第 1 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257北京地区地基及地下工程施工新技术张士文(北京市城建技术开发中心信息部)[摘要]： 简要介绍北京地区近几年来在地基及地下工程施工中采用的灰土(渣土)桩复合地基、插筋补强护坡、水泥土护壁、深基坑护坡桩、“桩墙合一”、自支护逆作法、浅埋暗挖法等新技术、新工艺及其应用实例和所取得的社会经济效益。

[关键字]： [中图分类号]：TU94地基及地下工程施工的特点是:难度较大，工艺复杂，物耗较多，造价较高，工期较长。

可以说，传统的施工方法，问题较多，潜力很大，很值得研究改进。

这里介绍几种新的施工技术，仅供参考与应用。

1灰土(渣土)桩复合地基灰土(渣土)桩复合地基是处理杂填土地基的一种有效而经济的方法，特别适合于北京地区城镇危旧房改造工程中推广应用。

做法是:用钻孔机钻孔，填以灰土、渣土或粉煤灰等工业废渣，用夯实机随填随夯，直至成桩。

桩和桩间土共同工作，构成复合地基。

对多层建筑的条形基础，桩沿墙基布置。

对地下室的箱基、筏基，桩满堂布置。

1.1灰土桩复合地基由北京市住宅建设总公司研究应用的灰土桩复合地基要点为:(1)配置Φ300长螺旋钻孔机和由翻斗车改装的夯实机。

夯锤直经Φ260，重量320Kg ，落距1.5m 。

一般1台钻孔机配4台夯实机。

(2)钻孔后回填二八灰土。

填1锹灰土夯击2次。

孔底和桩顶要增加夯击次数。

孔底有少量积水时，灰土内要掺用干灰，灰量要加大。

(3)钻孔灰土桩对桩间土挤密效果不明显。

复合地基的承载力主要取决于灰土桩的质量。

第 2 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257 (4)灰土桩的质量，采用2种方法检查:检验干重度，要求达到16.6kN/m 3；进行轻便触探试验，要求每30cm 扦击数不少于140次。

(5)采用荷载试验或共振法测试灰土桩复合地基的承载力。

灰土桩复合地基是在恩济里住宅小区试验和应用的。

该场地填土层厚度 1.2～4.6m ，以下为新近沉积亚粘土，容许承载力为110kPa ，再下面为砂砾层。

天然地基方案以亚粘土为持力层，基底标高平均为-3.2m ，条基宽度1.5～2.0m 。

复合地基方案中的灰土桩直径Φ300、长5m ，沿基坑双排布施工技术1993.N 0.1置，桩距1m 。

条基标高-2m ，宽度0.7～1.2m 。

复合地基荷载试验结果为:原土承载力为100kPa ；单桩承载力为740kPa ；桩土复合地基承载力为273kPa ，比原土提高1.5倍以上。

设计取200kP a 。

两种基础方案见图1。

1990年第1期施工的4栋多层住宅约17000m 2，采用灰土复合地基，用灰土桩3700多根。

同天然地基对比的经济分析为:(1)降低造价7万元，减少土方1.2万m 3，减少砌砖量800m 3，缩短工期20d 。

(2)深埋天然地基直接费34.5元/m 2，复合地基为20元/m 2，每m 2建筑面积直接费降低14.5元。

(3)灰土桩单价130元/m 3，Φ300×5000桩造价32.67元/根，合每m 桩长9.53元。

1.2孔内强夯桩复合地基——DDC 工法(Downhole Dynamic Compact)北京市海淀长城建筑新技术研究所的成桩工艺特点是，在钻孔内用重锤强夯。

在强夯之下，桩身土十分密实，并有扩大，桩周土也有挤密。

一般含有砖头瓦砾的杂土均能粉化并密实。

这种成桩工艺有别于一般灰土桩，称之为孔内强夯桩。

第 3 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257 由于振动的影响，强夯法在城区不能应用。

用钻孔填土做灰土桩的办法，既解决了加固深度问题，又减轻了振动影响，工程费用也较低。

一度用过开挖后做碾压灰土板的方法，进而研究应用灰土墩子，解决了大挖大填问题，但系手工操作，效率较低，而灰土桩的钻孔、夯实都机械化。

这里介绍的孔内强夯桩又进了一步，加固效果显著提高，并为直接利用各类渣土创造条件。

渣土桩可大量消纳开挖的或积存的垃圾土、拆除旧房的房渣土，以及工业废渣。

特别适合于北京城区改造工程应用，并可深层加固。

80年代中期研究应用的强夯桩复合地基，采用长螺旋钻孔机，钻孔直径Φ400；采用乌卡斯钻机作夯实机，锤重2t 多，落距1m 。

施工时，填1锹土，夯击1次，随填随夯，直至成桩。

孔底和桩顶要加强夯实。

共有20多个工程，7万m 2采用强夯桩复合地基，打桩近2万根。

位于北京广安门外的天宁寺危旧房改造工程首次大面积应用强夯桩复合地基。

该工程为多层住宅，场地为5～7m 杂填土，并有人防工程分布。

有11栋住宅、55000m 2采用强夯灰土桩复合地基。

在2个月时间里，打灰土桩10240根。

钻孔直径Φ400，深5m 。

三七灰土夯实。

灰土桩实际直径Φ500～600，有少数扩大到Φ700～800。

桩间也有挤密。

经静载试验和共振法、标贯法试验，单桩容许承载力200～300kN ，桩间土为150kPa 左右，复合地基为350～400kPa ，比原土地耐力60～100kP a 提高数倍，满足了设计要求。

节省了大量水泥、钢材，节约投资150多万元，每m 2建筑面积造价降低30元以上，少挖土方3万m 3，并消纳外部渣土2万m 3。

经过实践，可以看出这种强夯桩复合地基具有以下功能和效益:(1)经过处理的地基，不均匀性和湿陷性可以得到改善或消除，地耐力提高到300kPa 左右，能满足一般建筑工程的需要。

建成的房屋沉降，只有几毫米。

可用于杂填土、软土、湿陷性黄土，加固深度大，适应范围广。

(2)不用钢筋、水泥等贵重建筑材料。

(3)可以消纳大量渣土、工业废渣、垃圾土等。

消纳量为钻孔体积的几倍。

积存的或开挖出的各类渣土，可以不加处理，就地入土。

一般生活垃圾经过固化，可少污染或不污染环境。

(4)在原地面上成桩，土方挖填运量大减，基础浅置，工期短、造价低，现场文明。

(5)采用常规机械施工，简单易行。

成桩时振动影响不大。

笔者建议，用灰土(渣土)桩处理后的复合地基，基础应浅置，满足冻结线要求即第 4 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257 可。

暖气管道可以直埋，省去暖气沟。

浅置与直埋，可使基础做得更加经济、合理。

2边坡支护技术 2.1插筋补强护坡这项由北京工业大学和北京市城乡建设总公司研究成功的技术，是以插筋锚体与土体相互作用形成复合土体的补强效应，可有效提高边坡土体结构强度和抗变形刚度，从而增强边坡的整体稳定性和承载能力。

所谓插筋锚体，是在边坡上用洛阳铲或机械方法成孔，直径Φ60，倾角0～20°，深度依护坡深度和锚体部位而定，一般为3～5m 。

锚体中距1m 左右。

成孔后，插锚筋、灌浆、并补浆，安装锚定板，并加力紧固。

坡面挂钢丝网，甩抹水泥土或混合砂浆(图2)。

插筋补强护坡技术具有以下特点:(1)在坡角为75°～90°时，开挖深度为4～10m 。

(2)适用于非饱和非软弱粘土和一般杂填土、非松散砂土。

遇有地下水时，可采取降水或排水措施。

(3)破坏特性为渐进性开裂变形过程，可保持一定整体性而无突发性崩塌，能满足临时性护坡安全度的要求。

(4)施工机具简单，操作方便，可随开挖分段流水作业，不占或少占作业面和缩短工期。

(5)耗用材料省，工程费用低。

据北拖1号楼3个护坡方案(大直径桩、钻孔灌注桩和插筋补强)的比较可知，插筋补强护坡单位面积造价50元左右，比放坡、护坡桩方法降低2/3左右，大量节约钢筋、水泥。

2.2水泥土护壁由北京市城市建设总公司研制的这项技术，是采用水泥土体积比1:4～6(水泥含量为干土重量的14 %～18%)的塑性水泥土，抗压强度5MPa 左右，直接甩抹在基坑壁上，第 5 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257 成为护壁。

水泥土护壁，同水泥砂浆相比，可节约水泥35%～60%；省去砂、石和钢丝网片或钢筋；工时减少25%～34%；土料可就地取用，因此可降低护壁费用。

1个2000m 2的基坑，约可节约1.5万元。

同时，施工简便，质量可靠。

这种护壁整体性好，较耐冲刷。

遇有撞击，只是局部受损，易于修补，不会发生水泥砂浆受网片牵动造成大片松动脱落的情况。

2.3深基坑护坡桩设计与计算的研究80年代以来，在深基坑开挖中普遍采用钢筋砼护坡桩，这种方法经济、实用，符合国情。

但是，护坡桩的设计没有规范可循，现行简化的设计方法与实际情况不符。

尤其是计算的土压力偏大，护坡桩钢筋实际应力很小，只有钢筋强度的1/5～1/10，浪费很大。

中国建筑科学研究院地基基础研究所和北京市建筑工程总公司，以及中建一局科研所近年分别开展了深基坑护坡桩设计与计算的研究。

他们采用科研与实际相结合的方法，边试验研究，边改进设计，取得了实用成果。

要点如下。

2.3.1关于土压力对于粘性土地基的深基坑开挖，由于桩和土体水平位移量不同，在桩土之间产生从地面向下延伸的裂缝，裂缝处土压力为零，因而土压力作用点下移，护坡桩弯矩减小(图3)。

还有，计算土压力时，土的粘结力影响较大，而一般将粘结力折算为一定摩擦角计算出的土压力偏大，应采用实际的粘结力。

2.3.2关于双排桩同样的桩数，将单排桩改为双排桩(图4)，由于整体刚度增大，其水平位移减小，第 6 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 《北京地区地基及地下工程施工新技术》 资料编号：W Z T U 94-7257 桩的内力也有减小。

双排桩与圈梁作为整体刚架结构的计算模式，与实际情况接近。

双排桩的受力规律与排距关系很大。

当排距过大时，其受力机理将由双排桩转变为拉结桩。

从经济角度考虑，双排桩的桩径取d=400～600mm ，排距取L=(1.5～3.0)d 为宜。

2.3.3关于护坡桩的配筋钢筋砼护坡桩的配筋，不应套用钢筋砼设计规范沿圆周均匀配筋，而改用与圆截面等效矩形截面设计，使所配钢筋集中在受拉一侧，以充分发挥受拉作用，而钢筋量可节省40%(图5)。

2.3.4关于锚杆当拉力达到一定值时，非锚固段出现压应力，锚固段拉应力减小，尾部应力接近于零，地层对锚杆承载能力起决定性作用。

妥善处理好倾角与地层关系，既可节约材料，又能满足使用要求。

锚杆的预加应力，取设计承载力的75%为宜。