某污水处理厂提标改造项目位于四川省自贡市，厂区内拟新建1座地埋式缺氧池，呈梯形，长63.8m，宽39.2m，深4.9m，面积1 960m²，钢筋混凝土结构。拟建场地内周边管线复杂，东侧为现厂区道路及绿化，且离厂区现有二沉池约8m，南侧垂直现厂区道路，西侧为厂区围墙，北侧为现厂区道路，距现有办公楼约12m，故新建池体基坑开挖需进行支护，基坑支护设计采用钢管桩注浆支护，嵌固端长度不小于0.8倍基坑开挖深度，垂直开挖后再对开挖面进行混凝土喷射，基坑平面布置如图1所示。

根据岩土工程详细勘察报告分析，场区内主要地层为第四系全新统人工填土层（Q₄^ml）、第四系全新统残坡积层（Q₄^el+dl）和侏罗系中统上沙溪庙组（J₂S）基岩。岩土土层及其物理力学指标如表1所示。

拟建场地所在范围内无明显地表水，区域内地表水主要分布在拟建场地东南侧某河河水，而场地平均标高高于现有河水面约7.0m，且临河侧修建有挡墙防护堤，故河水对厂区影响较小；根据钻探揭示，拟建场地内地下水由上层滞水和基岩裂隙水组成，由于接近地表和分布局限，黏性土层中的上层滞水季节性明显，一般多在雨季存在，旱季消失；场地下土层为侏罗系砂质泥岩，勘察期间测得地下水埋深3.1～8.7m；根据相似地区水位观测经验，该区域地下水常年水位变化幅度在1～2m。

钢管桩注浆支护采用2排梅花形布置，等效桩间距0.25m，钢管桩为φ127mm×8mmQ235无缝钢管，桩长12.0m，间距0.5m，采用地质钻机引孔，钻孔孔径150mm；桩顶300mm范围内设置C30混凝土冠梁，尺寸600mm×600mm，主筋16φ20、箍筋φ10@200，坑底设置截排水沟。

考虑在土方开挖过程中易发生坍塌，优化钢管桩支护设计，在桩间增设2排锚杆，以射角15°插入1根长12.0m的φ22带肋螺纹钢锚杆，孔径150mm，坡面横向，注浆管为φ20mm塑料管，注浆压力0.5MPa，当锚杆孔坍孔锚杆无法安装时采用φ32mm中空自进式锚杆，锚杆水平间距1.0m，竖向间距1.5m；锚杆施工完成后为增加钢管桩抗弯性能，再在锚杆末端增设1道型钢。基坑支护如图2所示。

待垂直开挖完成后进行喷射混凝土施工，喷锚面层中间设置1层钢筋网，采用挂网钢筋与桩体连接，挂网钢筋可与钢管桩焊接，间距1.5m×1.5m，网筋采用φ8HPB300钢筋，纵横布置间距0.2m；网筋设置φ14HPB300级加强筋，加强筋布置间距1.5m×1.5m，加强筋应与土钉焊接；喷射混凝土护桩采用机械喷射，混凝土强度等级为C20，喷锚面层厚10cm；每隔1.5m布置1个泄水孔，泄水孔上下错开布置，采用等直径PVC管，泄水孔外倾5%，孔径50mm，长度应穿过混凝土层并进入土层50mm；每隔15m设1道伸缩缝，缝宽2cm，中间用沥青麻丝填充，严禁设在凸出或凹进的地方。桩间挂网如图3所示。

根据基坑周边条件，要求基坑周边2.0m内严禁堆载；基坑周边荷载计算范围为2倍基坑开挖深度，安全等级为二级。地面荷载按均布15kPa，道路荷载按20kPa考虑，有建筑地段单层按15kPa考虑，作用宽度5m，距坑边距2m。计算参考JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》，采用增量法进行内力计算，支护结构安全等级为二级，基坑深度为4.9m，嵌固深度为7.1m，采用理正深基坑7.0PB1版软件计算程序进行验算，计算支护模型如图4所示。结合内力位移包络图和基坑周边地表沉降分析，其抗弯、锚杆、抗倾覆稳定性、嵌固段深度构造及嵌固段基坑内侧土反力均满足规范要求。

1）注浆钢管制作焊接按设计文件要求进行钢管加工，在钢管上用专业打孔设备打设φ8mm注浆孔，注浆孔呈螺旋布置，注浆孔沿桩轴线间距为300mm；钢管长度不足时，使用等强度钢管焊接接长。

2）平整场地根据桩所在位置，在长螺旋支腿处铺设枕木及钢板，保证钻机稳定及水平。

3）放线定位根据施工图纸采用全站仪对桩位进行定位放线，确定每根桩孔中心位置。

4）钻机就位待钻机移位至施工平台架设完成，测量人员对桩位进行二次复核后启动钻机进行成孔。

5）根据钻杆长度及平台实际标高计算钻孔深度，当达到设计深度后停止钻孔，提钻。

6）钢管下孔使用起重机将钢管吊入打好的孔内，吊装时钢管要匀速下放，沿引孔位置垂直击入地层。

7）制备水泥浆钢管桩注浆浆液为纯水泥浆，制备使用P·O 42.5矿渣硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1∶1，注浆压力不小于0.8MPa，注浆量240kg/m。

8）压浆管压浆管采用高压缠丝橡胶压浆管，压浆管抗压应大于3MPa；压浆接头应保持密闭，不漏浆，绑设牢固。

9）压浆采用压浆泵进行压浆，开始用清水或稀浆走孔，压浆结束时用浓浆封孔，控制压浆压力在0.8MPa左右；当出现压力急剧上升或压浆管剧烈抖动时，应立即停止压浆，并迅速打开回浆阀门，避免漏浆、爆管。根据现场地质情况，在已有注浆压力下，其浆液扩散有效范围为0.6～1.2m；压浆无法一次压满，待注浆口浆液下降后进行二次注浆，直至注浆至上口翻浆。

1）土方开挖利用小挖机挖除支护桩周边多余土体，为桩头清理及冠梁施工提供工作面。

2）桩头清理采用人工清理桩头处露出的水泥浆硬块及渣土，保证冠梁底平整，具备浇筑垫层条件。

3）垫层施工在桩间、冠梁区域及冠梁模板支设区域浇筑100mm厚C15混凝土垫层。

4）放线测量根据冠梁边线进行冠梁定位线放设。

5）钢筋绑扎根据施工图纸完成钢筋下料，在梁底均匀放置垫块后进行冠梁钢筋绑扎。

6）模板安装采用木模板和木方，并用φ14mm对拉螺杆进行加固，对拉螺杆间距不大于500mm。

7）浇筑混凝土采用汽车泵进行混凝土浇筑，同时留设同条件标养试块。

8）拆模养护混凝土强度达到1.2MPa后，在不破坏梁棱角条件下拆除冠梁模板并浇水养护14d。

1）测量放线由现场测量放线人员按设计要求放线，并经专人检查后做好施工记录。

2）锚杆成孔成孔过程中注意控制桩的垂直度、锚杆倾角，成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录。遇易坍塌地层，使用套管跟进方式，保证成孔质量。

3）锚杆孔口堵水锚杆孔成孔后，为防止地下水经孔口外溢影响施工，待套管取出后，在孔中插入1根2m长导流管，孔外预留50～60cm进行导流，同时采用速凝水泥对管四周进行封闭，待二次注浆完成3.5h后将导流管端部弯折并封闭孔口。

4）锚杆安置将制作好的杆体及二次注浆管缓慢放入锚杆孔内。

5）锚杆一次注浆水泥采用P·O42.5矿渣硅酸盐水泥，水灰比0.50，浆体加早强剂，清孔完后用高压泵进行第1次注浆，将注浆管插至孔底，以慢速连续速度注浆，直至孔口流出水泥浓浆为止。待杆体放入后立即将注浆管拔出。

6）二次高压注浆第1次注浆完成4～6h后，用速凝水泥将孔口封堵密实，进行二次高压注浆，注浆压力保持在1.0～2.0MPa，两次注浆水泥用量总和不得低于60kg/m。

7）锚杆锁定锚杆注浆完成且待其张拉完毕后立即固定。

1）清理边坡机械开挖后采用人工清理护壁面，使工作面平整，平整度在±10cm范围内。

2）钢筋钉制安按照图纸尺寸规格制作钢筋钉，并搭设操作架将钢筋钉打入土体。

3）钢筋网铺设在护壁面人工清理工作完成后即可铺设钢筋网，钢筋网保护层厚度不小于20mm。钢筋网横向、纵向均有加强筋，钢筋钉端部与加强筋焊接连接。

4）混凝土配料该施工工艺采用的是干喷法，混凝土干料采用人工现场搅拌，水泥与砂石质量比宜为1∶4.0～4.5。施工前应现场抽取混凝土原材料，并送实验室进行喷射混凝土配合比试验，现场根据试验结果进行原材料称重计量拌合，随拌随用，避免混凝土干料中水泥超过初凝时间，影响混凝土质量。

5）喷射混凝土该工程采用干喷混凝土设备，在施工前应对机械设备、水管路、输料管和电缆线路等进行全面检查及试运行，确保施工过程顺利。干喷混凝土设备要求水流在喷头前混合干料，水量以喷出面层平整光洁为宜。喷射混凝土的粗骨料最大粒径不宜大于8mm，水灰比宜为0.40～0.45。喷头与被喷面尽量垂直，距离保持在0.6～1.0m，喷射顺序应由下至上，分段进行。

喷射混凝土厚度一般为100mm，回弹率控制在15%范围内，回弹下落混凝土料及时清理利用。

基坑工程施工前，由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测，根据基坑实际情况调整优化现有监测方案，并提交专项监测方案进行基坑安全监测。

本基坑支护工程各个剖面基坑侧壁安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数r_o为1.0，故本基坑主要对基坑及邻近构筑物水平位移及沉降量进行监测。沿基坑坑顶周边布设沉降位移监测点，基坑周边建筑及道路共布设7个沉降监测点和7个位移监测点。施工阶段基坑支护监测标准：(1)墙顶水平位移监控累计值为50mm，变化速率5mm/d;(2)墙体竖向位移监控累计值25mm，变化速率4mm/d;(3)邻近建筑物位移监控累计值20mm，变化速率2mm/d;(4)邻近建筑物倾斜度监控累计值0.002mm，变化速率0.000 5mm/d（连续3d）。

经工程验证，施工期间各监测点数据正常，符合设计及规范标准，经优化的钢管桩基坑支护体系在降低安全风险的同时节约工期5d。