水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性分析

趙玉軍

（蘭州市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730000）

水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)作為一種有效的技術(shù)手段在高速公路的軟弱路基加固中廣泛應(yīng)用，此種方式可以有效的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)土釘支護(hù)的問(wèn)題，造價(jià)低廉，在實(shí)踐中應(yīng)用效果顯著。但因?yàn)槭艿胶奢d作用的影響，導(dǎo)致水泥土攪拌出現(xiàn)樁體剪切、彎曲以及受壓破壞等問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)水泥攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性的分析，可以為該技術(shù)的應(yīng)用提供有效支持與參考。

1 水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性破壞形式

水泥土攪拌樁復(fù)合土釘在施工中存在攪拌樁墻以及整體的滑移兩種破壞問(wèn)題，無(wú)論何種破壞形式均會(huì)出現(xiàn)少許的土釘末端被拔出的問(wèn)題。

1.1 攪拌樁破壞

在軟土地層中應(yīng)用復(fù)合型土釘擋墻主要目的就是隔水。在軟土地基中施工，攪拌樁強(qiáng)度不高，導(dǎo)致在開(kāi)挖初期階段土釘未施工之前會(huì)承受部分的水土壓力，導(dǎo)致其出現(xiàn)彎折破壞性問(wèn)題。而隨著基坑開(kāi)挖深度的提升，則會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)土壓力增大，在土釘相對(duì)較短且攪拌墻嵌固深度相對(duì)較大的時(shí)候，可以充分凸顯抗剪的作用。在攪拌樁承受的剪力高于抗剪強(qiáng)度的狀態(tài)之下就會(huì)導(dǎo)致攪拌樁斷裂。

1.2 整體滑坡破壞

通過(guò)大量的土釘進(jìn)行密集性加固處理，注漿以及施工攪拌樁要根據(jù)規(guī)范要求合理的進(jìn)行超前支護(hù)施工處理。復(fù)合型土釘擋墻在施工中如果處于土釘較長(zhǎng)且攪拌墻嵌固深度較淺的狀況中，則破壞滑移面就會(huì)繞過(guò)墻體的底部位置，降低墻體被破壞的幾率，出現(xiàn)整體性滑移破壞。而在土釘相對(duì)較短，其滑移面通過(guò)墻體的時(shí)候就會(huì)剪斷墻體，導(dǎo)致其周圍的土體出現(xiàn)整體性的破壞問(wèn)題。

1.3 體內(nèi)破壞

根據(jù)破壞滑裂面以及土釘?shù)木唧w位置可以將其分為兩種類型：一是滑裂面全部被土釘穿透；二是滑裂面被部分的土釘穿過(guò)?；衙嫱玲斉c土體摩擦力不足會(huì)造成破壞性問(wèn)題，土釘抗拉強(qiáng)度不足也會(huì)造成拉斷破壞，屬于體內(nèi)破壞性問(wèn)題。

2 水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性

根據(jù)某基坑支護(hù)工程，通過(guò)FLAC 有線差分程序分析水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)穩(wěn)定性，分析基坑監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)以及影響穩(wěn)定性的參數(shù)研究合理的應(yīng)對(duì)措施。

2.1 工程基坑支護(hù)方案

在某施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)進(jìn)行施工，綜合場(chǎng)地等因素，確定進(jìn)行直坡開(kāi)挖，主要通過(guò)水泥土攪拌樁復(fù)合土釘?shù)姆绞竭M(jìn)行支護(hù)施工。綜合分析施工場(chǎng)地土層參數(shù)，了解其具體分布信息，合理進(jìn)行預(yù)應(yīng)力土釘施工。在此次施工中首先在基坑中根據(jù)規(guī)范要求合理設(shè)置非預(yù)應(yīng)力土釘，綜合各種因素共設(shè)置4 排。施工中要保持土釘水夾角15°，豎直間距控制在1.1～1.2 m 區(qū)間范圍中，水平間距控制為1.2 m。施工中土釘直徑數(shù)值為120 mm，土釘釘身材料為HRB335 鋼筋。施工中主要應(yīng)用普通硅酸鹽水泥，要合理的進(jìn)行配比調(diào)整，保障其符合施工要求。

在水泥攪拌樁施工完畢之后，基于檢驗(yàn)要求進(jìn)行28 d 強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)處理。根據(jù)工程狀況開(kāi)展基坑作業(yè)，施工中將其偏差控制在2 cm 范圍內(nèi)，根據(jù)施工狀況進(jìn)行機(jī)械垂直度的調(diào)整，保障其偏差不得高于1%的樁長(zhǎng)。在攪拌樁下沉達(dá)到預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)深度時(shí)，要做好檢查，根據(jù)具體狀況進(jìn)行機(jī)械垂直度的控制。

2.2 基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

此工程基坑側(cè)壁屬于二級(jí)安全等級(jí)，基坑工程施工中主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有攪拌樁樁頂水平位移監(jiān)測(cè)、攪拌樁深層水平位移監(jiān)測(cè)。

2.3 FLAC 有線差分程序穩(wěn)定性分析

通過(guò)FLAC有線差分程序進(jìn)行水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)的模擬分析，了解其各項(xiàng)參數(shù)，確定影響其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。通過(guò)分析參數(shù)確定復(fù)合支護(hù)變形狀況，獲得變形規(guī)律特征，為工程應(yīng)用提供有效參考。

2.3.1 穩(wěn)定性驗(yàn)算 通過(guò)FLAC3D 有線差分軟件模擬，分析復(fù)合土釘支護(hù)各項(xiàng)參數(shù)，確定穩(wěn)定性是否達(dá)標(biāo)。

2.3.2 整體穩(wěn)定性分析 假設(shè)整個(gè)破壞面為圓弧形，通過(guò)條分法的方式進(jìn)行簡(jiǎn)化，綜合攪拌樁的具體作用，通過(guò)計(jì)算分析最危險(xiǎn)的滑裂面。通過(guò)分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)法進(jìn)行驗(yàn)算分析，根據(jù)地基承載力模型對(duì)底部軟弱黏土進(jìn)行坑底抗隆起穩(wěn)定性計(jì)算，而對(duì)于復(fù)合土釘墻基坑的土層狀況要做好抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算分析。

2.3.3 分析結(jié)論 通過(guò)軟件計(jì)算分析，在施工中發(fā)現(xiàn)基坑側(cè)向位移隨著深度的增加呈現(xiàn)緩慢增大的趨勢(shì)，最大側(cè)向位移出現(xiàn)在坡頂位置。土釘?shù)拈L(zhǎng)度、預(yù)應(yīng)力等各項(xiàng)參數(shù)都會(huì)直接影響位移。復(fù)合土釘支護(hù)在位移中會(huì)受到土釘傾角的直接影響，隨著傾角增大其會(huì)呈現(xiàn)顯著的增大趨勢(shì)，在其傾角相對(duì)較小的時(shí)候則較為緩慢。

分析土層狀況、綜合施工各項(xiàng)條件，分析抗拉性能等確定其預(yù)應(yīng)力是否施加，施加的力度大小等等。隨著土釘間距的增大則會(huì)造成基坑最大的側(cè)向位移以及在坡頂?shù)膫?cè)向位置增大。在工程中要根據(jù)實(shí)際狀況合理控制土釘間距，土釘剛度越大其就會(huì)具有顯著的限制作用，其對(duì)最大側(cè)向位移的限制要高于對(duì)坡頂位移的限制與影響。同時(shí)，攪拌樁剛度以及在施工中嵌固深度以及攪拌樁與開(kāi)挖面距離均會(huì)對(duì)基坑的側(cè)移有一定影響。隨著攪拌樁剛度增加可以通過(guò)提升寬度的方式進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，而寬度增加則會(huì)有效控制基坑出現(xiàn)的最大水平位移問(wèn)題，但是并沒(méi)有顯著減少水平位移的效果。坡頂?shù)暮奢d越大，基坑的側(cè)向位移則相對(duì)較大，但其增加幅度相對(duì)較小。基坑最大側(cè)向位置對(duì)于坡頂?shù)暮奢d對(duì)比來(lái)說(shuō)，后者產(chǎn)生的位移更為顯著。

2.4 工程應(yīng)用效果

水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)在工程施工中應(yīng)用可以提升整體施工質(zhì)量。通過(guò)復(fù)合土釘技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)，可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有效降低不良影響，達(dá)到提升建筑結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性的目的。在此次基坑項(xiàng)目中應(yīng)用該技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，各項(xiàng)建筑物位移以及沉降均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3 結(jié)語(yǔ)

水泥土攪拌樁復(fù)合土釘支護(hù)通過(guò)土釘墻與水泥土攪拌樁的方式，形成類似重力擋墻抵抗土壓力，保障挖面穩(wěn)定性，將水泥作為固化劑，利用攪拌樁將水泥噴入土體中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，產(chǎn)生系列的化學(xué)反應(yīng)，提升了基礎(chǔ)強(qiáng)度，具有良好的支護(hù)效果。