水泥土重力式圍護(hù)墻施工技術(shù)研究

張福龍 梁瀟文

（1陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 渭南 741000）

水泥土重力式圍護(hù)墻施工技術(shù)研究

張福龍1梁瀟文1

（1陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 渭南 741000）

水泥土重力式圍護(hù)墻是以水泥系材料為固化劑，通過(guò)攪拌機(jī)械采用噴漿施工將固化劑和地基土強(qiáng)行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。本文結(jié)合上海朝陽(yáng)公園基坑開挖的具體施工工況，采用水泥土重力式圍護(hù)墻進(jìn)行圍護(hù)施工，取得良好效果，積累了一定工程經(jīng)驗(yàn)，可為今后水泥土重力式圍護(hù)墻施工提供一些指導(dǎo)意見。

圍護(hù)墻 圍護(hù)施工 施工技術(shù)

0 引言

攪拌樁最早于本世紀(jì)50年代初問(wèn)世于美國(guó)。但自60年代以后的發(fā)展直到現(xiàn)在，不論在施工機(jī)械、質(zhì)量檢測(cè)、設(shè)計(jì)方法、工程應(yīng)用等方面均以日本和瑞典領(lǐng)先于世。經(jīng)過(guò)40多年的應(yīng)用和研究，已形成了一種基礎(chǔ)和支護(hù)結(jié)構(gòu)兩用、海上和陸地兩用、水泥和石灰兩用、漿體和粉體兩用、加筋和非加筋兩用的軟土地基處理技術(shù)，它可根據(jù)加固土受力特點(diǎn)沿加固深度合理調(diào)整它的強(qiáng)度，施工操作簡(jiǎn)便、效率高、工期短、成本低，施工中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)泥漿廢水污染，土體側(cè)移或隆起較小。故在世界各地獲得廣泛的應(yīng)用，并在應(yīng)用中獲得進(jìn)一步發(fā)展。

攪拌樁在我國(guó)應(yīng)用的頭10年中，其主要用途是加固軟土，構(gòu)成復(fù)合地基以支承建筑物或結(jié)構(gòu)物。將攪拌樁用于基坑工程，雖在其發(fā)展初期已有成功的實(shí)例，但大量應(yīng)用則是90年代初隨著我國(guó)各地高層建筑和地下設(shè)施大量興建而迅速興起的，其中尤以上海及沿海各地為最多。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)中利用彈塑性有限元分析、土工離心模擬試驗(yàn)等方法，結(jié)合基坑開挖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，對(duì)攪拌樁重力式圍護(hù)墻的穩(wěn)定和變形特性進(jìn)行了深入的研究。通過(guò)20多年的應(yīng)用與研究，攪拌樁重力式圍護(hù)墻的結(jié)構(gòu)、計(jì)算和構(gòu)造等均有了較大的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些新的水泥土與其它受力構(gòu)件相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。隨著深化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)的攪拌樁技術(shù)適應(yīng)國(guó)情特點(diǎn)，斷登上新的臺(tái)階。

1 工程及地質(zhì)概況

（1）工程概況

上海朝陽(yáng)公園位于浦東桃林路、靈山路。擬建場(chǎng)地內(nèi)將建四棟高層建筑及地下車庫(kù)、商場(chǎng)、會(huì)所，地下1 層，基坑開挖深度為4.43m—3.65 m。平面形狀呈矩形，基坑占地面積約5160 m2，圍護(hù)周長(zhǎng)為523m。

（2）周圍環(huán)境及地質(zhì)資料

①周圍環(huán)境

基坑?xùn)|、南兩側(cè)臨馬路，西、北兩側(cè)臨小區(qū)，馬路下均有市政管線通過(guò)，基坑邊離桃林路距離較近，最近的電力管線距基坑邊約3m；小區(qū)內(nèi)有多棟六層樓住宅及招商中心，均為天然地基條形基礎(chǔ)，建筑物距基坑邊約10m。

②地質(zhì)資料

擬建場(chǎng)地，地面絕對(duì)標(biāo)高約4.1m。在擬建場(chǎng)地鉆探所達(dá)深度范圍內(nèi)地基土層均屬第四系沉積物，主要由飽和粘性土、粉土、砂土等組成，場(chǎng)地土的類型為軟弱場(chǎng)土。第③層砂性較重，滲透系數(shù)較大，當(dāng)基坑開挖至底部時(shí)，在基坑內(nèi)外水頭差的作用下，土體易產(chǎn)生管涌、流砂等現(xiàn)象，施工時(shí)須特別注意。地下水位在地面下1.2m至1.75m。

（3）結(jié)構(gòu)型式

根據(jù)圍護(hù)平面布置圖 1所示，整個(gè)場(chǎng)地較為狹長(zhǎng)，近馬路兩側(cè)有地下管線需要保護(hù)，且桃林路一側(cè)離開較近；另外兩邊有多棟六層樓住宅及招商中心需要保護(hù)，因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式考慮采用既安全經(jīng)濟(jì)又利于加快工程進(jìn)度的水泥土攪拌樁重力式結(jié)構(gòu)，具體方案如下：

①圍護(hù)墻采用雙頭水泥土攪拌樁，墻厚2.7—3.2 m，樁深8 m，內(nèi)排加至深10.5 m，攪拌樁水泥摻量為13%。②圍護(hù)墻體頂部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂板,板厚0.15 m，加強(qiáng)墻體的整體性。③圍護(hù)墻體與鋼筋混凝土壓頂板之間設(shè)置Ф12@1000 的連接鋼筋，長(zhǎng)度 1.5 m。

2 施工要求

水泥摻量通過(guò)摻合比試驗(yàn)確定，一般水泥摻合比為 13%（重量比），局部暗浜區(qū)域摻量加大為15%，水泥采用普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45—0.55；開挖時(shí)水泥土攪拌樁的強(qiáng)度要求：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于0.8MPa，抗剪強(qiáng)度不低于0.2MPa；施工單位可根據(jù)土方開挖的時(shí)間要求摻加適量的外加劑以利于早期強(qiáng)度的提高，水泥土攪拌樁的養(yǎng)護(hù)期不得少于28天；

相鄰樁施工間隙時(shí)間不得大于16 小時(shí)，否則認(rèn)為出現(xiàn)冷縫，應(yīng)采取補(bǔ)救措施；鋼筋混凝土頂圈板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，主筋凈保護(hù)層厚度為30mm。

3 土方開挖、基坑降水要求

土方開挖根據(jù)施工情況合理確定分區(qū)、分層開挖順序。土方開挖必須分層進(jìn)行，分層厚度不大于2.0 m。必須嚴(yán)格控制相臨分區(qū)之間的土層高差(一般為2 m左右)，必須確保土坡自身穩(wěn)定。場(chǎng)內(nèi)堆載必須在坑邊10 m以外，10 m以內(nèi)堆載不得大于20kN/m2?？觾?nèi)排水溝不得靠坑邊布置。為便于基坑開挖和減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)在開挖中變形,基坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置井點(diǎn)預(yù)降水。水位宜降至基坑開挖面以下0.5—1.0 m。井點(diǎn)降水應(yīng)在基坑開挖前2 周以上完成布設(shè)并開始降水。根據(jù)上海地區(qū)土質(zhì)特點(diǎn),井點(diǎn)應(yīng)采用真空型式,確保降水效果?；觾?nèi)降水應(yīng)注意坑內(nèi)、外地下水位觀測(cè),防止影響周圍環(huán)境。

4 監(jiān)測(cè)要求

為確保工程施工，附近建筑物、道路和地下管線等的安全,及時(shí)預(yù)報(bào)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，指導(dǎo)施工，必須進(jìn)行如下施工監(jiān)測(cè)：

（1）墻體水平變形監(jiān)測(cè)(測(cè)斜)；

（2）墻頂變形及沉降監(jiān)測(cè)；

（3）基坑外地面沉降監(jiān)測(cè)；

（4）基坑內(nèi)、外地下水位監(jiān)測(cè)；

（5）附近地下管線的變形監(jiān)測(cè)；

（6）附近建筑物沉降及傾斜監(jiān)測(cè)。

5 總結(jié)

由于水泥土重力式圍護(hù)墻側(cè)向位移控制能力在很大程度上取決于樁身的攪拌均勻性和強(qiáng)度指標(biāo)，相比其他基坑圍護(hù)墻體來(lái)說(shuō)，位移控制能力較弱。因此，在基坑周邊環(huán)境保護(hù)要求較高的情況下，若采用水泥土重力式圍護(hù)墻，基坑深度應(yīng)控制在5m范圍以內(nèi)，降低工程的風(fēng)險(xiǎn)。

在基坑土方開挖階段，通過(guò)分層分塊的施工措施，圍護(hù)墻頂?shù)奈灰频玫接行У目刂?，一般邊的墻頂位移都不大?0mm，長(zhǎng)邊中段的最大變位為38mm，相鄰地面沉降最大 21mm，管線最大沉降 8mm?；驹谠O(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

[1] 劉建航，候?qū)W淵. 基坑工程手冊(cè) [M] 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[2] 龔曉南，地基處理手冊(cè) [M] 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[3] 蔡偉銘，陳友文.拱形水泥土支護(hù)結(jié)構(gòu)在馬鋼料槽開挖中的應(yīng)用：工業(yè)建筑，1995年9 期.

[4] 蔡偉銘.基坑（深度小于10m）支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工中的若干問(wèn)題，上海建設(shè)科技,1995年 2期

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