格栅状重力式水泥土挡墙帷幕结构实践应用

孙 刚

(太原市龙城发展投资有限公司，山西 太原 030002)

格栅状重力式水泥土挡墙帷幕结构实践应用

孙 刚

(太原市龙城发展投资有限公司，山西 太原 030002)

根据实际工程具体情况，在液化场地基坑开挖5.0 m采用格栅状重力式水泥土搅拌桩挡土墙作为帷幕结构的施工技术，就施工现场情况、施工工艺及质量控制要点进行了论述，实践表明采用格栅状重力式水泥土挡墙止水帷幕具有较好的经济效益和社会效益。

基坑支护结构，格栅状，水泥土搅拌桩，四搅二喷

0 引言

近年来，重力式水泥土挡土墙在基坑支护结构中广泛应用。其是利用水泥材料为固化剂，采用特殊的拌合机械在地基深处就地将原状土与固化剂强制拌合，经过一系列的物理化学反应，形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体，相互搭接，连续作业，构成具有一定强度和整体结构的格栅状水泥土墙，用以维持基坑边坡的稳定，保证地下结构施工及周边环境的安全。水泥土墙兼具有止水功能，而且施工振动小，无侧向挤压，对周围环境影响小，造价经济，适用于软土地区开挖深度小于6 m的基坑工程支护。

本文通过格栅状重力式水泥土挡土墙在山西省太原市晋源区实际工程的应用，阐述其作为基坑支护帷幕结构的优越性，值得推广应用。

1 工程实例

晋源东区一号地块棚户区改造安置住房项目位于山西省太原市晋源区实验中学西侧，场地范围地下水类型为孔隙潜水，静止水位埋深介于0.5 m～5.3 m之间,属液化场地。工程占地面积约40 000 m2，南北最大长度约255 m，东西最大宽度约206 m，地下车库地下1层，主楼地下2层，基坑围护周长约890 m，开挖深度4 m～5 m。基坑西侧为山西美佳矿业装备公司厂房及现场施工道路，北侧为工地临建，南侧为拟建幼儿园及小学场地，东侧为退水渠，周边场地情况相对较简单。根据岩土勘察报告分析，开挖影响范围内场地地基土从上至下共分为3层，土层物理力学参数如表1所示。

表1 土层物理力学参数表

2 基坑支护结构施工

该基坑支护工程为临时性工程，基坑侧壁由杂填土、黏性土及粉土介质组成，基坑支护设计使用期限为1年；遵循安全可靠、经济合理、技术可行和保护环境的原则，因地制宜、因势利导，选择合理的支护结构：理论计算时有足够的安全系数，采用合理的计算模型进行边坡稳定性分析；在确保基坑开挖及使用安全的前提下，控制其位移量，不得影响周边环境的安全，其次考虑施工工艺的可行性，节省工期及造价。因此依据动态设计、信息化施工的设计理念，本基坑支护方案的设计思路：采用圆弧滑动面条分法计算稳定性；采用格栅状重力式水泥土墙支护结构。

2.1 基坑支护方案

综合考虑基坑开挖深度、周边环境及地层条件，将基坑划分为8个支护单元，详见图1。

AB段：开挖深度4.5 m，墙宽2.205 m；BC段：开挖深度4.0 m，墙宽2.205 m；CD段：开挖深度5.0 m，墙宽2.55 m；DE段：开挖深度4.0 m，墙宽2.205 m；EF段：开挖深度5.5 m，墙宽2.905 m；FG段：开挖深度4.5 m，墙宽2.55 m；GH段：开挖深度5.5 m，墙宽2.905 m；HA段：开挖深度4.5 m，墙宽2.55 m。详见图2(因各区段开挖深度、墙宽不一，以CD段大样为例，其余各段均类似施工)。

2.2 施工工艺

设计为内侧两排水泥土搅拌桩伸入基底6 m兼做止水帷幕，外侧两排或一排与内排桩相互咬合成格栅状结构作为基坑的支护。内外侧水泥土搅拌桩桩径500 mm，桩距350 mm，排距350 mm，咬合150 mm。帷幕桩使用PH-5A深层搅拌桩机，采用四搅二喷施工工艺，搅拌桩(湿法)水泥用量为65 kg/m，采用矿渣32.5水泥，水灰比0.6～0.8。每个格栅严格按照“之”字形施工，保证内外侧桩的咬合质量。水泥土墙体28 d无侧限抗压强度不小于1.2 MPa。坡顶喷面护坡宽度2.2 m，每隔2.0 m砸入1Φ16(L=1 500 mm)用以挂网；面层钢筋网采用φ6.5@200×200，喷面混凝土强度等级为C20，喷面厚度为80 mm。

1)根据施工图纸进行桩位定位，准确测放桩位中心线，现场桩位测放点偏差小于20 mm，施工时桩对位偏差小于20 mm。

2)桩机就位后，调整液压支脚，用线坠法检查垂直度，垂直度偏差小于0.5%。

3)严格控制水灰比0.6～0.8，水泥用量65 kg/m，水泥浆搅拌时间不得少于2 min。

4)搅拌下沉时，根据土质情况的软硬合理调整下沉速度至设计桩底标高，成桩深度偏差控制在±100 mm。

5)当下沉至设计深度时，开动灰浆泵送浆并应喷浆坐底30 s。

6)为保证搅拌质量，送灰质量必须根据钻头提升速度输送，保证浆均匀，送浆时提升或下沉搅拌速度控制在0.5 m/min～1.0 m/min之间。搅拌提升时，反转慢速提升，要保证搅拌的均匀。

7)桩与桩体搭接时间不大于24 h，确保帷幕不发生漏水、渗水现象。帷幕接头处理桩施工至地面并在帷幕外侧施工两根桩进行连接。

8)在每个格栅施工时严格按照施工工艺施工，施工完一个格栅后再进行下个格栅的施工，施工轨迹呈“之”字形，保证桩与桩之间的搭接质量。

2.3 四搅二喷施工工艺

工艺流程：施工准备→确定工艺参数→搅拌机定位→预搅下沉→提升→喷浆搅拌→重复上下搅拌→清洗→移位→质量检验。

施工示意图见图3。

2.4 质量检验标准

水泥土挡墙施工质量检验标准见表2。

3 土方开挖

当支护结构构件强度达到开挖阶段的设计强度时，方可进行土方开挖。开挖时，挖土机械不得碰撞或损害支护结构及构件,不得损害已施工的基础桩。分层分段土方开挖，每段开挖至设计基底标高时立即进行基础垫层施工，减少坑底原状土体暴露时间。

表2 水泥土挡墙施工质量检验标准

4 基坑工程监测

基坑工程监测工作贯穿于土方开挖、基坑工程和地下工程施工全过程。基坑工程现场监测的对象包括支护结构、地下水状况、基坑底部及周边土体、周边建筑及道路等。基坑工程施工和使用期内，每天由专人进行巡视检查，巡视检查以目测为主，辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具及摄像、摄影等设备进行。通过监测指导基坑土方开挖和地下工程施工，并根据设计要求的量测限值作预警预报，及时采取有效的技术措施，确保基坑安全。

5 效益分析

5.1 可观的经济效益

格栅状重力式水泥土搅拌桩结构作为围护结构为自立式，不需加支撑，开挖方便，同时起到截水作用，相对于其他类型支护结构工程造价降低、极大地缩短了施工工期。施工时可以根据监测情况，及时调整土方开挖方法，采取有效措施进行加固，提高基坑工程的安全稳定性。

5.2 良好的社会效益

根据晋源东区安置房项目实际工程情况，从土方开挖到±0完成3个月的位移变形观测结果显示，该帷幕的最大位移量为10 mm,基坑支护安全、可靠。经沉降观测实测显示,周围的厂房、退水渠及道路均没有出现任何沉降,避免了周围环境因素外界纠纷。基坑开挖后至土方回填过程中，止水帷幕没有一处漏水,水泥土挡墙有效地切断了基坑外地下水流,起到了良好的止水作用,保证了棚户区改造工程的顺利进行,赢得了广泛的社会效益。

6 结语

通过实际工程应用，格栅状重力式水泥土搅拌桩挡土墙结构作为围护结构使用效果显著。可以改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能，达到止水、挡土的目的，同时节约经济成本，缩短施工工期，可在同类型场地环境中推广使用。

[1] JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2] 周发恒.格栅式水泥土搅拌桩支护及止水帷幕施工技术[J].山西建筑,2009,35(6):139-141.

[3] 韩灵梅.深层水泥土搅拌桩止水帷幕施工浅析[J].山西建筑,2006,32(24):102-103.

[4] 时爱保，冯士彦，窦红辉.水泥土搅拌桩止水帷幕施工工艺[J].建筑技术,2007(7):19-23.

Practical application of gridiron gravity-style cement retaining wall curtain structure

Sun Gang

(TaiyuanLongchengDevelopmentInvestmentCo.,Ltd,Taiyuan030002,China)

According actual engineering conditions, the paper applies the construction technology of gridiron gravity-style cement retaining wall curtain structure in hydraulic field foundation excavation 5.0 m, and discuses construction field conditions, construction technologies and quality control points. Practice proves that: applying gridiron gravity-style cement retaining wall curtain structure has better economic and social benefits.

foundation support structure, gridiron, cement-soil mixing pile, fourth-mixing and second-spraying

2015-06-24

孙 刚(1972- )，男，工程师

1009-6825(2015)25-0089-03

TU476.4

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