在自重下保持垂直，而后對準定位槽鋼就位，再松弛吊繩讓型鋼穩步、均勻下沉至設計標高。當型鋼自重有繼續下沉可能時，在水泥土攪拌樁頂上設置止滑措施，或適當推遲下沉時間。當型鋼自重下沉達不到設計標高時，可采用機械加壓的

14、方法使之達到下沉標高。在插入過程中應控制型鋼垂直度，利用樁機上吊掛的垂錐和經緯儀視測相結合的方法，保證垂直度偏差不大于規定值。型鋼插入到位后應用懸掛構件控制型鋼頂標高，并與已插好的型鋼牢固連接。轉角處，H型鋼采取與水泥土攪拌墻中心線成45°角插入，內插型鋼構造見圖 10。為保證H型鋼插入長度，根據高程控制點，用水準儀引測到定位型鋼上，再依據定位型鋼與H型鋼頂標高的高度差，在型鋼兩腹板處外側焊好吊筋（8線材），以控制標高誤差。（4）型鋼插入質量驗收型鋼插入長度、垂直度偏差、H型鋼標高和插入平面位置等符合表 3規定。 H型鋼插入質量控制標準 表 3序號實測項目檢查頻率允許偏差1型鋼型鋼定

15、位軸線隨機±20mm2頂、底標高隨機±20mm3形心轉角隨機±2°4H型鋼插入偏差平行基坑方向1次/6m±50mm5垂直基坑方向±10mm（5）型鋼拔除地下結構施工完畢、支護結構與地下主體結構之間肥槽回填密實且恢復地面后，開始拔除H型鋼，采用專用夾具及千斤頂以冠梁為反梁，采用跳2拔1的方式，起拔回收H型鋼，H型鋼拔出后及時對樁體內部空隙填充黃砂或注漿封孔，以控制變形量。4.2高壓旋噴錨桿施工技術本工程高壓旋噴錨桿設計為二道，直徑500，水平間距1.8m，水平傾角20°、25°交替，有效樁長13m； -3.5m位置錨

16、桿采用3束15.2鋼絞線，-6.0m位置錨桿采用2束15.2鋼絞線，強度標準值為1860MPa。旋噴注漿采用級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量20%，水灰比0.8，旋噴攪拌壓力為20-25Mpa。施工工藝及施工方法高壓旋噴錨桿施工，分段分層進行，對同一層采用分段間隔施工，分段長度不大于20m；土方開挖后，人工修面，立即進行錨桿施工，開挖下層土方時，上一道錨桿必須達到710天養護齡期。錨桿成孔采用專用鉆機，施工前先開挖寬度不小于6米的溝槽工作面，深度為該道高錨桿設計標高向下30cm左右。施工示意圖如圖11。圖 11 高壓旋噴錨桿鉆機溝槽內施工示意圖1鋼絞線、2鉆桿(旋噴桿)、3鉆機高壓旋噴錨桿采用“進

17、、退二噴二攪”施工工藝，水泥漿液由鉆桿中空孔向內旋噴，通過鉆桿中空通道，邊鉆進邊攪拌注漿，鉆進同時將鋼絞線及錨頭結構件帶入設計深度。錨桿正式張拉前先用20鎖定荷載預張拉兩次，再以50、100的鎖定荷載分級張拉，然后超張拉至110鎖定荷載，在超張拉荷載下保持5分鐘，觀測錨頭無位移現象后再按鎖定荷載鎖定。高壓旋噴錨桿施工（1）定位當土方開挖溝槽后，應測量標高，并在支護樁上拉線做記號。鉆機就位時應準確，底座應墊平，鉆桿的傾斜角度應用羅盤校核，鉆孔定位誤差不超過50mm，孔斜度偏差不超過3度，樁徑偏差不超過2cm。成孔施工前應在場地中挖好排水溝及循環漿池，以避免因泥漿隨意排放而影響施工。（2）成孔高壓

18、旋噴錨桿采用專用鉆機成孔。施工中若遇堅硬土層則采用沖擊成孔(空壓機帶動)，其余土層采用濕式成孔。成孔至設計深度后，進行注漿，待孔口返出的泥漿不含砂粒與土時，退出鉆桿同時鋼絞線安放完畢。內插的鋼絞線應進入旋噴樁底。（3）錨筋制作錨筋體采用7束15.2鋼絞線制作而成，鋼絞線要用鐵絲固定間距，錨固端外預留言長度不小于7m，以便張拉。（4）腰梁安裝腰梁采用雙拼25b槽鋼，2根槽鋼焊接方式為對焊（滿焊），腰梁對焊連接時，槽鋼之間的連接焊縫間距不應小于2m。鋼絞線從兩根槽鋼之間穿過，腰梁與錨具之間采用200×200×10的鋼板做墊板。（5）張拉、鎖定本工程錨桿分別鎖定在-3.5m和-6

19、.0m的二道型鋼腰梁上。待錨桿固結體的強度極限達到15MPa或設計強度的75%后方可進行張拉鎖定。第一道錨桿鎖定拉力為200kN，第二道錨桿鎖定拉力為90kN。 錨桿張拉鎖定，在錨桿施工結束并養護不少于7d后進行。張拉鎖定錨具采用QVM系列錨具，用YC-100型穿芯式千斤頂、高壓電動油泵加荷鎖定。以1.3倍軸向拉力標準值進行錨桿預張拉；在張拉值下保持5分鐘，觀測錨頭無位移現象后再按鎖定荷載鎖定。若達不到要求，應在旁邊補樁。在鎖定過程中，采用錨筋拉力計進行校核。為防止對鄰近已張拉鎖定錨桿產生影響，錨桿張拉采用隔一拉一的順序進行。錨桿施工質量驗收高壓旋噴錨桿施工質量允許偏差項目控制如下表 4序號項目允許偏差檢測方法單位數值1樁錨體直徑、長度mm+50鋼尺量2加筋體長度mm±100鋼尺量3加筋體傾斜度 （°）±1經緯儀量測4加筋體平面位置mm±50鋼尺量5樁錨體傾斜度（°）±1經緯儀量測鉆機傾角備注：設計要求樁徑偏差不超過20mm施工中易出現的問題及其處理措施（1）施工注漿過程中如果出現斷漿現象，及時停鉆，解決施工問題后，重新進行注漿。（2）鋼絞線安放：鋼絞線放入鉆孔之前，應檢查鋼絞線的質量，確保鋼絞線組裝滿足設計要求。鋼絞線安放后不得隨