水泥攪拌樁重力式擋墻在基坑支護中的應用

【摘 要】通過介紹某高層綜合辦公樓深基坑工程水泥攪拌樁墻支護結構的工程實例，著重敘述了水泥攪拌樁的作用機理和水泥土重力式擋墻的設計計算要點，指出嚴謹的設計、嚴格的施工和嚴密的監(jiān)測是確保水泥攪拌樁重力式擋墻基坑工程成功的關鍵。

【關鍵詞】水泥攪拌樁；基坑；支護結構；監(jiān)測

1、引言

水泥攪拌樁擋墻是基坑支護工程中經常使用的一種圍護結構。它是以水泥為固化劑主劑，通過特制的攪拌機械就地將軟土和水泥強制攪拌，利用水泥和軟土之間的一系列物理、化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的連續(xù)墻體。攪拌樁擋土墻既能防止土體滑塌破壞，也能防止地下水大量滲出后引起周圍土體沉降。水泥土樁擋墻多應用于開挖深度不大于于6.0m，周邊環(huán)境較簡單且空間緊張的基坑支護中[1][2]。

2、工程實例

2.1工程概括

某綜合樓深基坑工程平面似“扇”形，基坑面積約5000m2，基坑南側和西側為繁華道路， 北側約8m為自行車市場，東側約10m為富迪車站購物廣場（2層磚混），擬建場地南側道路邊埋有自來水供水管道、天然氣管道及市政泄水管道，基坑開挖深度為6.0m。

2.2地質條件

場地巖土地層由上至下主要有雜填土層（厚0.4～0.7m）、粉質粘土夾粉土（3.4～5.5m）、淤泥質粘土層（4.5～9.1m）、粘土層（3.4～13m）等，土層粘聚力和內摩擦角依次為10KPa、14°，18KPa、8°，10KPa、5°，18KPa、11°。場區(qū)地下水為賦存于雜填土層中的上層滯水和下部砂層中的微承壓水，坑底有較厚的淤泥質粘土隔水層，則對基坑施工有影響的是上層滯水。

3、支護方案設計

根據該基坑地質情況及周圍環(huán)境狀況，本基坑支護形式采用坑頂放坡+水泥土攪拌樁墻的支護形式。

3.1水泥攪拌樁擋墻

根據土質條件和基坑開挖深度H先確定攪拌樁插入基坑底深度D，根據工程經驗，一般要求D/H≥1.1～1.2，且宜插到不透水層，以阻止地下水的滲流[3][4]。墻體寬度B一般可取B/H=0.8～1.0，且不宜小于0.6，本土程墻厚2.9m，，考慮采用了7排水泥攪拌樁，樁頂標高-2.5m，設計孔深11.5m，有效樁長9m，全程復攪，樁徑500mm，縱橫向樁間距400mm?？拥撞捎?排水泥攪拌樁進行被動區(qū)加固，樁頂標高-6.0m，設計孔深12m，有效樁長6m，全程復攪，樁徑500mm，縱橫方向樁間距400mm。水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥，噴灰量55±5Kg。平面布置見圖1，支護剖面見圖2?；悠卤诘纳蠈訙捎眉疁鲜鑼А?/p>

3.2坑頂放坡卸載

根據基坑周邊環(huán)境，合理利用周邊可用空間，從地面往下0～2.5米按1:1比例放坡卸載，并在攪拌樁頂設置寬2.9米寬平臺。坡面編鋼筋網噴砼，編網規(guī)格：面層鋼筋網為φ6.5@250×250鋼筋網；噴射混凝土采用32.5#普通硅酸鹽水泥、中粗砂、5～15mm瓜米石材料，混凝土強度等級為C20，砼厚80～100mm。

3.3穩(wěn)定性驗算

整體穩(wěn)定性最小安全系數Ko=1.199＞1.15，即整體穩(wěn)定性安全。

抗滑移安全系數Ks=1.25>l.2，即滿足抗滑移安全需要。

抗傾覆安全系數Kt=1.53>l.35，即滿足抗傾覆安全需要。

抗隆起安全系數Kp=2.96>l.8，即滿足抗隆起安全需要。

墻身壓、拉和剪應力均滿足水泥土墻強度要求。

4、支護施工

4.1施工流程

施工準備→測量放線→水泥攪拌樁施工→監(jiān)測點布置與監(jiān)測→四周排水溝及硬化路面施工→樁養(yǎng)護期滿→第1層土方開挖→第1層噴砼施工→砼壓頂板施工→第2層土方開挖→保留0.5m厚土保護層，進行承臺開挖施工→清底至設計基坑深度→施工完畢

4.2施工要點

①保證水泥土各種參數。水泥摻入比為15%，水灰比為0.45。外加劑：木質素磺酸鈣0.2%；三乙醇胺0.05%。水泥土28天無側限抗壓強度qu>0.8MPa。

②土方應均勻開挖，按施工圖紙嚴格確定表層土卸土厚度及范圍，同時在挖土過程中要對工程樁體加以保護防止施工機械對其產生破壞。

③在水泥土攪拌樁墻頂須設置鋼筋混凝土蓋板，配筋率滿足鋼筋混凝土構造要求。

④加強觀測和監(jiān)控，防止施工中可能出現的各種意外情況，發(fā)現問題及時會同有關單位采取措施解決。

5、基坑監(jiān)測

本工程為梯形深基坑，基坑監(jiān)測點取三邊及東北側建筑，并在施工過程中做好施工監(jiān)測。

5.1監(jiān)測項目

監(jiān)測項目主要有土體側向位移，基坑頂面沉降量和水平位移，臨近建筑物沉降，周邊地面沉降等。

5.2位移監(jiān)測

基準點須設置在變形區(qū)以外的穩(wěn)定地點，觀測點沿基坑周邊布置，采用經緯儀觀測角度，鋼尺測量距離的方法進行支護結構的頂部總位移監(jiān)測?；娱_挖過程中每天觀測一次，測定其垂直偏移量。

5.3沉降監(jiān)測

基準高程控制點必須設在非沉降影響區(qū)，并在沿基坑周邊每20m各布置一個沉降觀測點，形成一個高程控制觀測網，對周邊環(huán)境進行沉降監(jiān)測。采用水準儀按水準測量方法施測，用中絲讀數進行閉合觀測。土方開挖過程中，每天應對各測點進行1～2次的沉降觀測，觀測應在標志穩(wěn)定的情況下才能進行。

5.4裂縫監(jiān)測

施工過程應密切監(jiān)測場外地面是否出現裂縫，若發(fā)現裂縫，應嚴格監(jiān)測其發(fā)展變化，并及時用水泥漿封閉裂縫以防地面水滲入。

基坑變形觀測[5][6]，一是監(jiān)測地面下沉值，一是監(jiān)測水平位移值，現場監(jiān)控測量對噴錨網支護技術尤為重要，掌握邊坡的穩(wěn)定安全程度，提供準確數據信息，以便設計和施工方案做出相應調整，達到設計和施工最優(yōu)化，確保深基坑支護的穩(wěn)定可靠性。

本工程共觀測30余次，基坑三邊（東北、東南、西北）的最大水平位移分別為10mm、6mm、9mm，最大沉降分別為12m、8mm、11mm，建筑監(jiān)測最大沉降5mm，不均勻量為3mm，道路不均沉量5mm，基坑支護結構穩(wěn)定安全可靠，基坑未發(fā)生涌水和坑底隆起等現象，，說明該支護方案的設計及施工符合質量安全要求，滿足相關規(guī)范標準。

6、結語

采用水泥攪拌樁擋墻支護結構方案可以在地質條件和周圍環(huán)境較差的情況下達到預期目標，同時能建設單位減少投資并縮短工期。

在施土過程中各單位緊密合作并嚴格控制施土質量，土與水泥均勻攪拌，樁體筆直且連接緊密，墻體墻體無滲水與開裂，基坑無積水，因此保證了施土安全。

在整個施工中，必須對施工周圍的環(huán)境進行全面的監(jiān)控，包括對鄰近房屋、道路與地下管線的監(jiān)控。從而更好的為施工服務。

總之，在施工中要不斷優(yōu)化設計和施工工藝，采用信息化施工，加強對施工的監(jiān)控，對出現的問題及時采取有效的處理措施，確保施工安全。

參考文獻

[1]JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規(guī)程[S].

[2]DBJ/T 15-20-97，建筑基坑支護工程技術規(guī)程[S].

[3]黃強.建筑工程基坑支護技術規(guī)程應用手冊[M].北京:中國建材工業(yè)出版社1999.

[4]黃強.深基坑支護工程設計技術[M].北京:中國建材工業(yè)出版社1998.

[5]余志成，施文華.深基坑支護下程設計與施下[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社1997.

[6]江正榮.基坑工程.北京:機械工業(yè)出版社2004.