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【摘要】以所承建的某工程深基坑支护为例，介绍了深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙在深基坑止水、支护工程中的应用。由于该方案综合了“深层搅拌水泥土桩墙支护技术” 、“加筋水泥土桩法（SMW工法）支护技术” 和“地下连续墙支护技术”的部分优点，不仅具有较好的挡土、挡水的双重功能，而且工期短，综合成本也较低，取得了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】水泥土桩墙；深基坑支护；止水；应用技术
【 abstract 】 undertaken an engineering of deep foundation pit bracing for an example, this paper introduced the deep mixing cement pile composite gravity retaining wall in deep foundation pit stop water, support application in engineering. Because the plan comprehensive "deep mixing cement pile wall supporting technology" and "reinforcement cement pile method (SMW) support technology" and "underground continuous wall supporting technology" some of the strengths, not only has the good soil retaining, block the double function of water, and the short time limit, the comprehensive cost is low, and have achieved good economic and social benefits.
【 key words 】 cement pile wall; Deep foundation pit supporting; Stop water; Application technology
中图分类号： TV551.4文献标识码：A 文章编号
一、工程概况
某大酒店”工程总建筑面积56000m2，地下一层，地下室面积为5900m2，裙楼地上共4层，主楼地上共26层，总高为107米。
该工程场地位于典型的喀斯特地貌地区，而且该建筑物正好位于原地貌沼泽地区，场地土分布由上到下为：褐灰色粘土（平均厚1.2m）、泥炭质土（平均厚4m）、粗砂（平均厚2.7m）、砾砂（平均厚1.3m）和基岩。
二、基坑施工技术难点
1、场地受多方限制，无法实施放坡开挖：距建筑物基坑西北面2米内为项目部办公室等临时设施；基坑西南面为城市主干道；基坑东南面紧靠人工湖，至湖边约5米，湖水面标高约－1.5m，湖深约2m，湖面至设计基坑底约高5米；基坑东北面为施工运输主道路，距基坑底边线约4米。
2、地下水十分丰富：场地地下水主要来源为基坑东南面的人工湖侧渗和天然降水垂直补给，紧靠湖面地段的地下水直接与湖水相通，地下水位埋深约1.5米，并随湖水水位变动，可见地下水与湖水有密切的水力关系。地下水与湖水直接贯通，湖面与设计坑底高差较大，无法采用降排水方案实施基坑开挖，必须进行基坑周边止水；
3、土层厚、土质差：土层为填土、泥炭质土及松散砂层组成，土质很软，场地土类型为软弱土，类别为Ⅱ类，基坑开挖范围多为泥炭质土，其重度仅为13.6KN/m3，多为软塑状，而且一经扰动便成为流塑状（桩基础施工冲孔过程中约有70%的桩孔因孔壁发生滑移而不同程度发生塌孔），受土质的影响止水帷幕及支护方案的选择受制约较大；
4、基坑开挖深度较大：最大坑深为－9.7.0m，土壁高度为约7.0m，必须进行基坑支护后方可进行土方开挖。
三、基坑支护与止水方案选择
（一）、目前国内常用的几种深基坑支护技术及其优缺点
1、冲（钻）孔灌注桩支护技术：是采用机械冲成孔或钻孔工艺间隔设置钢筋砼灌注桩从而形成的一种悬臂桩排式围护墙进行基坑支护。优点：刚度大，抗弯强度高，变形相对较小，安全度好。缺点：止水性能差，当地下水丰富时，为防止桩间土塌落流失，还需在桩间加水泥土桩，因此施工成本较高，施工工期长，若采用冲孔成孔工艺则噪音和振动较大。
2、挖孔桩支护技术：也属桩排式围护墙支护，其成孔主要是采用人工挖孔。优点：刚度大，抗弯能力强，变形较小；缺点：不能挡水，施工成本较高，挖孔劳动强度高，施工条件差，施工工期长，如遇地下水丰富、土质差时难以施工，遇流砂还有一定危险。
3、深层搅拌水泥土桩墙支护技术：是以深层搅拌机就地将边坡土和压入的水泥浆强力搅拌形成连续搭接的水泥土桩墙，使边坡保持稳定。优点：坑内无支撑，便于机械化快速挖土，具有挡土、挡水的双重功能，比较经济；缺点：不宜用于深基坑，一般不宜大于6米，位移相对较大，尤其在基坑长度大时。
根据以上基坑支护及止水技术各自特点，结合本工程实际，经多方论证，最终采用了深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水、支护技术。
四、深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水、支护方案施工要点
㈠方案概况
1、深层搅拌水泥土桩总桩数共5100根，18162.5延长米。桩径为600mm，桩中心距为450mm(咬合150mm)，桩长到基岩面（平均长度为11米）。
2、支撑及止水结构内排桩内口与基础结构边线距离为2.0m，沿基坑周边环形布置，并最终闭合。当基坑深度小于5米时共布置3排桩（详图一），基坑深度大于5米时，共布置4排桩（详图二），局部危险地段（如临湖面和办公室面）适当增加排数，排间每间距2250mm沿纵向设置一排深搅桩作为加劲肋，内外排局部桩中插入Φ18钢筋以增加支护结构抗剪和抗弯能力。
3、水泥掺入量为240kg/m3，石膏掺入量为水泥用量的2%。
4、为增强其稳定性，在桩顶设置压顶板，板厚为150mm，砼强度等级为C20，配筋为φ12@200mm。
㈡、深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墻施工方法
1、施工程序：地上（下）清障→深层搅拌机定→预搅下沉→配制水泥浆→边喷浆搅拌边提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→压入钢筋→移至下一根桩重复以上工序。
2、施工工艺
深层搅拌水泥土桩采用3台GZB-60型深层搅拌机与3台PM2-15泵送装置配套进行施工。施工时先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在机架上，用输浆胶管将注浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片开始旋转，并借助设备自重，以0.38~0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3~0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动注浆泵，将配制好的水泥浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直至地面，即完成一次搅拌过程。用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升，即完成一根柱状加固体，如此按设计要求一根接一根搭接施工即完成深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水和支护结构。
3、技术和质量关键要求
①水泥土搅拌桩施工时必须严格控制配合比，其配合比为1:1~2（水泥:砂），为增强流动性，在其中掺入0.2%~0.25%的木质素磺酸钙减水剂与1%硫酸钠和2%石膏；水灰比为0.43~0.5。
②施工中固化剂应严格按预定的配比拌制，并应有防离析措施。搅拌下沉和提升应保证设备的平整度和导向架的垂直度。成桩时严格控制搅拌机的提升速度和次数，使其连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。
③深层搅拌桩的深度、截面尺寸、搭接情况整体稳定和桩身强度必须符合设计要求，成桩质量可采用钻芯法进行检测。
④由于基坑开挖后水泥土桩固结体表层会因受长期日晒雨淋而发生开裂、剥落，因此可以使用彩色塑料布，采用压条和长铁钉对其固定以对水泥土桩固结体表面进行遮盖保护。
㈢、土方开挖的配合
由于水泥土桩施工完毕后必须具备一定的养护时间才能达到设计要求的强度，但是由于本工程工期紧，因此采用分层分段放坡开挖，即先满开挖挖至－4.0m，然后旗坡将基坑中部土方挖除，及早插入破桩头和测桩施工工序，当支护结构达到设计要求的强度后再挖去放坡部分土方，大大缩短了施工工期。如下图一：
㈣、支护结构安全监测
由于该工程属深基坑施工，为确保施工安全，土方开挖过程中采用以下安全监测措施：
1、支护结构位移观测
基坑降水前在基坑外围及支护桩压顶上设置水平位移监测网，由固定基准点、工作点及监测点组成，固定点和工作点应设置在稳固且不易被破坏的地方，并作好保护；监测点在基坑边支护桩压顶面及坑底侧面每间隔5米各设置一个，同侧压顶面各点设在同一条直线上，并在压顶表面弹出墨线。在降低地下水位和基坑开挖过程中位移观测每天至少应观测一次。同时设置专人轮流值班对支护结构稳定状况进行巡视。
2、地表沉降及地下水位变化观测
由于场地西北面和西南面城市主干道边有城市供水管线，因此對基坑3倍开挖深度范围内周边地表沉降及地下水位变化进行观测：
① 地表沉降观测：沿基坑3倍开挖深度范围内周边每间隔6米设置一个观测点，在基坑开挖过程中每天至少观测一次。
② 地下水位变化监测：在基坑开挖线以外3米处每间隔15米设置一个水位观测井，观测井直径为100mm，井内水位管采用φ100mmPVC管，观测井采用钻机钻孔。在降低地下水位过程中每天随时观测。
4、社会效益
①由于基坑支护体系稳定性、挡水和止水性很好，减少了土方施工过程中开挖和运输的难度，确保了文明施工目标的实现，得到了当地建设和城管部门的赞许。
②该工程的深基坑施工安全倍受当地建设局有关领导的关注，特别是采用深层搅拌水泥土桩墙进行深基坑支护在当地尚属首例，因此在方案的论证和实施阶段相关领导均多次到施工现场考察，方案顺利实施并最终取得成功为其在当地的推广应用提供了重要借鉴。
六、结语
通过工程实践证明该止水及支护技术具有刚度大，整体性、抗渗性好，变形小等优点，能较好地抗渗止水，具有挡土、挡水的双重功能，而且比较经济，施工较简单，施工进度快，坑内无支撑，施工时对周围环境影响小，非常适宜用于地下水丰富的淤泥质土、粉土、和具有溥夹砂层场地的基坑止水和土壁支护。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】水泥土桩墙；深基坑支护；止水；应用技术
【 abstract 】 undertaken an engineering of deep foundation pit bracing for an example, this paper introduced the deep mixing cement pile composite gravity retaining wall in deep foundation pit stop water, support application in engineering. Because the plan comprehensive "deep mixing cement pile wall supporting technology" and "reinforcement cement pile method (SMW) support technology" and "underground continuous wall supporting technology" some of the strengths, not only has the good soil retaining, block the double function of water, and the short time limit, the comprehensive cost is low, and have achieved good economic and social benefits.
【 key words 】 cement pile wall; Deep foundation pit supporting; Stop water; Application technology
中图分类号： TV551.4文献标识码：A 文章编号
一、工程概况
某大酒店”工程总建筑面积56000m2，地下一层，地下室面积为5900m2，裙楼地上共4层，主楼地上共26层，总高为107米。
该工程场地位于典型的喀斯特地貌地区，而且该建筑物正好位于原地貌沼泽地区，场地土分布由上到下为：褐灰色粘土（平均厚1.2m）、泥炭质土（平均厚4m）、粗砂（平均厚2.7m）、砾砂（平均厚1.3m）和基岩。
二、基坑施工技术难点
1、场地受多方限制，无法实施放坡开挖：距建筑物基坑西北面2米内为项目部办公室等临时设施；基坑西南面为城市主干道；基坑东南面紧靠人工湖，至湖边约5米，湖水面标高约－1.5m，湖深约2m，湖面至设计基坑底约高5米；基坑东北面为施工运输主道路，距基坑底边线约4米。
2、地下水十分丰富：场地地下水主要来源为基坑东南面的人工湖侧渗和天然降水垂直补给，紧靠湖面地段的地下水直接与湖水相通，地下水位埋深约1.5米，并随湖水水位变动，可见地下水与湖水有密切的水力关系。地下水与湖水直接贯通，湖面与设计坑底高差较大，无法采用降排水方案实施基坑开挖，必须进行基坑周边止水；
3、土层厚、土质差：土层为填土、泥炭质土及松散砂层组成，土质很软，场地土类型为软弱土，类别为Ⅱ类，基坑开挖范围多为泥炭质土，其重度仅为13.6KN/m3，多为软塑状，而且一经扰动便成为流塑状（桩基础施工冲孔过程中约有70%的桩孔因孔壁发生滑移而不同程度发生塌孔），受土质的影响止水帷幕及支护方案的选择受制约较大；
4、基坑开挖深度较大：最大坑深为－9.7.0m，土壁高度为约7.0m，必须进行基坑支护后方可进行土方开挖。
三、基坑支护与止水方案选择
（一）、目前国内常用的几种深基坑支护技术及其优缺点
1、冲（钻）孔灌注桩支护技术：是采用机械冲成孔或钻孔工艺间隔设置钢筋砼灌注桩从而形成的一种悬臂桩排式围护墙进行基坑支护。优点：刚度大，抗弯强度高，变形相对较小，安全度好。缺点：止水性能差，当地下水丰富时，为防止桩间土塌落流失，还需在桩间加水泥土桩，因此施工成本较高，施工工期长，若采用冲孔成孔工艺则噪音和振动较大。
2、挖孔桩支护技术：也属桩排式围护墙支护，其成孔主要是采用人工挖孔。优点：刚度大，抗弯能力强，变形较小；缺点：不能挡水，施工成本较高，挖孔劳动强度高，施工条件差，施工工期长，如遇地下水丰富、土质差时难以施工，遇流砂还有一定危险。
3、深层搅拌水泥土桩墙支护技术：是以深层搅拌机就地将边坡土和压入的水泥浆强力搅拌形成连续搭接的水泥土桩墙，使边坡保持稳定。优点：坑内无支撑，便于机械化快速挖土，具有挡土、挡水的双重功能，比较经济；缺点：不宜用于深基坑，一般不宜大于6米，位移相对较大，尤其在基坑长度大时。
根据以上基坑支护及止水技术各自特点，结合本工程实际，经多方论证，最终采用了深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水、支护技术。
四、深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水、支护方案施工要点
㈠方案概况
1、深层搅拌水泥土桩总桩数共5100根，18162.5延长米。桩径为600mm，桩中心距为450mm(咬合150mm)，桩长到基岩面（平均长度为11米）。
2、支撑及止水结构内排桩内口与基础结构边线距离为2.0m，沿基坑周边环形布置，并最终闭合。当基坑深度小于5米时共布置3排桩（详图一），基坑深度大于5米时，共布置4排桩（详图二），局部危险地段（如临湖面和办公室面）适当增加排数，排间每间距2250mm沿纵向设置一排深搅桩作为加劲肋，内外排局部桩中插入Φ18钢筋以增加支护结构抗剪和抗弯能力。
3、水泥掺入量为240kg/m3，石膏掺入量为水泥用量的2%。
4、为增强其稳定性，在桩顶设置压顶板，板厚为150mm，砼强度等级为C20，配筋为φ12@200mm。
㈡、深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墻施工方法
1、施工程序：地上（下）清障→深层搅拌机定→预搅下沉→配制水泥浆→边喷浆搅拌边提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→压入钢筋→移至下一根桩重复以上工序。
2、施工工艺
深层搅拌水泥土桩采用3台GZB-60型深层搅拌机与3台PM2-15泵送装置配套进行施工。施工时先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在机架上，用输浆胶管将注浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片开始旋转，并借助设备自重，以0.38~0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3~0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动注浆泵，将配制好的水泥浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直至地面，即完成一次搅拌过程。用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升，即完成一根柱状加固体，如此按设计要求一根接一根搭接施工即完成深层搅拌水泥土桩复合重力式挡墙止水和支护结构。
3、技术和质量关键要求
①水泥土搅拌桩施工时必须严格控制配合比，其配合比为1:1~2（水泥:砂），为增强流动性，在其中掺入0.2%~0.25%的木质素磺酸钙减水剂与1%硫酸钠和2%石膏；水灰比为0.43~0.5。
②施工中固化剂应严格按预定的配比拌制，并应有防离析措施。搅拌下沉和提升应保证设备的平整度和导向架的垂直度。成桩时严格控制搅拌机的提升速度和次数，使其连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。
③深层搅拌桩的深度、截面尺寸、搭接情况整体稳定和桩身强度必须符合设计要求，成桩质量可采用钻芯法进行检测。
④由于基坑开挖后水泥土桩固结体表层会因受长期日晒雨淋而发生开裂、剥落，因此可以使用彩色塑料布，采用压条和长铁钉对其固定以对水泥土桩固结体表面进行遮盖保护。
㈢、土方开挖的配合
由于水泥土桩施工完毕后必须具备一定的养护时间才能达到设计要求的强度，但是由于本工程工期紧，因此采用分层分段放坡开挖，即先满开挖挖至－4.0m，然后旗坡将基坑中部土方挖除，及早插入破桩头和测桩施工工序，当支护结构达到设计要求的强度后再挖去放坡部分土方，大大缩短了施工工期。如下图一：
㈣、支护结构安全监测
由于该工程属深基坑施工，为确保施工安全，土方开挖过程中采用以下安全监测措施：
1、支护结构位移观测
基坑降水前在基坑外围及支护桩压顶上设置水平位移监测网，由固定基准点、工作点及监测点组成，固定点和工作点应设置在稳固且不易被破坏的地方，并作好保护；监测点在基坑边支护桩压顶面及坑底侧面每间隔5米各设置一个，同侧压顶面各点设在同一条直线上，并在压顶表面弹出墨线。在降低地下水位和基坑开挖过程中位移观测每天至少应观测一次。同时设置专人轮流值班对支护结构稳定状况进行巡视。
2、地表沉降及地下水位变化观测
由于场地西北面和西南面城市主干道边有城市供水管线，因此對基坑3倍开挖深度范围内周边地表沉降及地下水位变化进行观测：
① 地表沉降观测：沿基坑3倍开挖深度范围内周边每间隔6米设置一个观测点，在基坑开挖过程中每天至少观测一次。
② 地下水位变化监测：在基坑开挖线以外3米处每间隔15米设置一个水位观测井，观测井直径为100mm，井内水位管采用φ100mmPVC管，观测井采用钻机钻孔。在降低地下水位过程中每天随时观测。
4、社会效益
①由于基坑支护体系稳定性、挡水和止水性很好，减少了土方施工过程中开挖和运输的难度，确保了文明施工目标的实现，得到了当地建设和城管部门的赞许。
②该工程的深基坑施工安全倍受当地建设局有关领导的关注，特别是采用深层搅拌水泥土桩墙进行深基坑支护在当地尚属首例，因此在方案的论证和实施阶段相关领导均多次到施工现场考察，方案顺利实施并最终取得成功为其在当地的推广应用提供了重要借鉴。
六、结语
通过工程实践证明该止水及支护技术具有刚度大，整体性、抗渗性好，变形小等优点，能较好地抗渗止水，具有挡土、挡水的双重功能，而且比较经济，施工较简单，施工进度快，坑内无支撑，施工时对周围环境影响小，非常适宜用于地下水丰富的淤泥质土、粉土、和具有溥夹砂层场地的基坑止水和土壁支护。
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