预留土台加固技术在基坑工程中的应用

预留土台加固技术在基坑工程中的应用

赵浩宇,贺伟华,李锦义,莫吉新,叶晓隆

中建四局土木工程有限公司，广东 深圳，518000

【摘要】本工程基坑北侧1-1剖面采用咬合桩支护+可回收锚索支护形式，咬合桩桩径1000，入基坑深度为7m，共5道锚索，因第三层锚索成孔后涌水严重，经专家评审后采用取消第四、五层可回收锚索施工，变更为预留6米宽土台反压，同时在土台施工钢筋土钉土台采用土钉+喷锚形式，喷锚至底板面标高；在底板开挖施工时出现渗水、并伴随沙泥流出，当天土台喷锚出现裂缝，第二天现场北侧土台发生侧移、沉降，内部出现空腔，土台局部塌方。本文主要是针对土台发生侧移，涌水等问题，研究了预留土台加固技术在基坑工程中的应用情况。

【关键词】预留土台；土台反压；支护加固；注浆加固

引言

随着我国城市进程不断加快，城市土地资源短缺问题日益突出，因此开发地下空间及进行高层及超高层建筑成为提高土地资源利用率的措施之一。由于高层及超高层的建设多集中于城市，且基坑开挖深度较大，其基坑支护成了基坑工程设计及施工的难点。

本文基于深圳勤诚达誉府新项目基坑工程，因北侧市政路第四道、第五道施工锚索不能施工，根据设计意见取消第四道、第五道锚索采用预留土台可以代替锚索和支撑为支护桩提供一定的水平支撑力,提高基坑的被动土压力,降低工程造价,缩短建设工期。本文主要是针对土台发生侧移，涌水等问题，研究了预留土台加固技术在基坑工程中的应用情况，为类似基坑工程提供参考。

1、工程概况

勤诚达誉府项目位于深圳市龙岗区五联社区五联路，北邻创建路，西邻友谊路，南邻清友路，东临百合盛世。

本次开发的项目为装配式住宅建筑，其中3栋一单元、3栋二单元为50层超高层住宅；4栋一单元为29层高层保障房，4栋二单元未23层高层办公楼，以及3层幼儿园。

本工程基坑北侧1-1剖面采用咬合桩支护+可回收锚索支护形式，咬合桩桩径1000，入基坑深度为7m，共5道锚索，因第三层锚索成孔后涌水严重，经专家评审后采用取消第四五层可回收锚索施工，变更为预留6米宽土台反压。目前预留土台坍塌处经6米长钢板桩抢险加固处理后仍有较大变形，该土台仍处于不稳定状态，土台有坍塌风险，现根据专家意见表，进行加固施工。

2、土台加固方案设计及分析

1、原土台用钢板桩支撑施工方法；

2、建议首先对钢板桩支护坡脚进行堆压袋装砂石等进行反压，或者加设对钢板桩的支撑；

3、建议对预留土台进行注浆加固止水，必要时同时对该段支护桩外侧地层进行注浆堵水；

4、建议土台混凝土试块反压加固施工方法。

3、方案选型

3.1钢板桩支撑施工方法

本工程钢板桩施工长度约为40m，钢板长度分别为6m，嵌入土层锚固4m，外露2m。在距钢板桩上部50cm处焊接18号工字钢横梁，并根据现场实际情况在有工程桩位置增加18号工字钢斜撑回顶。此方法现场已实施，但因土台水压过大，效果不理想。

3.2反压砂袋施工方法

1、在土台底部用砂袋进行反压，施工砂堆底部宽4m、顶部宽2m、放坡按1:1放坡，长约20m；

2、砂袋与砂袋用绳子固定在一起，形成一个整体；

3、反压沙袋要求的材质是砂或小石子，绝对不允许采用土，反压沙袋顶宽不小于2m，高度同钢板桩高度，坡度按1:1，钢板桩底部土保持原状。此方法现场已实施，但因砂袋反压区域面积较大，影响到筏板施工，后续各单位讨论决定对砂袋进行拆除，采用其他方法加固。

3.3花管注浆加固施工方法

注浆加固法是工程地基加固最常用的一种方式，它是将配比好的水泥浆液注入到缝隙当中，从而达到防渗、加固的效果。本案列预采用花管注浆是将注浆管通过钻孔下入地层，采用分段注浆工艺，使浆液在压力条件下，较均匀地进人地层，以达到浆液在地层中分段可控、均匀扩散的目的。注浆时设置注浆外管，注浆外管将永久留在土体中，注浆外管每隔一定间距预留出浆口，在出浆口处加设截止阀，注浆时，将带封堵装置的注浆内管置入注浆外管内，对需要注浆部分进行注浆。这样在土体中产生以钻孔为核心的桩体，且在桩体外围土体裂隙中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体。灌浆技术是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力学性能改善的一种方法。经开挖检验，注浆加固的有效影响半径应达0.5m以上。注浆孔距纵横向各0.8m,平面上按梅花形布置。花管注浆所用水泥为42.5#普通硅酸盐水泥、注浆深度为入基坑深度7m，注浆间距采用500*500mm梅花桩布置。此方法理由止水效果好，但由于工程北侧临市政路，注浆深度要与支护桩一致，会影响到周边市政路正常通行。故此方法在本工程不适用。

3.4土台混凝土试块反压加固施工方法

因砂袋面积较大影响后续筏板施工，各单位讨论决定需对土台采取其他加固措施，拆除砂袋，运走，以便于现场筏板施工。现场实际采用混凝土试块反压的方式进行加固处理。在对挖除的土台区域，铺20公分的石粉做基层，在上面放置试块，试块规格为2×1×1m，重量为5吨。试块拉至现场后，用4#塔吊进行吊运。试块堆压过程中试块与试块错开、试块与土台两侧用砂袋填实，以保证反压混凝土试块的完整性。

4、土台反压主要施工工艺

4.1工艺流程

工艺顺序：土台挖除→堆压混凝土预制试块→两侧砂袋填实→钢板桩拔除。

4.2土台挖除

现场采用两台长臂挖机，一台用于PC400-7长臂挖机（最大挖掘半径为21600mm，最大挖掘深度为16500mm）对滑坡处土台进行挖除，另一台长臂挖机在指定位置进行转运，装在基坑顶的土方车进行外运，以保持场地整洁干燥；根据现场实际情况开挖顺序为从西→东，采用边开挖边堆压试块的方式，开挖长度大约为16米，距支护出来2米，开挖宽度为6.6米，高度为4米。

4.3试块堆压

对挖除的土台区域，铺20公分的石粉做基层，在上面放置试块，试块规格为2×1×1m，重量为5吨。试块拉至现场后，用4#塔吊进行吊运。放置方法：试块与试块错开、试块与土台两侧用砂袋填实，以保证试块的完整性详见下图所示（仅示意，具体实施以现场实际为准）。

4.4砂袋填实

在试块的两侧与土台接触处用沙袋回填，宽度2米，南侧用沙袋放坡，以加固试块整体稳定性，沙袋用挖机转运、人工辅助搬运。

4.5拔除钢板桩

试块堆压完毕后，对该区域的钢板桩进行拔除，本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的摩擦力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除，对拔桩后留下的桩孔，及时采用中粗砂或水泥砂浆灌入密实。

5、结论

本文研究了预留土台在基坑工程中的应用情况,并提出几种加固方法。首先分析了土台加固根据现场周边环境,确定方案,并分析不同加固方案在工程中的应用特点;然后研究预留土台加固的应用情况,分析支护桩桩长、周边环境、预留土台几何形状以及预留土台是否加固等影响因素作用，并以某工程实例为依托,对预留土台加固技术在基坑工程中的应用情况进行验证。主要的研究成果包括以下几个方面:

（1）钢板桩支撑加固,具有施工速度快、施工费用低，具有很好的防水功能等优点，适用于开挖深度不大，地下水位不高的深基坑支护中;

（2）土台底部堆压袋装砂石，此方法施工方便，能有效抵挡土方的侧压力，防止土台发生位移，但砂袋用量多、占地面积大；

（3）对预留土台进行注浆加固，注浆加固可以起到防渗、堵水、固结、降低地表下沉、提升地基承载力、回填与加固地基的作用;

（4）混凝土试块反压,施工方便，试块自重大，能很好的抵挡土台侧压力，防止土台发生位移。同时占地面积小，不影响其他工作面施工。

参考文献

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