为提高土地的综合利用率，建设工程不断向深基坑的趋势发展，支护方式选择及施工质量直接影响工程造价和基坑工程施工安全。止水帷幕截断渗透系数较大的粉土层，进入粘土、粉质粘土层，能显著减弱基坑内外的水力联系，减小降水引起的坑外地下水位下降和地面沉降。

利用水泥搅拌桩、高压旋喷桩组合式支护施工限制条件少、施工速度快的优势，同时具有良好的止水效果，能有效地降低工程造价，达到支护和止水的目的，进而保证基坑工程施工作业安全。

以工程实例进行分析，论述止水帷幕–重力坝组合式基坑支护方式在EPC项目基坑工程实施过程中的设计优化及其施工质量控制要点，分析基坑开挖过程中对周边环境的影响，对类似基坑开挖工程提供借鉴和参考。

1工程概况

本工程为某体育场馆，用地面积80757m ² ，总建筑面积64013.18m ² ，地下面积22371.1m ² ，地上面积41624.08m ² 。项目为覆土建筑，地下1层，地上6层，主体采用框架结构，大跨度部分采用型钢混凝土结构。本工程地下室底板厚度500mm，开挖深度2.7~4.6m，其中泳池底板厚度1000mm，位于地下室基坑中部，距地下室外墙12m，泳池坑中坑开挖深度3.65~4.90m。

2基坑支护设计与施工

2.1场地地质条件及基坑周围环境

2.1.1地质情况

本工程场地基坑开挖深度范围内土层主要有：① ₀ 碎石填土、① ₁ 杂填土、① ₂ 素填土、② ₀ 粉砂、② ₁ 粉质粘土夹粉土、② ₂ 粉砂夹粉质粘土和③ ₁ 淤泥质粉质粘土夹粉土。基坑底部土层主要为② ₁ 粉质粘土夹粉土和② ₂ 粉砂夹粉质粘土，局部为③ ₁ 淤泥质粉质粘土夹粉土。泳池开挖面在③ ₁ 淤泥质粉质粘土夹粉土地层。

2.1.2地下水位情况

（1）根据地勘报告，场内水位埋深0.80~3.30m，相应高程5.85~8.32m。北支江常水位高程约5.00m，场内地下水的水位略高于北支江水位。

（2）场区内存在两层承压水，呈连通状态，水量较丰富，承压水水位高程为5.75m，④ ₁ 粉细砂层内存在有承压水，因此承压水位于泳池基底下3m 左右。

2.1.3周边环境

工程位于东洲岛上，基坑北侧顶边线距离最近处约1m，基坑南侧顶边线距离最近处约27m。

2.2基坑支护方案设计及优化

2.2.1方案设计

基坑围护设计前在施工现场挖2个5m×5m× 2m的探坑进行试验，发现开挖深度1.5m左右存在流沙层，静置1h后，水位在地表以下1m左右，并且边坡滑坡塌陷严重，现场探坑试验如图1所示。

图1现场探坑试验

地下室大基坑及泳池基坑区域处于粉质粘土夹粉土、淤泥质粉质粘土夹粉土地层，根据现场试验情况，结合地勘报告和以往施工经验，拟定两个基坑围护 方案。

方案一。地下室大基坑采用8.5m长，2排双轴水泥土搅拌桩+1∶1放坡喷锚支护，泳池区域基坑采用7排高压旋喷桩重力坝+5m长高压旋喷桩封底加固；大基坑采用轻型井点降水，泳池区域设置减 压井。

方案二。地下室大基坑采用9m长，400mm× 170mm拉森Ⅳ钢板桩+1∶1放坡喷锚支护，泳池区域基坑采用5排高压旋喷桩重力坝+15?m长CSM搅拌桩隔断承压水层；大基坑采用轻型井点降水，泳池区域设置减压井。

2.2.2方案比对及优化

两个方案大基坑围护差异主要为选用止水帷幕方式，泳池区域基坑围护差异主要为承压水的处理，两个方案在功能上均能满足要求，两个方案优缺点对比情况见表1、表2。

表1地下室大基坑围护方案

表2泳池区域基坑围护方案

根据工程现状，综合考虑成本，材料、设备市场租赁情况，同时保证施工工期，决定采用方案一，并进行3处优化。

（1）取消泳池区域基坑范围内承压水井，保证泳池基坑高压旋喷封底质量。

（2）增加2个20m长、3.5m宽止水帷幕加强带作为大基坑出土口，防止在土方开挖阶段，渣土车及挖机施工破坏止水帷幕。

（3）大基坑南侧外围靠近民房段设置10口回灌井兼水位观测井，监测止水帷幕外水位下降情况，及时回灌地下水位，防止水位下降过快引起周围民房异常沉降。

2.3方案实施

2.3.1基坑支护、降水施工工艺流程

本工程基坑支护工程、降水井布置随桩基施工进度同步开展，待大基坑止水帷幕封闭完成后开始井点降水，具体施工流程如图2所示。

图2基坑支护、降水工程整体施工流程

2.3.2双轴水泥搅拌桩施工

（1）双轴水泥搅拌桩工艺及参数。大基坑止水帷幕采用两轴水泥土搅拌桩施工，有效桩长为8.5m，采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为15%， 采用四喷四搅施工工艺。

（2）桩基就位。用挖掘机沿基坑围护桩控制线开挖水泥搅拌桩排数+0.6m宽、2.5m深的沟槽，将桩机就位至沟槽上，移动前看清各方向。

（3）注浆搅拌及重复喷浆。启动搅拌机，搅拌机下沉到设计深度时，开启注浆机将配比合格的水泥浆压入土中，边注浆边旋转，同时提升搅拌机，持续搅拌注浆，严格控制下沉和提升速度，确保成桩均匀性，同步做好成桩原始记录。

（4）重复喷浆下沉。搅拌机提升到距桩顶标高0.500m时，再次下沉进行二次预搅，并二次提升注浆搅拌。若发生断桩，则向下钻进50cm再喷浆提升。

（5）清洗及移位。一根桩施工完成后，再移机施工下一根桩，桩与桩之间搭接200mm，重复上述步骤直至施工完成。

2.3.3高压旋喷桩施工

（1）泳池坑中坑区域采用7排高压旋喷桩重力坝+高压旋喷桩封底，重力坝桩长分别为17m、12m、10m，封底桩长5m，水泥掺入量为25%，采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥。

（2）采用二重管注浆法，注浆管分段提升，搭接长度不小于200mm。注浆体直径围护桩桩径不小于800mm，高压喷射注浆施工工艺流程如图3所示。

图3高压喷射注浆施工工艺流程

表3给出了主要施工参数。桩体强度必须符合国家标准的有关规定。

表3泳池坑中坑区域高压旋喷桩工艺参数

2.4施工顺序

地下室大基坑止水帷幕从临近民房南侧地下室中间位置、东南角及东北角分别沿大基坑止水帷幕边线长度方向同步施工。

泳池坑中坑区域先施工重力坝挡墙，然后从已施工完成的重力坝挡墙一侧开始，即可在高压旋喷桩封底施工。

2.5实施效果

地下室基坑土方开挖完成后，大基坑水泥搅拌桩止水效果良好，未出现渗水现象，泳池坑中坑区域重力坝无侧移，重力坝周围无裂纹，池壁及底板封底未出现渗漏现象，基坑北侧防洪堤及附近民房未出现异常沉降及开裂现象，满足基坑土方开挖、地下室结构施工需求，保证施工的安全可靠性。

3施工控制要点及处理措施

3.1质量控制要求

（1）施工前，在止水帷幕沟槽施工范围内间隔 50cm布置一根小木桩，按图纸要求布置孔位，并在沟槽边拉一根带刻度的测绳，便于桩机移位定孔复核。

（2）施工时，控制搅拌机钻杆的提升速度，保证设计桩长范围内土体均得到充分搅拌。

（3）每天至少做一组7.07cm×7.07cm×7.07cm试块，浆液试块强度试验取刚搅拌完成而尚未凝固的水泥土搅拌桩浆液制作试块，每台班抽检l根桩，每根桩不少于2个取样点，每个取样点制作3件试块。基坑开挖前对搅拌桩强度进行钻芯取样检测，取样数量不少于总桩数的1％且不少于3根，用来检测实际桩身强度，判定桩身是否满足设计及开挖要求。

（4）桩位偏差不大于50mm，桩与桩之间相互搭接长度不小于200mm，垂直度不大于0.5%。水泥浆配置好后，放置时间不得超过2h。

3.2?开挖注意事项

（1）土方开挖时，必须有专门的指挥人员，随时观察边坡的稳定情况，发现边坡出现裂缝、滑动等异常情况时，立即暂停该区域的挖土工作，及时将作业人员疏散至安全区域后再处理边坡异常情况。

（2）水泥土搅拌桩养护期不得少于28?d，无侧限抗压强度大于0.8?Mpa时方可开挖基坑。

（3）基坑开挖过程中，为防止土体变形量过大，充分利用土体时空效应规律，沿纵向按限定长度逐段开挖，在每个开挖段分层、分小段开挖，边坡随挖随喷，及时开展底板施工，尽可能减少基坑暴露时间。

3.3监测注意事项

3.3.1周边环境监测

（1）施工前仔细查阅工程地质报告，调查分析地下障碍物的分布情况，核查周边主要建筑物的确切位置、基础形式、结构形式及建筑年代，以便于针对性采取防范措施，减少施工对周边环境的影响，同时避免产生不必要的纠纷。

（2）施工前及时在周围建筑物、道路布置监测点，监测周边建筑物和道路沉降、倾斜、裂缝等是否存在异常情况，保障周边环境安全的同时对基坑围护及结构施工提供技术支撑。

（3）土方开挖及结构施工时，加强对围护结构的变形监测，加强周边变形情况巡视，每天最少2次，并做好记录，查看围护结构是否存在异常变形、边坡滑移现象，保证各工序施工的安全性。

3.3.2周边管线监测

在施工前，详细摸清基坑范围及周边市政管线的情况，掌握周边管线的详细埋设状况，防止施工破坏周围管网。

对本施工区域离管线较近部位采取防范措施，加强对施工区域及周边管线监测，防止因基坑开挖导致的土体变形对周边管线产生影响。在施工过程中，如监测位移过大则放慢施工速率，防止挤土隆起，如监测位移在规范范围内则正常施工。

3.3.3地下水位监测

（1）施工前，查勘周围区域历年来水文气象情况，摸清地下水位情况，便于制订合理的施工方案及组织施工。

（2）施工时，加强对地下水位监测，坑外沿路布置水位监测井，发现地下水位异常下降时回灌补充地下水，防止周边环境产生异常变化。

（3）做好日常水位监测记录，掌握地下水位情况，为施工提供便利条件。

4结束语

通过研究止水帷幕–重力坝组合式基坑支护方式在北支江水上运动中心项目基坑工程施工过程，从基坑支护工程在设计优化、施工过程及质量控制方面进行总结和分析，得出以下主要结论。

（1）本工程水泥搅拌桩止水帷幕+高压旋喷桩重力坝组合式基坑支护止水、挡土效果良好，说明止水帷幕+重力坝组合式支护方式在粉砂夹粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土地质条件下是可行的。

（2）施工前对周边环境、地质条件进行调查分 析，进行现场试验，实施过程中对基坑环境及基坑周边环境监测是很有必要的，对基坑支护方案选择及实施过程提供基础技术支撑，能够有效地保证周边环境及施工环境的安全性。

（3）EPC项目在方案设计、优化及施工过程中的管控灵活性较高，能够有效地降低工期、优化施工工艺，有效地降低施工成本。