重力式水泥土墻支護(hù)在卵石地層基坑支護(hù)中的應(yīng)用

王 鑫，夏建龍

（陜西天地地質(zhì)有限責(zé)任公司，陜西西安710054）

·巖土工程·

重力式水泥土墻支護(hù)在卵石地層基坑支護(hù)中的應(yīng)用

王 鑫*，夏建龍

（陜西天地地質(zhì)有限責(zé)任公司，陜西西安710054）

針對(duì)某購(gòu)物廣場(chǎng)基坑，周邊建筑物距離近，地質(zhì)條件復(fù)雜，通過(guò)對(duì)不同方案分析，選用重力式水泥土墻支護(hù)方案，成功對(duì)該基坑進(jìn)行了支護(hù)。施工高壓旋噴水泥土樁采用改進(jìn)的深層攪拌樁機(jī)在卵石地層成孔，解決了高壓旋噴水泥土樁在卵石地層的施工可能。通過(guò)該工程實(shí)例，驗(yàn)證了該支護(hù)方案及施工工藝的可行性。

重力式水泥土墻；卵石地層；高壓旋噴水泥土樁

重力式水泥土墻施工時(shí)振動(dòng)小，無(wú)側(cè)向擠壓，對(duì)周?chē)绊懶?；最大限度利用原狀土，?jié)省材料；采用自立式，不需加支撐，所以開(kāi)挖較方便；水泥土加固體滲透系數(shù)比較小，墻體有良好的隔水性能。故適用于軟土地區(qū)，如淤泥質(zhì)土、含水量較高的粘土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)土等。

該工藝在卵石地層效果尚不明確，資料較少，通過(guò)本工程，說(shuō)明了重力式水泥土墻在卵石地層中的可行性。

1 工程概況

擬建場(chǎng)地位于甘肅省靈臺(tái)縣，占地東西長(zhǎng)109.15m，南北寬30.2m，擬建建筑物為地上12層地下1層，框剪結(jié)構(gòu)，高度約48.0m?；又ёo(hù)開(kāi)挖深度為5.7m，由于周邊建筑較多，多為4～6層磚房，距離最近的房屋為4.85m，地下水位為-3.0m，場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜，需要進(jìn)行支護(hù)。

1.1 工程地質(zhì)條件

場(chǎng)地地面標(biāo)高介于957.28～957.52m之間，高差0.24m，地形平坦，地貌單元屬達(dá)溪河北岸Ⅰ級(jí)階地。各層土的物理參數(shù)見(jiàn)表1：

表1 各層土的物理力學(xué)參數(shù)

1.2 地下水

場(chǎng)地南距達(dá)溪河約300m，該地表徑流與場(chǎng)地地下水聯(lián)系密切，對(duì)地下水水位有明顯影響。場(chǎng)地內(nèi)無(wú)地表徑流。量測(cè)的穩(wěn)定水位深度為3.0m，屬潛水類(lèi)型。

2 基坑降水及支護(hù)設(shè)計(jì)方案

2.1 基坑設(shè)計(jì)等級(jí)

本基坑按使用周期為1年設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)等級(jí)為二級(jí)。

2.2 設(shè)計(jì)思路

由于該場(chǎng)地距離周邊建筑物近，北邊最近處4.85m，南邊最近處5.30m，地層條件為卵石，地下水位淺，鑒于以上條件，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮：一是地下水位埋深3.0m左右，基坑水位降深位于鄰近淺基礎(chǔ)建筑物壓縮層下部，有引起其附壓沉降的可能；二是周邊建筑距離近，地層3m以下為卵石，易塌方。為了確保周邊建筑物安全，避免抽水引起周邊建筑不均勻沉降，經(jīng)綜合考慮，采用重力式水泥土墻支護(hù)方案。

2.3 設(shè)計(jì)采用方法

采用北京理正深基坑支護(hù)軟件(F-SPW7.0)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)格柵水泥土墻構(gòu)造、水泥土墻截面承載力、抗傾覆穩(wěn)定性、抗滑移穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定、流土穩(wěn)定性、嵌固深度等分別進(jìn)行驗(yàn)算。

（1）格柵水泥土墻構(gòu)造驗(yàn)算：

格柵內(nèi)土體面積滿足構(gòu)造要求!

（2）抗傾覆安全系數(shù)：

抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)_KQ=1.305≥1.30,滿足規(guī)范要求。

（3）抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算：

抗滑安全系數(shù)(Kh≥Ksl=1.2):

抗滑安全系數(shù)Kh=3.021≥1.20,滿足規(guī)范要求。

2.4 設(shè)計(jì)方案

本工程重力式水泥土墻采用水泥土攪拌樁相互搭接成格柵式的結(jié)構(gòu)形式。水泥土攪拌樁施工采用高壓噴射工藝。

（1）水泥土攪拌樁單樁斷面?700@550，搭接寬度為不小于150mm，其他尺寸見(jiàn)圖1。

圖1 重力式擋墻支護(hù)（單位：m）

（2）高壓噴射注漿水泥漿液水灰比宜為0.9，宜取較小提升速度、較大噴射壓力，宜采用速凝漿液進(jìn)行噴射。

（3）為增強(qiáng)墻體的整體性，在墻頂澆筑厚度不小于150mm的C15混凝土壓頂板。

（4）水泥土墻嵌固深度為1.80m，進(jìn)入泥巖0.1m。

（5）水泥土樁身采用成品網(wǎng)片鋼筋并噴射厚度為5cm的C20細(xì)石混凝土。

（6）本工程采用水泥土墻作為止水帷幕，抽水采用坑內(nèi)明排水，間隔約25m左右設(shè)置集水井，采用電動(dòng)潛水泵抽水。抽出的水應(yīng)排至降水區(qū)以外，不應(yīng)產(chǎn)生回滲。

（7）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨近的建筑物及市政路面等的變形監(jiān)測(cè)。

3 主要施工方法及工藝流程

（1）施工機(jī)具的選取。由于本工程地層為卵石，一般高壓旋噴樁設(shè)備雖然成樁的效果可以滿足設(shè)計(jì)要求，但由于該設(shè)備重量輕，在卵石地層中無(wú)法成孔，不能不滿施工要求；而深層水泥土攪拌樁機(jī)成樁方式為不擴(kuò)徑（樁與樁之間不咬合），不能滿足設(shè)計(jì)要求的止水效果要求。

經(jīng)過(guò)對(duì)高壓旋噴鉆機(jī)與深層水泥土攪拌樁機(jī)2種鉆機(jī)對(duì)比分析（見(jiàn)表1），決定對(duì)施工機(jī)具進(jìn)行改裝，采用改進(jìn)的深層水泥攪拌樁機(jī)，該深層水泥攪拌樁機(jī)設(shè)備將鉆頭更換，更換為一種耐磨高壓旋噴鉆頭，采用單管法進(jìn)行旋噴注漿，既解決了卵石地層成孔困難問(wèn)題，也滿足了設(shè)計(jì)的高壓旋噴樁體要求。

表2 兩種鉆機(jī)對(duì)比

（2）水泥土樁工藝流程。施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→機(jī)具就位→鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→旋噴開(kāi)始→提升旋噴注漿→旋噴結(jié)束成樁提升旋噴注漿：當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計(jì)深度后，接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時(shí)將泥漿清理排出。噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管，以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質(zhì)量，噴嘴下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，在原位置旋轉(zhuǎn)10秒鐘左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，鉆機(jī)發(fā)生故障，應(yīng)停止提升鉆桿和旋轉(zhuǎn)，以防斷樁，并立即檢修排除故障，為提高樁底端質(zhì)量，在樁底部1.0m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時(shí)間。在旋噴提升過(guò)程中，可根據(jù)不同的土層，調(diào)整旋噴參數(shù)。

（3）樁身外側(cè)5cm面層施工工藝流程。平整坡面→安設(shè)、綁扎固定成品網(wǎng)片→噴射細(xì)石砼面層并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)→設(shè)置坡頂腳排水措施。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）本工程水泥土墻采用高壓噴射工藝施工。

（2）水泥土攪拌樁搭接寬度為不小于150mm。

（3）相鄰兩樁施工時(shí)間間隔不小于48h，間距不小于4～6m。

（4）土方應(yīng)分層開(kāi)挖，分層厚度為2.50m，分段長(zhǎng)度不大于10m。

（5）應(yīng)查明坡體影響范圍內(nèi)的地下管線情況及任何滲漏現(xiàn)象。

（6）基坑開(kāi)挖時(shí)，在基坑周?chē)O(shè)計(jì)確定的安全范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。

5 基坑支護(hù)效果

經(jīng)后期施工表明，采用重力式水泥土墻支護(hù)基坑安全穩(wěn)定，止水效果好，通過(guò)對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,并組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地觀察,未發(fā)現(xiàn)基坑周?chē)虚_(kāi)裂等變形特征。基坑周?chē)杏^測(cè)點(diǎn)變形量在相關(guān)規(guī)范允許范圍內(nèi),基坑無(wú)安全隱患。

6 結(jié)論

考慮了基坑周邊建筑物及復(fù)雜地質(zhì)條件，本工程采用了重力式水泥土擋墻支護(hù)方式，既解決了周邊建筑物及基坑的安全、穩(wěn)定性問(wèn)題，又保證了基坑內(nèi)止水的效果。施工過(guò)程中，采用了改進(jìn)的深層水泥土攪拌樁機(jī)進(jìn)行了高壓旋噴樁的施工，證明了高壓旋噴樁在卵石地層中的可行性，也證明了支護(hù)設(shè)計(jì)方案的合理性，為以后的工程積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。

[1]JGJ120-2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]CECS96:97基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[3]GB50739-2011復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.

[4]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

TU753.3

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1004-5716(2015)12-0001-03

2014-12-12

2014-12-16

王鑫（1983-），男（漢族），山西運(yùn)城人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程工作。