CSM工法樁在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

胡存澤

（福建省建發(fā)房地產(chǎn)有限公司）

1 工程概況

漳州建發(fā)·璽院項目地塊位于碧湖生態(tài)園區(qū)內(nèi)，本項目由2 棟39 層住宅樓、2 棟32-33 層住宅樓、1 棟25層住宅樓、1 棟12 層住宅樓、12 棟3 層住宅組成，現(xiàn)地面標(biāo)高6.4～6.90m(黃海)，整體為1 層地下室，局部地下2 層，一層范圍基坑開挖深度約3.77～5.57m，二層范圍基坑開挖深度約7.86～8.85m；基坑開挖面積約38229m2，基坑周長約1122m；基坑安全等級：二層地下室部分為Ⅰ級，重要性系數(shù)r0=1.1，其余部分為Ⅱ級，重要性系數(shù)r0=1.0。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報告，基坑開挖自上而下揭露土層特征如下：素填土、細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、中砂、圓礫、殘積粘性土及全風(fēng)化花崗巖，總體呈現(xiàn)“下硬上軟”的特征，基坑側(cè)壁分布素填土、細(xì)砂層，坑底地基土層主要為②-1 細(xì)砂層。

基坑開挖深度范圍內(nèi)地下水主要為①素填土潛水、②-1 細(xì)砂層，②-1 層滲透系數(shù)為3.30×10-3㎝/s，③-1中砂、③-2 圓礫層滲透系數(shù)為4.67×10-2㎝/s。具體見表1。

表1 巖土設(shè)計參數(shù)建議值

3 基坑支護(hù)方案

3.1 基坑工程特點

⑴本工程西側(cè)局部兩層地下室，緊鄰碧洲園安置房（基坑邊離紅線約5m，基礎(chǔ)形式為樁基），西側(cè)地質(zhì)情況依次為：雜填土，細(xì)沙10～17m，圓礫層15～17m，殘積粘性土3～5m，相對隔水層殘積粘性土深，其上各層土透水性強(qiáng)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、土體過大變形對碧洲園小區(qū)影響嚴(yán)重。

⑵基坑開挖深度范圍內(nèi)揭露的地層主要為素填土、細(xì)砂層，基坑需采取相應(yīng)支護(hù)措施后開挖。

⑶基坑開挖后，坑底揭露的地層主要為細(xì)砂層，下部存在具有承壓性質(zhì)的砂質(zhì)砂層（③-1、③-2），基坑在無止水措施情況下，一層基坑總涌水量約為3159m3/d，二層基坑總涌水量約為47525m3/d，涌水量較大，需設(shè)置止水帷幕并對坑內(nèi)井點進(jìn)行降水。一層地下室范圍止水帷幕建議伸入②-2 粉質(zhì)粘土或②-3 淤泥質(zhì)土層，二層地下室范圍止水帷幕建議伸入④殘積土黏性土層2m。

3.2 基坑支護(hù)形式比選

⑴采用半止水帷幕，降水過程中，碧洲園小區(qū)可能產(chǎn)生如下風(fēng)險：基礎(chǔ)下細(xì)沙層流失，地基沉陷；樁基負(fù)摩阻加大，樁基沉降增大；

⑵采用全止水帷幕，相對隔水層約在相對標(biāo)高34m，普通的三軸攪拌樁成樁質(zhì)量見圖1～圖3，三軸攪拌樁在進(jìn)入礫砂層后成樁質(zhì)量差，止水效果無法保證。本項目可選擇的支護(hù)方式有：

圖1 相對標(biāo)高0～3m

圖2 相對標(biāo)高3～15m

圖3 相對標(biāo)高15～36m

⑴全套管全回轉(zhuǎn)鉆孔咬合樁、銑槽機(jī)地下連續(xù)墻，根據(jù)地質(zhì)條件測算，地下連續(xù)墻支護(hù)每延米費用在8～10 萬；

⑵CSM 工法樁+預(yù)應(yīng)力錨索等，采用雙輪銑工藝，間隔插型鋼，根據(jù)地質(zhì)條件測算每延米造價在1.8～2萬，且施工較快。

根據(jù)工程勘察報告，結(jié)合經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性，經(jīng)專家論證通過，本工程采選用：CSM 工法樁+預(yù)應(yīng)力錨索/錨管作為二層地下室范圍的基坑支護(hù)形式。CSM 工法是一種創(chuàng)新性深層攪拌施工方法，結(jié)合液壓銑槽機(jī)和深層攪拌技術(shù)，對場地原位土體與水泥漿進(jìn)行攪拌，可用于止水帷幕、擋土墻、地基處理等，同時，該工法對地層的適應(yīng)性高，可以切削堅硬地層（卵礫石地層、巖層）。

4 CSM 工法樁施工

⑴本工程二層地下室范圍內(nèi)的基坑支護(hù)形式為850mm 墻厚的等厚型鋼混凝土水泥攪拌墻，攪拌墻內(nèi)插H 700×300×13×20 的型鋼，型鋼間距 1200mm，型鋼定長18m，CSM 工法水泥攪拌墻伸入殘積土黏性土層2m。等厚型攪拌墻平面布置示意圖見圖4。

圖4

⑵CSM 工法樁質(zhì)量控制要點：

①垂直度控制：對場地進(jìn)行加固處理（鋪設(shè)3cm 厚鋼板等）[1]，保證走機(jī)安全；CSM 工法樁機(jī)拼裝、移位后，需使用經(jīng)緯儀重新校正樁機(jī)立柱導(dǎo)向垂直度，運用銑削頭內(nèi)部的測斜儀，進(jìn)行過程控制，保證墻體的垂直度不大于1/300。

②平面定位、銑削深度控制：雙輪銑銑頭定位于墻體中心線和每幅標(biāo)線上，偏差允許值[-20mm，20mm]；銑削設(shè)備鉆桿上做明顯標(biāo)記，確保墻底達(dá)到設(shè)計深度，偏差允許值[-50mm，100mm]。

③銑削/ 提升速度、固化液：銑進(jìn)速度控制在0.5～1m/min；達(dá)到設(shè)計深度時，延續(xù)10s 左右，對墻體設(shè)計標(biāo)高2～3m 以上范圍重復(fù)提升一次，提升速度控制在1～2m/min 左右，以免形成真空負(fù)壓，孔壁坍塌；提升成墻攪拌時，固化液拌制采用P.O42.5 級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水膠比一般為1～1.2。

④設(shè)備移位：銑削式水泥土攪拌墻作業(yè)應(yīng)采用跳幅施工方式，且相鄰墻幅搭接長度取300mm[2]，如圖5 所示。CSM 工法止水帷幕施工至轉(zhuǎn)角部位時應(yīng)采用十字搭接形式，對已成型墻體充分切割，再次進(jìn)行成墻攪拌，確保冷接縫施工質(zhì)量，如圖6 所示。

圖5

圖6

⑤地下室主體施工完成且完成肥槽時，采用液壓千斤頂進(jìn)行拔除；型鋼拔除專項方案應(yīng)結(jié)合上部主體建筑平面定位，考慮上部外凸陽臺、線條對吊車的影響，避免型鋼無法拔除，造成經(jīng)濟(jì)損失。

5 工程實施效果

⑴工程進(jìn)度：漳州璽院二層地下室范圍采用CSM工法等厚水泥攪拌墻作為止水帷幕，此工法從機(jī)器進(jìn)場到撤場施工長度近300m，工期一個月左右，效率較高，成墻效果好。見圖7、圖8。

圖7

圖8

⑵基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)：漳州璽院CSM 圍護(hù)墻體的墻頂累計變形值均小于報警值，墻頂最大水平位移28mm，最大沉降位移13mm，墻身最大傾斜變形（見圖9）、坑外地下水位變化比較穩(wěn)定。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，采用CSM 圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水、擋土效果較好，能起到保護(hù)周邊環(huán)境、保證基坑結(jié)構(gòu)安全的作用。

圖9 深度- 累計位移（mm)