太原老旧城区某改扩建工程总建筑面积41 458m²，包括拆除部分建筑后新建11层贵宾楼、加固维修具有历史价值的东楼及新建会议中心，其中贵宾楼基础为灌注桩及桩承台基础，东楼原基础为条形基础，会议中心为钢结构。该工程位于老旧城区，周边建 (构) 筑物多，环境极其复杂，东侧、北侧邻近城市主干道，下有通信光缆，南侧紧邻20世纪50年代的市政排洪渠 (最近距离0.5m) ，该排洪渠年久失修，存在多处渗漏，且施工正值雨季，水流量大。整个工程施工场地极为狭小，成桩困难，地下水位于基础埋深以下0.5m左右，电梯基坑等部位需局部降水。

　　 对基坑工程支护止水、局部降水、基底成桩工艺等难题展开研究，总结复杂环境下老旧城区改造工程基坑施工新技术，主要包括基坑侧壁止水技术、基坑内局部降水技术及桩周边软弱地质孔壁加固技术等。

　　 基坑开挖深度10.5m，为保护南侧市政排洪渠，保证基坑安全，该侧采用型钢支护。土方开挖后发现排洪渠渗漏大量水，为此采用自主创新的“型钢桩间干拌砂浆重力埋压法”解决。该技术为依靠基坑型钢支护的快速堵漏技术，将渗漏部位的1个桩间单元土体修挖成凹形空腔，利用型钢翼缘和木板作为支点，向空腔内快速填入密实的干拌水泥砂浆填料。初期利用填料重力埋压作用形成的侧压力平衡渗漏水压以达到止水效果;中期为渗漏水不断渗透和干拌砂浆吸水硬化的过程;后期利用水泥砂浆密实度和吸水硬化形成的强度防止大量水渗透，进而形成持续的堵漏止水效果。逐跨操作即可完成基坑整体堵漏。

　　 将水泥和砂按1∶3或1∶4拌合均匀，装入编织袋。若采用人工填料，应将所有填料全部预先装入编织袋中，按顺序码垛至距操作点尽可能近的位置;若采用起重机配合填料，应将填料全部放入料斗内，料斗容量满足一次性全部填满整个空腔的要求，且料斗出料口与空腔上口匹配，保证快速连续出料。

　　 首先将用土回填的漏水部位挖开1个桩间，使水自由流出，同时清理桩间土和部分桩后土，使之形成凹形空腔。

　　 空腔对应漏水点 (面) 处应成锅底状，锅底一般深入型钢桩300mm以上。一方面使漏水点附近部位的填充厚度最大，另一方面利于干拌料填充前渗漏水迅速排出至事先准备的集水坑中。空腔下口标高至少应在漏水点以下500mm，上口标高至少应在漏水点以上1m。

　　 利用工字钢翼缘作为支点，在相邻翼缘间插入1块木挡板 (见图1) 。

　　 填充倒料时须保证填料一次性连续快速倒入且灌满到顶，是保证止水效果的关键。若采用人工倒料，须至少5名工人排队依次迅速倒料，保证迅速循环不间断;若采用起重机配合倒料，则应将出料口对准空腔上口，然后打开出料口，一次性连续均匀地快速填充整个空腔。

　　 倒料过程中应有专人负责，使用钢管等反复插捣，保证填料密实度，是决定堵漏成败的关键。填料密实度决定渗漏水的渗透速度，密实度差则在水泥砂浆硬化前形成渗透通道，在不断的渗流冲刷作用下通道越来越大，最后导致堵漏失败。填入的干拌砂浆不断吸收周边孔隙水，几小时后由于水泥的逐渐硬化而具备一定强度，进而具备一定抵抗水压的止水能力，随着时间的推移，止水能力不断提高。开始时地下水压力暂时被填充料侧压力平衡，但随着时间的推移，水沿填料孔隙渗透，由于填充较密，渗透速度较慢，渗透水不断渗透，在形成通道前，水泥硬化并形成一定强度和止水能力，可形成持续的止水效果。

　　 本方法主要适用于沟渠边局部渗漏水的快速封堵，即在基坑开挖后对侧壁进行快速止水。技术创新主要有: (1) 利用型钢翼缘和木挡板作为支点; (2) 采用干拌水泥砂浆作为填料，利用其吸水硬化的效果; (3) 利用填料重力埋压作用形成的侧压力平衡渗漏水压，以达到止水效果; (4) 利用水泥砂浆的密实度和吸水硬化形成的强度防止大量水渗透，进而形成持续的堵漏止水效果。

　　 本工程有5部施工电梯底标高位于地下水位线附近，且邻近排洪渠，土方开挖后很快有水渗出，采用明排时因受土质情况 (过滤困难) 及开挖后基坑尺寸的影响无法施工排水沟，且水泵无法排水。为此创新性地采用“带滤料的整体式临时集水装置”，以最合理、最简单的方式解决该难题。

　　 利用钢筋加工成内外2个圆柱型钢筋笼，在外钢筋笼内侧与内钢筋笼外侧分别设置1层铅丝网，钢筋笼底部采用木板封底，在2层铅丝网间填充滤料，内侧钢筋笼外设滤网进行过滤，如图2所示，其中钢筋笼高度可视具体情况调整。

　　 该装置将支撑骨架与滤料、滤网等集成整体，既可实现滤水与集水的双重功能，又便于直接整体吊放，具有创新性。可在多种环境下使用，且可重复利用，将该装置放入水位线下即可进行抽水、降水。

　　 针对突发情况，如雨水或基坑周边有水意外进入基坑，但现场不具备管井降水条件时，只能采用明排方式，采用带滤料的整体式临时集水装置可较好地解决问题，本项目中排洪渠个别渗漏点也采用该装置进行排水。

　　 集水明排做法中，地下水须集中汇集至集水坑才能方便利用抽水设备排出，所以集水坑的设置是集水和抽水的关键。集水坑一般采用砖砌，自身不具备滤水功能，所以在排水过程中因水中带有的泥砂损坏抽水设备，且泥砂淤积可使集水坑失去作用，但作为临时的排水设施，采取专门的滤水措施费时费力。采用带滤料的整体式临时集水装置可经济快速地解决上述问题，实现技术突破。

　　 本工程拆除原有4层砖混结构后建造高层建筑，由于地质条件较差，成桩难度大，钻孔过程中易出现渗漏浆、孔壁垮塌等现象，二次清孔时仍有大量泥土滑落，甚至出现塌孔，导致护筒周边地表下陷。为保证顺利成孔及成桩质量，选用P·O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆，对夹砂层、破碎层进行压浆加固。提前对桩基周边破碎地质进行钻孔压浆作业，使桩周软弱土固结，有效保证施工质量。注浆工艺流程如图3所示。

　　 考虑浆液扩散半径为1.2m，为保证待钻桩基周围不良地质层固结稳固，采用800桩，以桩基中心为圆心，按直径2.0m布置1圈4个注浆孔。竖向位置需穿过下部岩层破碎带50cm。

　　 注浆材料为现场加热水解PAM调制PHP泥浆，充分发挥PHP泥浆良好的絮凝作用及失水量小、不易分散、泥皮致密、护壁效果好等优点，从而有效保证成孔施工的安全、进度及质量。

　　 成孔用泥浆主要由膨润土 (黏土) 、水、纯碱、增黏剂组成。钻孔施工过程中根据钻孔方法和地质条件采用不同稠度泥浆悬浮钻渣进行护壁，因此开钻前须准备数量充足且性能优良的膨润土、黏土和增黏剂，以备成孔及清孔时造浆使用。现场制备流程为: (1) 初步估算泥浆池中水的体积，按配合比换算膨润土用量，外加剂用量均以膨润土用量为基准，按配合比例进行换算; (2) 拌制膨润土采用专用拌浆机拌制膨润土，2.5m³清水加500kg膨润土，搅拌均匀后通过泥浆泵抽入钢护筒; (3) 配制PHP或CMC溶液每桶 (容积175L) 清水配制1kg PHP或CMC，用木棍充分搅拌均匀后倒入泥浆池中，边倒边用5PNL型泵出水管冲击倒入处，使PHP或CMC溶液在整个泥浆池中均匀分布; (4) 配制纯碱溶液每桶 (容积175L) 清水配置5kg纯碱，用木棍充分搅拌均匀后倒入泥浆池中，边倒边用3PNL型泵出水管冲击倒入处，使纯碱溶液在整个泥浆池中均匀分布; (5) 调浆过程中首先需确保膨润土用量达到配合比要求，必要时可超10%的量进行投放。当调浆效果不理想时，可采用空压机辅助造浆法确保泥浆池内造浆材料充分搅拌。

　　 为保证桩基施工各阶段泥浆性能指标满足要求，对PHP泥浆的使用进行动态管理，定时检测，随时调整，以达到预期效果。钻孔过程中检测频率为:开钻施工期间1次/h;泥浆性能稳定后1次/4h，并根据地层变化情况增加检测频率。钻进过程中随时对泥浆指标进行测试，当指标偏离要求时，及时开启泥浆分离净化器净化泥浆，并加入泥浆制作材料进行调整，泥浆控制指标如表1所示。

　　 回收利用的泥浆需及时进行调整，性能指标不满足要求的泥浆需添加新拌制泥浆、增黏剂、分散剂等材料，使其达到使用性能指标要求。

　　 在桩基钻孔施工过程中随机抽取不同地质条件下的泥浆进行性能指标试验，发现其均满足规范要求。

　　 针对工程特殊的地质条件，通过提前对桩基周边孔壁进行钻孔压浆作业，使桩周边土固结，提高桩孔成孔质量及成桩质量。

　　 以太原老旧城区某改扩建工程为依托，针对老旧城区复杂地质条件及周边环境条件下基坑施工重难点，创新性地采用型钢桩间干拌砂浆重力埋压法、带滤料的整体式临时集水装置、桩周边孔壁加固技术等多项技术解决施工难题，工程实践证明施工效果良好。