水泥搅拌桩基坑支护在软土地区中的设计与施工-2017年10月.docVIP

PAGE  PAGE 9 深层水泥搅拌桩挡墙在软土地区基坑支护的设计与应用 汪兴1 熊楚炎2 (1. 浙江工正建设监理咨询有限公司 2宁波市民用建筑设计研究有限公司） Deep cement mixing pile retaining wall in soft soil area excavation of design and application [摘要] 本文根据本人多年设计经验，阐述了深层水泥搅拌桩挡墙在软土地区的适用条件、设计要点，并通过工程实例分析，提出深层水泥搅拌桩挡墙在软土地区基坑支护中的应用应注意的问题和控制变形的措施，为其广泛应用提供了新的思路。 [关键词] 深层水泥搅拌桩挡墙，深基坑支护，软土地区，设计要点，变形控制，蠕变 [中图分类号] [文献标识码] [文章编号] 作者简介：汪兴(1972– )，男，浙江宁波人，工程师、国家注册监理工程师，主要从事工程咨询及监理方面的研究。 0 引言 深层水泥搅拌桩挡墙是通过相邻水泥搅拌桩搭接而成具有一定厚度的挡土墙，深层水泥搅拌桩是采用水泥作为固化剂，通过专用搅拌机械，将软土和水泥强制搅拌形成水泥土，利用水泥与软土之间所产生一系列物理、化学作用，使水泥土强度增长，成为水泥土桩，硬化后形成具有一定强度和厚度的水泥壁状挡墙。根据行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ-99规定水泥搅拌桩挡墙支护适用条件为：1）基坑侧壁安全等级为二、三级；2）水泥搅拌桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa；3）基坑深度不宜大于6.0米。宁波地区地质软土覆盖深厚，比较适宜于水泥搅拌桩的施工，水泥搅拌桩挡墙围护坑内无须支撑挖土，既能挡土又成为隔水帷幕，结合卸土放坡工程造价较低，施工工期短，挖土施工方便。近年来，深层搅拌水泥土桩挡土墙在本地区基坑围护中得到广泛推广和应用，并和土钉、锚杆、型钢、刚性桩等结合形成多种复合支护的形式，减少变形，提高安全度。但也由于软土地区水泥搅拌桩成型质量难以控制、淤泥质土中水泥土强度增长缓慢等原因，导致深层水泥搅拌桩挡墙在基坑支护中变形大，土体坍方等现象常有发生。因此本文结合本地区此类型围护多年设计和施工经验，对水泥搅拌桩挡墙支护在软土地区的设计和应用中应注意的问题进行摸索和研究，为水泥搅拌桩的广泛应用提供一些经验建议。 1水泥搅拌桩在软土地区基坑支护中的适用条件 宁波老三区、鄞州区、北仑区为软土分布区，围护设计范围内分布有力学性质极差的淤泥或淤泥质土，厚度达到20~30米，此软土层特点为： ①一般分布在第2层或第3层，灰色、流塑、高压缩性；②液性指数大于1.00，甚至达到1.70，含水量高达50~65%之间；③渗透系数小，一般在10-7～10-8cm/s之间；④土的抗剪强度指标极低，C值一般在8.0~12.0Kpa之间，φ值一般在6.0~8.0°之间。⑤局部地段表层还分布有泥炭土。 纯水泥搅拌桩挡墙支护形式在软土地区适用条件为： ①一层地下室挖土深度6.00米以下；②基坑周边有较大的放坡空间；③Ⅱ、Ⅲ级基坑；④搅拌机械力所能及的软弱土层；⑤对有机质含量较高的土层，应通过实验确定其适用性。 2水泥搅拌桩在软土地区基坑支护中设计要点 2.1设计计算 软土地区基坑中水泥搅拌桩挡墙的计算应包括以下内容：水泥搅拌桩墙身抗拉抗压强度验算、抗倾覆稳定验算、抗滑移稳定验算、整体稳定验算、坑底抗隆起验算。 1）水泥搅拌桩挡墙断面根据挖土深度和桩顶卸土放坡的范围所决定，应满足挡墙抗滑、抗倾覆稳定、水泥土墙身强度的要求，经试算确定。挡墙厚度一般取挖土深度的0.6~0.8倍；挡墙进入坑底深度一般为挖土深度的1~1.4倍。 2）水泥搅拌桩挡墙抗倾覆验算： Kf=（∑MEp+G.x0）/∑Mea≥1.50 式中∑MEp，∑Mea—分别为各土层被动土压力和主动土压力绕挡墙前趾的力矩和； G—挡墙每延米重； x0—挡墙断面重心至前趾的水平距离。 3）水泥搅拌桩抗水平滑动稳定性验算： Kh=（∑Ep+Gtgφ+Bc）/∑Ea≥1.30 式中∑Ep，∑Ea—分别为各土层被动土压力和主动土压力的合力； B—挡墙宽度； φ、c—分别为墙底土的内摩擦角和粘聚力。 4）水泥搅拌桩挡墙整体稳定性可按圆弧滑动简单条分法进行计算。 5）水泥土墙身抗拉抗压强度验算： 压应力验算：1.25rcs z+M/W≤fcs rcs—水泥土墙平均重度； z—由墙顶至计算截面的深度； M—每米长度水泥土墙截面弯矩设计值； W—水泥土墙截面模量； fcs—水泥土开挖龄期抗压强度设计值，一般按28天龄期无侧限抗压强度取1.0Mpa。 拉应力验算： M/W-rcs z≤0.06fcs 6）水泥土挡墙抗隆起验算： 一般采用《建筑基坑工程技术规范》YB