工程概况
本工程位于郑州市航海路与京广路交叉口东北角，拟建项目包括2栋27层高层住宅、6层商业和2层地下车库，高层住宅采用剪力墙结构、筏板基础；商业和地下车库采用框架结构、独立基础。拟建工程周边环境如下：基坑东侧红线距离基础边线最近约6.7m，红线外7m为已建6F住宅；南侧为航海路，红线距离基础边线最近约7m；西侧为京广路，红线距离基础边线最近约9.5m；北侧为鞋城，有2F层商业建筑，红线距离基础边线最近约4m。基坑开挖深度为10m，基坑西侧、南侧和东侧侧壁安全等级为二级，北侧为一级，支护为临时性措施，支护结构使用时限为12个月。
工程地质情况
根据勘察资料，拟建场地地势平坦，地貌单元属于黄河二级阶地。与支护有关的地层情况描述如下：
第①-1层杂填土，杂色，稍湿，主要以建筑垃圾为主。层底埋深0.5~1.10m，层厚0.5~1.1m；
第①层粉土，黄褐色，稍湿，稍密，局部为粉质粘土。层底埋深1.9~3.00m，层厚1.0~2.3m；
第②层粉质粘土，褐黄色，可塑。层底埋深2.9~5.4m，层厚0.6~2.6m；
第③层粉土，黄褐色，稍湿，稍密-中密。层底埋深7.0~8.6m，层厚2.3~5.2m；
第④层粉质粘土，褐黄色，可塑-硬塑。层底埋深8.1~12.5m，层厚0.6~4.0m；
第⑤层粉砂，黄褐色，饱和，密实。层底埋深14.9~16.3m，层厚3.8~6.8m；
场地的工程地质条件及基坑支护设计参数如表1所示。
基坑支护方案
本基坑开挖深度为10m，开挖深度范围内无需考虑地下水的影响，但周边环境较为复杂，环境保护要求高，特别是北侧鞋城的商业建筑距离基坑很近；而且施工工期紧，要求赶在雨期之前完成支护和筏板浇筑。经综合考虑，北侧拟采用CFG后插钢筋笼灌注桩 锚索支护，锚索布置采用“两桩一锚”型式，其余三侧拟采用1:0.2放坡 土钉墙支护（图略）。基坑支护平面图如图1所示。
图1 基坑平面布置图
CFG后插钢筋笼灌注桩是利用钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆中心通道，以一定压力将混凝土压至桩孔中，混凝土灌注到设定标高后，再借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高，形成的钢筋混凝土灌注桩。该工艺适用于地下水位较高，且钻机可以钻进的地层，如填土，粉质粘土，粉细砂等，最适宜的桩长为20m内。本基坑2-2剖面支护型式如图2所示。
图2 2-2剖面
施工概述及变形观测
施工工艺及质量控制
本工程于2014年2月10日开始施工，至5月20日完成了对边坡的全部施工任务，其中北坡（即2-2剖面）施工工期为15d，平均每天施工12~15根。CFG后插钢筋笼灌注桩施工流程如图3所示。
图3 CFG后插钢筋笼灌注桩施工工序
本基坑工程中该工艺的质量控制要点如下：
（1）所用混凝土初凝时间不少于6h，水泥强度等级为P.O42.5，砂为中砂，石子为5~16mm的碎石，粉煤灰为II级粉煤灰。
（2）施工中严格控制钻进速度，刚接触地面时下钻要慢，钻进速度根据土层情况确定：第①-1层钻进速度为0.2~0.5m/min；第①~⑤层钻进速度为1.0~1.5m/min。
（3）混凝土灌注完成后应立即进行钢筋笼插入作业，起吊时必须夹紧，将钢筋笼垂直对中，插入速度控制在1.2~1.5m/min。
变形监测点布置
本基坑于2014年2月1日开始监测，共布置坡顶沉降观测点40个（2-2剖面为C1-C6）、坡顶位移观测点24个（2-2剖面为W1-W6）；深层水平位移观测点3个（S1-S3），临近建筑物沉降观测点7个（C7-C13）。2-2剖面相关监测点布置见图4所示。
图4 2-2剖面相关监测点
主要监测数据分析
各监测点的监测频率为开挖深度≤5m，1次/2d；5-10m，1次/d；底板浇筑时间：≤7d，2次/d；7-14d，1次/d；14-28d，1次/2d；＞28d，1次/3d。
支护结构坡顶沉降和位移曲线如图5和图6所示。从图中可以看出，各沉降观测点累计最大沉降量为26mm，最大变化速率为0.87mm/d，变化速率较快的时间段是基坑开挖和支护施工期，与实际工况相符，从5月中旬以后各沉降监测点基本趋于稳定。各位移观测点变化较大的为W4观测点，累计最大位移量为38mm；最大变化速率为1.16mm/d，发生于W4观测点（即基坑侧壁的中部）土方开挖的初期，经分析，为第一层土方开挖深度较大所致。
临近建筑物沉降和基坑深层水平位移曲线如图7和图8所示（C10观测点被施工破坏无数据）。从图中可以看出，周边建筑物累计最大沉降值为22.5mm，最大变化速率为1mm/d；同坡顶沉降变化趋势接近，变化较快的时候均出现在开挖初期，累计变化较大的位置均出现在基坑侧壁中部及其对应的位置。深层水平位移最大位移量为35mm，发生在基坑底部部位。
图7 临近建筑物沉降曲线 图8深层水平位移曲线
小结
（1）基坑周边环境较为复杂，结合实际情况选用CFG后插钢筋笼灌注桩，从监测数据可以看出各项结果均在规范和设计允许的范围内，说明此工艺在本基坑的应用较为成功。
（2）CFG后插钢筋笼灌注桩工艺因不需要泥浆护壁和排污，且施工振动小、噪音低，有利于施工环保。且该工艺在后插钢筋笼的振动下沉中起到了振捣混凝土的作用，提高了桩身混凝土的密实度和桩身与孔壁之间的侧摩阻力。
（3）该工艺成孔成桩速度是当前成孔速度较快的旋挖工艺的2~3倍，即节约了工期又减少了造价。
（4）该工艺钢筋笼的主筋不宜为直径为25以上的螺纹钢，主筋数量也不宜大于25根，否则下插阻力大，很难将钢筋笼振插至设计深度。
· End ·
作者 | 王建华
编辑 | 章焱
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