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[摘要]：本文通过工程实例，讲述了水泥土搅拌桩作重力式挡土墙，达到深基坑支护目的。
[关键词]：水泥土搅拌桩深基坑支护
中图分类号：TQ172文献标识码： A
一、工程概况
马钢第一能源总厂污水处理站工程调节池平面尺寸约为46.4m×51.4m，原设计地下埋深约-9.7m，位于山脚下，土质自北向南逐渐变差，北侧池底坐落在岩层上，南侧有约15m厚淤泥与粉质粘土层，开始在基坑南侧、西侧采用钻孔灌注桩支护，东侧采用放坡，但在土方开挖过程中，南侧出现坍塌。后设计院对调节池结构进行调整，将西侧底板12m由-4.6m~-9.0m、南侧底板16m由-4.6m~-9.0m改呈斜坡状，四周为池壁，顶标高为+0.30m，需重新考虑深基坑支护，平面见附图一。
二、场区地质条件及现场环境
根据中冶集团武汉勘察研究院有限公司提供的岩土工程勘察报告，本场地地层自上而下分为：
勘察期间测得该场区地下水水位标高为-1.00m,为潜水。根据勘察报告，场地内地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
基坑东侧为开阔地；基坑南侧距离基坑底边线36m处为高架煤气管道和电缆沟，煤气管道自重荷载约120吨，采用工字钢桩基础，基础深入基岩；基坑西侧距离基坑边界4.4m有一直径约500mm输水管道，距基坑12.4m处为泵房，泵房基础埋深2m，泵房北侧有一清水池，深3m。
三、设计方案确定
根据土质要求，考虑到南侧土质与北侧有很大差异及南侧塌方导致地基土层松动，支护方法必须与地基加固相结合，故采用水泥土搅拌桩做重力式挡墙，从而起到支护作用，经过计算，确定了如下做法：
1、东侧：边坡长约50m，基岩面向南倾伏，向北逐渐抬高，在距离南侧20m处在坑底出露。
BC段：对该段作大放坡处理后，在-4.6m台阶采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙总宽7.2m。在内侧坑底水平4m范围内采用搅拌桩加固，见附图二（1-1）剖面。
AB段:采用大放坡，见附图二（2-2）剖面。
2、南侧(DE段)：边坡长约52m，基岩埋深约20m，地层主要为淤泥质粘土和粉质粘土，力学性质差，上部有约4m厚的回填土，见附图二（3-3）剖面。
对回填土夯实后采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙宽8.2m，在内侧坑底水平4.5m宽范围内采用搅拌桩对被动区进行加固。
3、西侧：边坡长50.0m，基岩向南倾伏，南端基岩埋深约20m。
FG段：对基坑采用2级放坡，在上部台阶采用土钉+挂钢筋网喷射混凝土加固，土钉水平间距1.5m，垂直间距1m，注浆浆液为水泥浆,水灰比0.45,添加三乙醇氨早强剂,注浆水泥量为每孔不少于50kg/m；下部采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙宽8.2m，内侧坑底水平4.5m宽范围内采用搅拌桩加固，附图二（4-4）剖面。土钉技术指标：
土钉施工注意事项：
（1）基坑开挖必须与土钉施工协调一致，且每层土钉的超挖深度不超过0.30米；土钉注浆采用纯水泥浆，水灰比0.45~0.5，注浆方式为低压注浆，注浆压力0.5MPa左右，孔内注浆的充盈系数不得小于1.0。
（2）土钉墙护顶宽度为1.50m，面层厚度为100mm，面层混凝土强度等级C20。
土钉墙表面设置长1mPVC花管泄水孔，泄水孔下倾10度按放。
GH段：采用大放坡，面层喷射混凝土。
四、主要施工技术要求
总体要求：由于场地地质条件特殊，基坑南侧煤气管道和电缆沟、西侧的管道和泵房是重点保护对象，基坑和内部结构施工期间应尽量保证内外侧30m范围内软土不遭水浸泡，所有工程必须在雨季到来之前全部完成。
整个基坑支护工程以搅拌桩为主，搅拌桩采用双头搅拌机进行施工，搅拌桩直径700mm，搅拌轴间距500mm，搅拌桩之间搭接宽度为200mm。采用普通硅酸盐32.5R水泥作固化剂，水泥掺量东侧为13%，南侧和西侧为15%；水灰比0.45，外加剂石膏，掺量为水泥掺量的2%，搅拌桩深度至强风化岩石顶面。
1、施工顺序
东侧放坡、排水沟、搅拌桩、西侧土钉墙→混凝土养护→基坑开挖
2、施工技术要求
（1）桩架定位及保证垂直度
水泥土搅拌桩机桩架到达指定桩位，对中。当场地标高不符合设计要求或起伏不平时，应先进行开挖、整平。施工时桩位偏差应小于5cm，桩的垂直度误差不超过1%。
（2）预搅下沉
待水泥土搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电动机，放松起重机钢线绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电动机的电流表控制。工作电流不大于70A。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
（3）制备水泥浆
按设计要求的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥倒入集料斗中。
（4）提升、喷浆并搅拌
水泥土搅拌桩机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，并且边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌头。
（5）重复搅拌或重复喷浆
为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌头提升出地面。
也可采用复搅、复喷（即二次喷浆）方法。在第一次喷浆至顶面标高，喷完总量的60%浆量，将搅拌头边搅边沉入土中，至设计深度后，再将搅拌头边提升边搅拌，并喷完余下的40%浆量。
喷浆搅拌时喷头的提升速度不应超过0.5m/min。
3、质量控制与检验
水泥土搅拌桩的施工质量可通过施工记录、强度试验和轻便触探进行间接或直接的判断。
成桩施工期的质量检验：包括力学性能、原材料质量、掺合比的检查等。
（2）施工記录：施工记录应详尽、完善、如实进行并由专人负责。
（3）强度检验：采用钻取水泥土桩芯或静力触探方法检验桩长和桩身强度，或用轻便触探检验桩顶4m范围内桩身强度。桩身强度要求：无侧限抗压强度不小于0.5Mpa。
（4）基坑开挖期的检测：观察桩体软硬、墙面平整度和桩体搭接及渗漏情况，如不能符合设计要求应采取必要的补救措施。
4、土钉墙施工
1）土钉喷锚施工自上而下分层进行，第一次开挖至第一排土钉位置以下约300mm处，以后每次开挖深度与土钉竖向间距相同。严格控制超挖，并及时进行喷锚施工，待喷锚混凝土及注浆体强度达到设计强度75％以上时方可进行下一层土开挖。
2）水平方向施工应严格按照“分段跳控”原则，分两序施工。
3）土钉沿长度方向每隔2m焊接定位支架。
4）土钉注浆材料为水泥浆。
5）喷射混凝土强度等级为C20，厚度100mm，分二次施工，第一次喷射20mm，第二次待土钉、挂网施工完成后再喷射80mm。
6）钢筋网为φ6@200mm×200mm，土钉钢筋通过井子筋、加强筋互相连接。沿土钉横向轴线通长设置Ф16加强筋，纵向设置Ф16斜拉筋。网点以绑扎方式连接，基坑顶部用1.5m长Φ12钢筋钉打入土中固定钢筋网，钢筋钉间距1.0m。
五、效果
调节池工程水泥土搅拌桩支护施工完毕后，经过15天养护后，做抽样钻芯取样实验，无侧限抗压强度均不小于0.5Mpa，土方分层开挖过程中，对周边建筑物进行了监测，结果显示基坑处于稳定状态，最终顺利完成了土建施工任务。
参考文献：1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
3、《理正深基坑支护软件5.5》
[关键词]：水泥土搅拌桩深基坑支护
中图分类号：TQ172文献标识码： A
一、工程概况
马钢第一能源总厂污水处理站工程调节池平面尺寸约为46.4m×51.4m，原设计地下埋深约-9.7m，位于山脚下，土质自北向南逐渐变差，北侧池底坐落在岩层上，南侧有约15m厚淤泥与粉质粘土层，开始在基坑南侧、西侧采用钻孔灌注桩支护，东侧采用放坡，但在土方开挖过程中，南侧出现坍塌。后设计院对调节池结构进行调整，将西侧底板12m由-4.6m~-9.0m、南侧底板16m由-4.6m~-9.0m改呈斜坡状，四周为池壁，顶标高为+0.30m，需重新考虑深基坑支护，平面见附图一。
二、场区地质条件及现场环境
根据中冶集团武汉勘察研究院有限公司提供的岩土工程勘察报告，本场地地层自上而下分为：
勘察期间测得该场区地下水水位标高为-1.00m,为潜水。根据勘察报告，场地内地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
基坑东侧为开阔地；基坑南侧距离基坑底边线36m处为高架煤气管道和电缆沟，煤气管道自重荷载约120吨，采用工字钢桩基础，基础深入基岩；基坑西侧距离基坑边界4.4m有一直径约500mm输水管道，距基坑12.4m处为泵房，泵房基础埋深2m，泵房北侧有一清水池，深3m。
三、设计方案确定
根据土质要求，考虑到南侧土质与北侧有很大差异及南侧塌方导致地基土层松动，支护方法必须与地基加固相结合，故采用水泥土搅拌桩做重力式挡墙，从而起到支护作用，经过计算，确定了如下做法：
1、东侧：边坡长约50m，基岩面向南倾伏，向北逐渐抬高，在距离南侧20m处在坑底出露。
BC段：对该段作大放坡处理后，在-4.6m台阶采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙总宽7.2m。在内侧坑底水平4m范围内采用搅拌桩加固，见附图二（1-1）剖面。
AB段:采用大放坡，见附图二（2-2）剖面。
2、南侧(DE段)：边坡长约52m，基岩埋深约20m，地层主要为淤泥质粘土和粉质粘土，力学性质差，上部有约4m厚的回填土，见附图二（3-3）剖面。
对回填土夯实后采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙宽8.2m，在内侧坑底水平4.5m宽范围内采用搅拌桩对被动区进行加固。
3、西侧：边坡长50.0m，基岩向南倾伏，南端基岩埋深约20m。
FG段：对基坑采用2级放坡，在上部台阶采用土钉+挂钢筋网喷射混凝土加固，土钉水平间距1.5m，垂直间距1m，注浆浆液为水泥浆,水灰比0.45,添加三乙醇氨早强剂,注浆水泥量为每孔不少于50kg/m；下部采用水泥土搅拌桩作重力式挡墙，挡墙宽8.2m，内侧坑底水平4.5m宽范围内采用搅拌桩加固，附图二（4-4）剖面。土钉技术指标：
土钉施工注意事项：
（1）基坑开挖必须与土钉施工协调一致，且每层土钉的超挖深度不超过0.30米；土钉注浆采用纯水泥浆，水灰比0.45~0.5，注浆方式为低压注浆，注浆压力0.5MPa左右，孔内注浆的充盈系数不得小于1.0。
（2）土钉墙护顶宽度为1.50m，面层厚度为100mm，面层混凝土强度等级C20。
土钉墙表面设置长1mPVC花管泄水孔，泄水孔下倾10度按放。
GH段：采用大放坡，面层喷射混凝土。
四、主要施工技术要求
总体要求：由于场地地质条件特殊，基坑南侧煤气管道和电缆沟、西侧的管道和泵房是重点保护对象，基坑和内部结构施工期间应尽量保证内外侧30m范围内软土不遭水浸泡，所有工程必须在雨季到来之前全部完成。
整个基坑支护工程以搅拌桩为主，搅拌桩采用双头搅拌机进行施工，搅拌桩直径700mm，搅拌轴间距500mm，搅拌桩之间搭接宽度为200mm。采用普通硅酸盐32.5R水泥作固化剂，水泥掺量东侧为13%，南侧和西侧为15%；水灰比0.45，外加剂石膏，掺量为水泥掺量的2%，搅拌桩深度至强风化岩石顶面。
1、施工顺序
东侧放坡、排水沟、搅拌桩、西侧土钉墙→混凝土养护→基坑开挖
2、施工技术要求
（1）桩架定位及保证垂直度
水泥土搅拌桩机桩架到达指定桩位，对中。当场地标高不符合设计要求或起伏不平时，应先进行开挖、整平。施工时桩位偏差应小于5cm，桩的垂直度误差不超过1%。
（2）预搅下沉
待水泥土搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电动机，放松起重机钢线绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电动机的电流表控制。工作电流不大于70A。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
（3）制备水泥浆
按设计要求的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥倒入集料斗中。
（4）提升、喷浆并搅拌
水泥土搅拌桩机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，并且边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌头。
（5）重复搅拌或重复喷浆
为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌头提升出地面。
也可采用复搅、复喷（即二次喷浆）方法。在第一次喷浆至顶面标高，喷完总量的60%浆量，将搅拌头边搅边沉入土中，至设计深度后，再将搅拌头边提升边搅拌，并喷完余下的40%浆量。
喷浆搅拌时喷头的提升速度不应超过0.5m/min。
3、质量控制与检验
水泥土搅拌桩的施工质量可通过施工记录、强度试验和轻便触探进行间接或直接的判断。
成桩施工期的质量检验：包括力学性能、原材料质量、掺合比的检查等。
（2）施工記录：施工记录应详尽、完善、如实进行并由专人负责。
（3）强度检验：采用钻取水泥土桩芯或静力触探方法检验桩长和桩身强度，或用轻便触探检验桩顶4m范围内桩身强度。桩身强度要求：无侧限抗压强度不小于0.5Mpa。
（4）基坑开挖期的检测：观察桩体软硬、墙面平整度和桩体搭接及渗漏情况，如不能符合设计要求应采取必要的补救措施。
4、土钉墙施工
1）土钉喷锚施工自上而下分层进行，第一次开挖至第一排土钉位置以下约300mm处，以后每次开挖深度与土钉竖向间距相同。严格控制超挖，并及时进行喷锚施工，待喷锚混凝土及注浆体强度达到设计强度75％以上时方可进行下一层土开挖。
2）水平方向施工应严格按照“分段跳控”原则，分两序施工。
3）土钉沿长度方向每隔2m焊接定位支架。
4）土钉注浆材料为水泥浆。
5）喷射混凝土强度等级为C20，厚度100mm，分二次施工，第一次喷射20mm，第二次待土钉、挂网施工完成后再喷射80mm。
6）钢筋网为φ6@200mm×200mm，土钉钢筋通过井子筋、加强筋互相连接。沿土钉横向轴线通长设置Ф16加强筋，纵向设置Ф16斜拉筋。网点以绑扎方式连接，基坑顶部用1.5m长Φ12钢筋钉打入土中固定钢筋网，钢筋钉间距1.0m。
五、效果
调节池工程水泥土搅拌桩支护施工完毕后，经过15天养护后，做抽样钻芯取样实验，无侧限抗压强度均不小于0.5Mpa，土方分层开挖过程中，对周边建筑物进行了监测，结果显示基坑处于稳定状态，最终顺利完成了土建施工任务。
参考文献：1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
3、《理正深基坑支护软件5.5》