水泥土攪拌樁復合土釘支護穩定性分析

趙玉軍

（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅蘭州730000）

水泥土攪拌樁復合土釘支護作為一種有效的技術手段在高速公路的軟弱路基加固中廣泛應用，此種方式可以有效的轉變傳統土釘支護的問題，造價低廉，在實踐中應用效果顯著。但因為受到荷載作用的影響，導致水泥土攪拌出現樁體剪切、彎曲以及受壓破壞等問題。加強對水泥攪拌樁復合土釘支護穩定性的分析，可以為該技術的應用提供有效支持與參考。

1 水泥土攪拌樁復合土釘支護穩定性破壞形式

水泥土攪拌樁復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題，無論何種破壞形式均會出現少許的土釘末端被拔出的問題。

1.1 攪拌樁破壞

在軟土地層中應用復合型土釘擋墻主要目的就是隔水。在軟土地基中施工，攪拌樁強度不高，導致在開挖初期階段土釘未施工之前會承受部分的水土壓力，導致其出現彎折破壞性問題。而隨著基坑開挖深度的提升，則會導致主動土壓力增大，在土釘相對較短且攪拌墻嵌固深度相對較大的時候，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度的狀態之下就會導致攪拌樁斷裂。

1.2 整體滑坡破壞

通過大量的土釘進行密集性加固處理，注漿以及施工攪拌樁要根據規范要求合理的進行超前支護施工處理。復合型土釘擋墻在施工中如果處于土釘較長且攪拌墻嵌固深度較淺的狀況中，則破壞滑移面就會繞過墻體的底部位置，降低墻體被破壞的幾率，出現整體性滑移破壞。而在土釘相對較短，其滑移面通過墻體的時候就會剪斷墻體，導致其周圍的土體出現整體性的破壞問題。

1.3 體內破壞

根據破壞滑裂面以及土釘的具體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。滑裂面土釘與土體摩擦力不足會造成破壞性問題，土釘抗拉強度不足也會造成拉斷破壞，屬于體內破壞性問題。

2 水泥土攪拌樁復合土釘支護穩定性

根據某基坑支護工程，通過FLAC 有線差分程序分析水泥土攪拌樁復合土釘支護穩定性，分析基坑監測參數數據以及影響穩定性的參數研究合理的應對措施。

2.1 工程基坑支護方案

在某施工現場通過水泥土攪拌樁復合土釘支護進行施工，綜合場地等因素，確定進行直坡開挖，主要通過水泥土攪拌樁復合土釘的方式進行支護施工。綜合分析施工場地土層參數，了解其具體分布信息，合理進行預應力土釘施工。在此次施工中首先在基坑中根據規范要求合理設置非預應力土釘，綜合各種因素共設置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 區間范圍中，水平間距控制為1.2 m。施工中土釘直徑數值為120 mm，土釘釘身材料為HRB335 鋼筋。施工中主要應用普通硅酸鹽水泥，要合理的進行配比調整，保障其符合施工要求。

在水泥攪拌樁施工完畢之后，基于檢驗要求進行28 d 強度養護處理。根據工程狀況開展基坑作業，施工中將其偏差控制在2 cm 范圍內，根據施工狀況進行機械垂直度的調整，保障其偏差不得高于1%的樁長。在攪拌樁下沉達到預計的設計深度時，要做好檢查，根據具體狀況進行機械垂直度的控制。

2.2 基坑監測數據

此工程基坑側壁屬于二級安全等級，基坑工程施工中主要監測項目有攪拌樁樁頂水平位移監測、攪拌樁深層水平位移監測。

2.3 FLAC 有線差分程序穩定性分析

通過FLAC有線差分程序進行水泥土攪拌樁復合土釘支護的模擬分析，了解其各項參數，確定影響其穩定性的關鍵因素。通過分析參數確定復合支護變形狀況，獲得變形規律特征，為工程應用提供有效參考。

2.3.1 穩定性驗算 通過FLAC3D 有線差分軟件模擬，分析復合土釘支護各項參數，確定穩定性是否達標。

2.3.2 整體穩定性分析 假設整個破壞面為圓弧形，通過條分法的方式進行簡化，綜合攪拌樁的具體作用，通過計算分析最危險的滑裂面。通過分項系數極限狀態法進行驗算分析，根據地基承載力模型對底部軟弱黏土進行坑底抗隆起穩定性計算，而對于復合土釘墻基坑的土層狀況要做好抗滲流穩定性驗算分析。

2.3.3 分析結論 通過軟件計算分析，在施工中發現基坑側向位移隨著深度的增加呈現緩慢增大的趨勢，最大側向位移出現在坡頂位置。土釘的長度、預應力等各項參數都會直接影響位移。復合土釘支護在位移中會受到土釘傾角的直接影響，隨著傾角增大其會呈現顯著的增大趨勢，在其傾角相對較小的時候則較為緩慢。

分析土層狀況、綜合施工各項條件，分析抗拉性能等確定其預應力是否施加，施加的力度大小等等。隨著土釘間距的增大則會造成基坑最大的側向位移以及在坡頂的側向位置增大。在工程中要根據實際狀況合理控制土釘間距，土釘剛度越大其就會具有顯著的限制作用，其對最大側向位移的限制要高于對坡頂位移的限制與影響。同時，攪拌樁剛度以及在施工中嵌固深度以及攪拌樁與開挖面距離均會對基坑的側移有一定影響。隨著攪拌樁剛度增加可以通過提升寬度的方式進行調整優化，而寬度增加則會有效控制基坑出現的最大水平位移問題，但是并沒有顯著減少水平位移的效果。坡頂的荷載越大，基坑的側向位移則相對較大，但其增加幅度相對較小。基坑最大側向位置對于坡頂的荷載對比來說，后者產生的位移更為顯著。

2.4 工程應用效果

水泥土攪拌樁復合土釘支護在工程施工中應用可以提升整體施工質量。通過復合土釘技術進行施工作業，可以有效提升建筑結構的穩定性，有效降低不良影響，達到提升建筑結構安全性、穩定性的目的。在此次基坑項目中應用該技術，通過現場監測，各項建筑物位移以及沉降均符合設計規范要求。

3 結語

水泥土攪拌樁復合土釘支護通過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，保障挖面穩定性，將水泥作為固化劑，利用攪拌樁將水泥噴入土體中進行充分攪拌，產生系列的化學反應，提升了基礎強度，具有良好的支護效果。