重力式水泥土墻支護在卵石地層基坑支護中的應用

王 鑫，夏建龍

（陜西天地地質有限責任公司，陜西西安710054）

·巖土工程·

重力式水泥土墻支護在卵石地層基坑支護中的應用

王 鑫*，夏建龍

（陜西天地地質有限責任公司，陜西西安710054）

針對某購物廣場基坑，周邊建筑物距離近，地質條件復雜，通過對不同方案分析，選用重力式水泥土墻支護方案，成功對該基坑進行了支護。施工高壓旋噴水泥土樁采用改進的深層攪拌樁機在卵石地層成孔，解決了高壓旋噴水泥土樁在卵石地層的施工可能。通過該工程實例，驗證了該支護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振動小，無側向擠壓，對周圍影響小；最大限度利用原狀土，節省材料；采用自立式，不需加支撐，所以開挖較方便；水泥土加固體滲透系數比較小，墻體有良好的隔水性能。故適用于軟土地區，如淤泥質土、含水量較高的粘土、粉質粘土、粉質土等。

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

1 工程概況

擬建場地位于甘肅省靈臺縣，占地東西長109.15m，南北寬30.2m，擬建建筑物為地上12層地下1層，框剪結構，高度約48.0m。基坑支護開挖深度為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，場地地質條件復雜，需要進行支護。

1.1 工程地質條件

場地地面標高介于957.28～957.52m之間，高差0.24m，地形平坦，地貌單元屬達溪河北岸Ⅰ級階地。各層土的物理參數見表1：

表1 各層土的物理力學參數

1.2 地下水

場地南距達溪河約300m，該地表徑流與場地地下水聯系密切，對地下水水位有明顯影響。場地內無地表徑流。量測的穩定水位深度為3.0m，屬潛水類型。

2 基坑降水及支護設計方案

2.1 基坑設計等級

本基坑按使用周期為1年設計，設計等級為二級。

2.2 設計思路

由于該場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，設計時主要考慮：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，經綜合考慮，采用重力式水泥土墻支護方案。

2.3 設計采用方法

采用北京理正深基坑支護軟件(F-SPW7.0)進行計算，對格柵水泥土墻構造、水泥土墻截面承載力、抗傾覆穩定性、抗滑移穩定性、整體穩定、流土穩定性、嵌固深度等分別進行驗算。

（1）格柵水泥土墻構造驗算：

格柵內土體面積滿足構造要求!

（2）抗傾覆安全系數：

抗傾覆穩定性系數_KQ=1.305≥1.30,滿足規范要求。

（3）抗滑移穩定性驗算：

抗滑安全系數(Kh≥Ksl=1.2):

抗滑安全系數Kh=3.021≥1.20,滿足規范要求。

2.4 設計方案

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構形式。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，其他尺寸見圖1。

圖1 重力式擋墻支護（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，宜采用速凝漿液進行噴射。

（3）為增強墻體的整體性，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，進入泥巖0.1m。

（5）水泥土樁身采用成品網片鋼筋并噴射厚度為5cm的C20細石混凝土。

（6）本工程采用水泥土墻作為止水帷幕，抽水采用坑內明排水，間隔約25m左右設置集水井，采用電動潛水泵抽水。抽出的水應排至降水區以外，不應產生回滲。

（7）應加強對臨近的建筑物及市政路面等的變形監測。

3 主要施工方法及工藝流程

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

經過對高壓旋噴鉆機與深層水泥土攪拌樁機2種鉆機對比分析（見表1），決定對施工機具進行改裝，采用改進的深層水泥攪拌樁機，該深層水泥攪拌樁機設備將鉆頭更換，更換為一種耐磨高壓旋噴鉆頭，采用單管法進行旋噴注漿，既解決了卵石地層成孔困難問題，也滿足了設計的高壓旋噴樁體要求。

表2 兩種鉆機對比

（2）水泥土樁工藝流程。施工準備→測量定位→機具就位→鉆孔至設計標高→旋噴開始→提升旋噴注漿→旋噴結束成樁提升旋噴注漿：當噴射注漿管插入設計深度后，接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時將泥漿清理排出。噴射時，先應達到預定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管，以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質量，噴嘴下沉到設計深度時，在原位置旋轉10秒鐘左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉和提升應連續進行，不得中斷，鉆機發生故障，應停止提升鉆桿和旋轉，以防斷樁，并立即檢修排除故障，為提高樁底端質量，在樁底部1.0m范圍內應適當增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋噴提升過程中，可根據不同的土層，調整旋噴參數。

（3）樁身外側5cm面層施工工藝流程。平整坡面→安設、綁扎固定成品網片→噴射細石砼面層并進行養護→設置坡頂腳排水措施。

4 施工注意事項

（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）相鄰兩樁施工時間間隔不小于48h，間距不小于4～6m。

（4）土方應分層開挖，分層厚度為2.50m，分段長度不大于10m。

（5）應查明坡體影響范圍內的地下管線情況及任何滲漏現象。

（6）基坑開挖時，在基坑周圍設計確定的安全范圍內嚴禁堆載。

5 基坑支護效果

經后期施工表明，采用重力式水泥土墻支護基坑安全穩定，止水效果好，通過對基坑變形監測結果進行分析,并組織相關技術人員對現場進行了實地觀察,未發現基坑周圍有開裂等變形特征。基坑周圍所有觀測點變形量在相關規范允許范圍內,基坑無安全隱患。

6 結論

考慮了基坑周邊建筑物及復雜地質條件，本工程采用了重力式水泥土擋墻支護方式，既解決了周邊建筑物及基坑的安全、穩定性問題，又保證了基坑內止水的效果。施工過程中，采用了改進的深層水泥土攪拌樁機進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，也證明了支護設計方案的合理性，為以后的工程積累了相當的經驗。

[1]JGJ120-2012建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社.

[2]CECS96:97基坑土釘支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社.

[3]GB50739-2011復合土釘墻基坑支護技術規范[S].北京：中國計劃出版社.

[4]劉建航，侯學淵.基坑工程手冊[M].中國建筑工業出版社.

TU753.3

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1004-5716(2015)12-0001-03

2014-12-12

2014-12-16

王鑫（1983-），男（漢族），山西運城人，工程師，現從事巖土工程工作。