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止水帷幕施工总结
一、工程概况
1、 场地情况
“湾畔花园”项目位于市南山区白石洲，整个用地沿深南大道呈带状，地势较平坦。场地南面距深南大道约30米，北邻祥祺苑小区（天然地基），最近处相距11米。场地周边地下管线众多（煤气、电力、给水等），其南、西、北三侧均有排洪箱涵，是沙河片区的唯一排洪口。
2、 地质条件
场地内自上而下的地层依次为：人工填土层、埋藏植物层、砾砂层、圆砾层、第四纪残积层、基岩。其中砾砂层较厚（2.4～8.8m），渗透系数K＝80m/d，透水性很强；残积层则可视作相对不透水层（K＝2.0 m/d）。
地下稳定水位埋深1.1～2.7m，砂砾层中水量充沛，属潜水类型；另在基岩中还含有一定量的裂隙水，混合稳定地下水位埋深在1.1~2.7M，标高0.4~3.4M。
二、设计方案
本工程基坑呈窄长型，纵向长度约325m，平均宽度约45m，长短边比例为7.22。基坑底部座落在富含地下水的深厚砂砾层，深度8.15m，属深基坑。
考虑到基坑降水措施有可能会对周边邻近的建筑物和地下管线造成不均匀沉降，从而导致开裂，所以本工程采用了截水方案。
整个基坑工程包括三部分：搅拌桩止水帷幕、土方开挖外运、土钉墙支护及预应力锚索。（见附图一）
附图一：基坑支护工程典型剖面图
1） 止水帷幕：
采用单排水泥搅拌桩：搅拌桩直径550mm，间距350mm，平均桩长16米，进入残积土层不少于1.5m。桩身水泥用量≮60kg/m，水泥浆的水灰比为0.45～0.50。
由于“深圳湾畔花园”原定的结构基础型式为冲钻孔桩，后来公司从工期和造价的角度出发，决定改为人工挖孔桩。因此，搅拌桩帷幕的止水效果好坏将直接影响到挖孔桩的施工。为了尽量降低挖孔桩降水对祥祺苑小区的影响，基坑北侧的搅拌桩从自然地面7米以下改为双排，以增强止水效果。
受场地东北角原“天河大厦”的人工挖孔桩以及以前回填土中障碍物的影响，经设计单位同意，东北角约50米的搅拌桩止水帷幕改为旋喷桩止水。旋喷桩直径1m，桩心间距0.8m，长度为16m。采用预成孔的三重管高压喷射注浆法施工，注纯水泥浆（水灰比1.0），水泥用量≮350kg/m。
2） 基坑支护：采用局部放坡与喷锚结合的型式
南侧：5排钢管土钉，上部3米放坡1：0.8，下部直立；
北侧：直立边坡。西段设5排土钉，第一排土钉与预应力锚索间隔设置，上部3米高未设土钉支护（箱涵影响）；东段设7排土钉，第二排土钉与预应力锚索间隔设置。
a) 钢管土钉水平间距1.3m，竖向间距1.2m，长度分9m、10 m、12m三种；注浆材料采用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆；
b) 预应力锚索开孔直径φ130，水平间距2.6m，竖向间距1.2m，长度18m，单根锚索设计张拉力260kN，锁定值为设计张拉力的0.75倍；采用纯水泥浆二次注浆：一次注浆的水灰比为0.45～0.50，二次注浆的水灰比为0.50～0.60；
c) 锚索采用2X7F 5钢绞线制作而成，强度1860MPa；
d) 100mm厚C20喷射混凝土（水泥：砂：细石＝1：2：2.5），配筋F6@150双向；
3） 钢管土钉：
a) 采用F 48δ3.25钢管制作；
b) 注浆材料采用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆；
c) 施工采用击入法。
4） 挂网喷砼：
a) 配合比为：水泥：中砂：5~10细石=1：2：2.5，强度C20；
b) 网筋为F 6.5钢筋，1：0.8坡面网筋间距300X300，直立坡面钢筋网距200X200；
c) 1：0.8坡面喷射砼厚50mm,直立坡面喷射砼厚100mm。
5） 设计变更：
a) 西侧地下室外墙SA段外移1.6M，止水帷幕增加SSˊ段，共计增加搅拌桩5根，施工工艺同原设计；QR段已紧贴原有排水渠涵，设计变更为直坡支护，并增加一排钢管微型桩（28根）；
b) 因受南北向横穿的地下管线阻挡，NQ-89号水泥搅拌桩未能施工，基坑开挖3M后，基坑内侧在NQ-89桩位处，施工5根F 300微型桩，桩间距300mm，桩长13M，用以封闭帷幕；
c) JK段中部场区原有人工挖孔桩伸入帷幕桩范围，施工该处帷幕桩时采用绕开施工；
d) IJ段在距I点约4M范围内存在3条人工挖孔桩，搅拌桩无法施工，该段采用5根三重管旋喷桩代替。

三、施工概况
1、进度情况：
“深圳湾畔花园”基坑工程于2000年12月12日正式开工，到2001年1月16日搅拌桩施工基本完成，到2001年3月20日（1.24～1.30为春节放假期间）完成了除坡道外的全部基坑支护及土方外运工程。总体来说，基坑工程按期完成，施工进度满足项目发展计划的要求。
在这3个月期间，共计约完成搅拌桩 3250 根、旋喷桩 47 根、微型桩 252 根、土方挖运 11万 m3、预应力锚索 200 根、钢管土钉 19540 米、喷射混凝土面层 5330 m2。根据现场情况，搅拌桩的施工进度为每天完成108根（10台钻机），土方挖运每天完成约2000 m3（扣除春节停工）。
2、质量控制
1）搅拌桩施工
a. 测量放线的复核
对地下室外墙轮廓线、帷幕中心线进行了反复核查，确定无误后才开始搅拌桩施工。为避免搅拌桩垂直度偏差过大而影响到地下室承台及外墙施工，在实际放线时，将帷幕中心线外移了10～20cm。
b. 对搅拌桩入土深度的控制
要求施工单位在钻到设计深度时，必须通知监理工程师检查钻杆的钻入深度，方可提升钻杆。监理工程师参考钻机电流的变化来判断所到达土层的状况。
c. 现场抽查搅拌桩的定位以及钻杆垂直度，复核桩间距；
d. 在搅拌桩定位时注意观察钻头，并经常抽测钻头的叶片长度，以保证桩径的尺寸。
e. 注浆质量的控制
Ø 首先严格检查水泥的品种、出厂日期，进场验证并取样送检；
Ø 在施工过程中，用比重计抽查水泥浆的比重（水灰比0.5的浆液比重约为1.85）；
Ø 不仅抽查单根搅拌桩的水泥用量，还对施工单位水泥的进场记录进行抽查，并与每天施工的搅拌桩数量进行对比。
f. 桩体检测

当搅拌桩体水泥到达龄期后，对8根搅拌桩进行了抽芯取样，检测桩体的完好性。抽
取的芯样表明：桩身水泥土搅拌均匀，胶结质量较好，说明水泥浆的质量控制得较好；搅拌桩深度也满足设计要求，已进入残积土层。（见附图二）
附图二：搅拌桩桩身水泥土芯样
基坑开挖后，对搅拌桩直径进行了抽检，基本都符合设计要求。
2）旋喷桩施工
a. 定位、垂直度及注浆质量的控制与搅拌桩施工基本相同；
b. 入土深度：因采用预成孔工艺，所以不仅要检查成孔时的钻杆入土深度，还要检查 旋喷注浆管的入土深度。
c. 抽查旋喷时的水压、气压及浆压，并以此间接检查桩身直径及水泥用量；
d. 在喷浆时，必须观察到孔口返浆呈青色（水泥色）后，方可开始提杆，并且按设计要求控制提杆速度；
3）基坑支护施工
a. 认真检查原材料（水泥、钢筋、钢管、钢绞线等）的品种、型号、规格，查验出厂 合格证及检验报告，并取样送检。
b. 严格控制土方开挖的分层分段：水平长度不超过20m，分层厚度1.2m。完成锚杆张 拉、土钉及喷射砼面层施工后，方可继续下一层土方的开挖。
c. 抽查钢管土钉的长度、倒刺的焊接质量及间距、锚索的总长度及锚固段长度等（可在加工场或放置前检查）；
d. 抽查钢管土钉和预应力锚索放线定位的间距；

e. 对注浆质量的控制
主要检查水泥浆液的浓度、两次注浆的压力及孔口溢浆情况，并控制两次注浆的时间间隔。
f. 对预应力锚索的张拉进行全过程旁站监督；
Ø 锚杆张拉前应对张拉设备进行标定，并提供标定报告；
Ø 严格控制张拉的过程，按规范的要求分级加载；
g. 检测
根据规范要求，对5％的预应力锚索、1％的钢管土钉进行了验收试验。试验结果表明，锚索和土钉的承载力均满足设计要求。另外，喷射混凝土面层平整度好，厚度也达到设计要求，整体感观较好。
附图三：基坑支护工程外观
3、机械使用情况
机 械 名 称
数 量
机 型
工作效率
备 注
搅拌桩钻机
10
PH-5型（武汉）
PH－5A型（武汉）
GPP－5B型（上海）
15～16根/天
（16 m / 根）
每天工作15小时
锚索钻机
（用于锚索成孔）
1
MG-50A型
5～6根 / 天
专用锚索成孔机
1
MG-50型，
6
XY-100型
3～5根 / 天
由百米工程钻机改进而成
凿孔机
（用于土钉开孔）
2
7655型气腿式凿岩机
40个 / 天
用于穿透搅拌桩止水帷幕
2
改装风钻
冲击器
4
自制
30根 / 天
（9 m / 根）
用于击入钢管土钉
注浆泵
6
BW-150型
注浆压力
4～6MPa
用于钢管土钉及锚索注浆
喷锚机
2
康达牌PZ-2A型
200 m2 /天
用于喷射混凝土施工
2
PZ-5B，
100 m2 /天
旋喷桩钻机
2
BSM-50型（单管）
8～9根/ 天
（8 m / 根）
可贴近侧壁20cm，用于修补基底以下的搅拌桩开岔。
1
GP76-Ⅱ型（三重管）
4根/天
（16 m / 根）
施工摆喷桩时，安装两个限位器即可

四、监理组织架构

公司领导

总监理工程师兼安全主任：张云才
1． 负责监理部的全面管理工作。
2． 主持召开每周的工程监理例会及内部工作例会。
3． 领导监理人员落实完成工程的质量、进度目标。
4． 安排监理人员的工作并督促、检查、落实。
5． 及时完成公司领导及业主交办的工作。

电气监理工程师：肖育龙
1. 负责电气工程的进度、质量、安全文明施工的管理。
2.
3. 及时完成日常监理工作的ISO9000质量记录的填写。
4. 及时完成领导交办的 其他工作

土建监理工程师：胡国祥
1. 负责土建工程的进度、质量、安全文明施工的管理；
2. 负责粮单和现场签证的初审工作；
3. 负责现场施工材料管理工作；
4. 负责晴雨表的填写；
5. 负责工程安全监理月报的填报；
6. 及时完成日常监理工作的ISO9000质量记录的填写；
7. 及时完成领导交办的其他工作。
助理经理、土建工程师：熊辉
1. 负责土建工程的进度、质量、安全文明施工的管理；
2. 负责粮单和现场签证的初审工作；
3. 负责现场施工材料管理工作；
4. 负责监理部的内业管理工作；
5. 负责每月工程进度照的编排、整理、上墙工作；
6. 及时完成日常监理工作的ISO9000质量记录的填写；
7. 及时完成领导交办的其他工作。

监理工程师代表：吴庆全
1. 负责检查各分部分项工程的质量，对重要工序进行旁站监督；
2. 检查各分部分项工程的进度，记录主要施工部位的劳动力、材料、机具的调配情况；
3. 对发出的整改要求，督促承建商完成落实；
4. 在专业监理工程师的指导下进行监理工作。

五、存在的问题及处理措施

1、搅拌桩开岔
在基坑土方开挖到4m的深度时，搅拌桩开始出现开岔现象。直至开挖到设计深度时，基坑北侧搅拌桩出现10余处开岔，南侧搅拌桩的开岔部位多达30余处，尤其是西南角甚至出现了格栅状的开岔
附图四：搅拌桩开岔、涌砂
（见附图四）。开岔部位大多漏水严重，并伴有涌砂现象。
另外，由于在基坑开挖过程中搅拌桩漏水，导致基坑周边的水位降幅超过1.5m，因此通过回灌井一直在进行地下水回灌。根据对基坑周边建筑物的沉降观测，没有发生不均匀沉降，最大沉降为0.91mm。
l 原因分析：
1） 垂直度偏差
附图五：搅拌桩偏位导致桩径或大或小
搅拌桩施工时，钻杆一侧土体较硬（砂层的强度较高），另一侧土体较软（已施工的搅拌桩尚未初凝），使钻杆容易发生偏位。从开挖后暴露的情况来看，开岔处的搅拌桩有明显的偏斜痕迹。有的部位开岔达50cm，而相邻的一根搅拌桩直径却达70cm，说明搅拌桩出现严重偏位，两根搅拌桩直接搅到了一起（见附图五）。
2） 定位偏差
在搅拌桩钻机就位时，实际的钻进位置与定位放线之间有偏差，造成部分 搅拌桩监间距过大，没有搭接上。由于搅拌桩施工时，其其附近的定位标志均被破坏，需要借助较远的的搅拌桩定位（见附图六），使定位误差被放大。
附图六：搅拌桩定位示意图
3） 接头部位未处理好
附图七：搅拌桩接头示意图
场地内障碍物较多，搅拌桩施工出现多处接头，搭接效果不理想（见附图七），成为止水的薄弱环节。另外，施工的不连续也会使接头处的搅拌桩在重新定位时，容易产生偏差；
l 采取的封堵措施：
1） 第一步：
一发现漏水点，立即用装有速凝剂、水泥的编织袋进行封堵，防止涌砂，同时插入细PVC管将水流引出，再用掺入速凝剂的水泥将缝隙填死（见附图八）。导水管在喷射砼面层完成后24h注浆封闭。
对于较小的漏水点，可一步到位用装速凝水泥的编织袋将水和涌砂全部堵住。
附图八：搅拌桩漏水封堵
2） 第二步：
打入2m长的竖向超前钢管土钉（见附图八），钢管下部对开5排F8小孔@200mm，用水灰比为0.5的纯水泥浆（掺入速凝剂）进行压力注浆，注浆压力0.2～0.4MPa。
3） 第三步：
对于直立边坡（基坑北面边坡），可以采用地质钻机从搅拌桩背面钻孔（深度8m），再插入钢花管进行注浆，将漏水点以下的开岔提前封堵好。在注浆时，应将注浆管插到钢管底部，不宜直接从钢管顶部注浆，否则容易造成钢管底部四周浆液扩散不开。如果遇到开岔较大，除了埋钢花管注浆外，还需在钢管两侧各钻一孔到漏水处，再直接插入PVC管到孔底注浆。
值得注意的是，如果在钻孔过程中发现钻杆突然下沉，则可以判断该处因涌砂而存在空洞。此时应立即提起钻杆停止钻孔，向钻孔内注入细砂直至填平钻孔，再在原位重新钻孔。
对于基坑南面边坡，由于上部3m高为斜坡，无法架设钻孔机，一般采用上述第二步的措施，随基坑的土方开挖逐层封堵。
4） 基底以下的的开岔性漏水
在漏水点处（靠基坑内侧），紧贴基坑壁增加一根F600mm的旋喷桩进行堵漏，采用单管旋喷，桩长为8.0m（与搅拌桩深度相同），水泥浆液水灰比（1～1.5）∶1，喷浆压力16MPa。
l 处理结果：
采用上述封堵措施后，基底以上的搅拌桩开岔漏水已全部及时地封堵住了，效果较好。对于基底以下搅拌桩的潜在开岔漏水点，还没有有效的措施可以进行封堵，而从目前人工挖孔桩开挖情况来看，地下水仍非常丰富而且源源不断，说明基底以下还是存在开岔漏水点。
2、基坑坡顶位移偏大
当基坑开挖深度约5m时，基坑北侧中部坡顶的累计最大位移达21.7mm；当开挖到设计深度时，累计最大位移发展到35.6mm，已超过警戒值。（见附图九）
在基坑开挖过程中，基坑北侧坡顶出现较多的裂缝，每次开裂后都及时用水泥砂浆封堵，但裂缝仍不断重新出现、发展。局部裂缝最宽时曾达到5mm（见附图十）。
附图九：基坑北侧最大水平位移的发展趋势图 附图十：基坑北侧坡顶裂缝
l 原因分析：
1） 基坑北侧西段离新建箱涵太近（2～5m），侧壁上部3米高范围无法设置土钉（见附图十），虽然在搅拌桩内加设了双钢管（微型桩），但由于悬臂段太长，再加上箱涵侧壁的回填土质量不高，所以容易产生较大的水平位移。但经过观测，箱涵本身并没有发生较大的水平位移；
2） 基坑北侧第二、三层土方开挖时，存在超挖现象，尤其是在预应力锚索未张拉的情况下就开挖了下层土方。由于土方开挖多在夜间以便于运土，因此开挖面没有能够及时进行支护，使边坡位移得以自由发展；
3） 在击入钢管土钉施工时，冲击器产生的机械振动会使基坑坡顶位移有较大增长；
4） 在施工基坑北侧东半段的搅拌桩时，为探明原废弃挖孔桩的位置，曾开挖一条约2.5～4m深、1.5～2 m宽的沟槽，在回填时没有压实，使得土体自稳能力差，易产生侧向位移，同时因自重固结而产生沉降。
l 采取的措施：
1） 为此召开了两次专题会议，邀请有关专家到现场进行了论证；
2） 加强观测：加大观测的频度，并在箱涵上增加观测点，选取变形较大的观测点绘制变形增长曲线，动态监控；
3） 及时将坡顶的裂缝进行封闭，以免地表水渗入边坡：先将裂缝凿开呈“V”型，再灌入沥青；
4） 实行土方开挖令制度，土方开挖必须得到监理工程师的确认方可进行，从而严格控制土方开挖的范围和深度。同时，夜间土方开挖时在开挖面留少许土体待白天开挖，以便于支护可以及时跟进；
5） 在变形较大的部位，将基坑最底下的一排的钢管土钉间距从1.3m加密为1.0m，土钉长度由9m改为12m。
6） 在箱涵侧壁的回填土内打入3m长的钢花管注浆，加固回填土。
l 处理结果：
到目前为止，基坑已开挖至设计深度，坡顶变形已逐渐收敛，稳定在35.6mm（见附图九）。基坑的安全性也得到了设计单位和有关专家的认可。
六、措施及监控
本工程监控主要包括四方面，一是坡顶的位移沉降；二是周边建筑的沉降观测；三是邻近道路的位移沉降观测；四是坑外地下水位观测。
1）位移沉降观测：基坑开挖前对所有测点平行测量3次，取平均值作为初值；基坑开挖后，开挖侧位移沉降观测点在开挖后两小时内观测一次，一天观测两次，非开挖侧每隔1~3天观测一次，若位移沉降值有发展趋势则加密观测次数；位移沉降的中止时间为基坑回填至一半深度时；周边建筑的沉降观测每3天一次；
2）地下水位观测为每天1~2次，当地下水位降幅大于1.5M时，往观测井中回灌。

七、经验及教训
1、 水泥搅拌桩施工
1） 减小搅拌桩钻机定位误差
在搅拌桩钻机的两侧都吊线锤进行定位，通过两侧搅拌桩位置的校核，从而尽可能的降低定位误差。（见附图十一） 附

图十一：改进后的搅拌桩钻机定位方法
2） 垂直度控制
在搅拌桩钻机的钻杆入土以前，钻杆垂直度通过机架上的线锤可以得到较好的控制。当钻到坚硬土层或土层软硬不均匀时，由于钻杆细长（长度17米），如果此时钻进速度过快，钻杆会因其顶端压力过大而产生弯曲，从而使钻头偏向，导致相邻搅拌桩搭接不足而产生开岔。
由于搅拌桩实际上是在地下作业，无法直观地进行检查、调整，施工精度较低，因此，搅拌桩的垂直度控制很大程度上依赖钻机机长的施工经验和责任心：当遇到有较硬土层时，应及时减档，减缓钻杆的钻进速度，避免钻杆因过大的轴压力作用而产生变形。
因此，在搅拌桩施工前必须检查钻机机长的上岗证，并做好详细的技术交底。同时在施工第一根搅拌桩时，应全过程跟踪，观察钻机档位及电流的变化（不同的机型，档位也不同），以此作为施工中的抽查依据。

3） 搅拌桩接头处理
当搅拌桩施工出现断点时，建议采用右图所示的接头处理方法，可以比较有效防止接头部位的漏水。但这种方法需要增加2根搅拌桩，对工程造价有所增加；
附图十二：改进后的搅拌桩接头
4） 搅拌桩的止水效果
由于止水帷幕对搭接接头的质量要求较高，而这一点对搅拌桩的定位、垂直度及直径有较高的要求。受搅拌桩施工工艺的限制，搅拌桩的施工精度低，又属隐蔽性作业，施工质量不易控制。因此，水泥搅拌桩（尤其是单排）用作止水帷幕的风险较大，止水效果不好。
鉴于于水泥搅拌桩止水帷幕的造价远远低于其它的帷幕类型，再加上及时有效的堵漏措施，水泥搅拌桩用作基底以上的止水是完全可以达到预期效果的。但用于基底以下部分的止水，效果比较差，对人工挖孔桩的施工造成很大的困难。
从旋喷桩的施工工艺来讲，在钻杆预成孔时基本不会受相邻桩的影响，所以其垂直度比较容易控制。根据现场施工的实际情况，基坑开挖后东北角止水帷幕未发现漏水情况。
一般情况下，单排搅拌桩应与冲钻孔桩结合使用，效果比较理想，可以降低止水帷幕的造价。对于人工挖孔桩，建议在基底以下应采用双排搅拌桩，更好的方法是采用组合型止水帷幕：基底以上为单排搅拌桩、基底以下为旋喷桩，因接头部位是薄弱环节，宜留在基底以上，以便采取封堵措施。
2、 支护施工
1） 土方超挖的控制
在施工中，严禁土方超挖是一再强调的事情，但施工单位总存在侥幸心理，只图施工方便，任意开挖，从而危及基坑边坡的安全。在这一点上，必须从开挖开始让施工单位引起高度重视，一旦超挖就要求其立即回填，并予以重罚，彻底断绝其侥幸心理。
2） 钢管土钉的止水
在击入钢管土钉时，由于止水帷幕被穿透，在钢管内及四周会有较多的水涌出。由于没有采用专用的止浆袋，部分钢管土钉在注浆后仍有水渗流出来。经过现场实践，将水玻璃溶液掺入水泥砂浆中拌和后也可以用作止浆袋，2～3小时后即可进行注浆，效果较好。
3）注浆试块及喷射砼试块的制作
由于基坑支护施工单位在以往的施工中很少制作试块，缺乏这方面的意识，所以在施工中就出现了以下问题：
a）试块制作不及时，没有做到每个台班至少一组试块；
b）试块数量不足：
对于预应力锚索注浆试块，必须至少保证两组：一组用于检测张拉时的锚固体强度；一组用于检测锚固体的最终强度。
c）试块制作不规范：
喷射砼试块制作应采用喷大板切割的方法，这样与实际施工情况比较接近。由于施工单位不具备切割加工的条件，又没有150mm的立方体无底试模，只有采用100mm的立方体试模，但在实际制作过程中施工单位在抹平时将试件拍实，完全改变状态，使得测出的试件强度远远高于设计强度，数据不真实。
由于规范未对纯水泥浆试块的制作进行具体要求，所以现场实际采用的是水泥砂浆试块的制作方法。
从以上问题来看，试块制作中存在的问题主要还是因为施工单位对试块制作不够重视、缺乏经验造成的。在今后的管理中，应加强这方面的技术交底和现场质量控制。