水泥土搅拌桩在深层淤泥基坑支护中的设计及应用

2017-04-24

四川水泥 2017年4期

关键词：土方淤泥深层

(鹤山市强盛建筑工程有限公司广东江门 529000)

梁超伦

(鹤山市强盛建筑工程有限公司广东江门 529000)

该文通过水泥土搅拌桩设计及施工在珠海市斗门的成功实践应用，阐述了水泥搅拌桩在流塑性淤泥层中施工应采取的设计和检测要点。

基坑围护；水泥搅拌桩；支护墙；深层淤泥

1、引言

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械将软土深部和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高原有软土强度和稳定性，从而形成支护结构，具体不透水性能，而且加固效果显著，可很快投入使用，工期短，费用省。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。现以广东省珠海市斗门区域地质情况为例，以某商住楼小区的实际施工情况来说明搅拌桩在流塑性淤泥层中设计及应用。

2、工程概况

本工程基坑围护边长为 574.57m，基坑总面积为1550.52m2，地下室底板底绝对标高-2.0m，场地地坪现状绝对标高约+1.1m，基坑设计计算深度 3.1m；现场东北侧：地下室外墙外边线距现场围蔽约18.0米，东南侧：地下室外墙外边线距现场围蔽约6.5 米，西侧：地下室外墙外边线距邻近商铺约 8.0米，西北侧：地下室外墙外边线距邻近商铺约 7.2米。根据甲方提供岩土工程勘察报告，素填土(地层代号①)：黄褐色，主要由堆填的粘性土组成，含少量碎石、块石，结构松散，分布不均，处于湿的松散状态。分布于全场地。厚度1.80～5.00米，平均厚度2.21米。各项指标：含水量w=33.6%，液性指数IL=0.89，孔隙比e=0.915，压缩系数α1～2=0.38MPa-1，标贯击数N＇=3.9击，修正后的标贯击数N＝3.9击。淤泥（地层代号②）：灰色～深灰色，含贝壳碎片，呈饱和的流塑状态，局部夹薄层粉细砂层，分布于全场地。厚度22.60～33.30米，平均厚度28.31米。各项指标：含水量w=61.8%，液性指数IL=1.44，孔隙比e=1.678，压缩系数α1～2=1.48MPa-1。淤泥质粘土（地层代号③）：灰色，混大量粉细砂，呈饱和的流塑状态。分布于全场地。厚度6.30～20.40米，平均厚度13.98米。各项指标：含水量w=54.2%，液性指数IL=1.26，孔隙比e=1.483，压缩系数α1～2=1.17MPa-1。

3、基坑支护设计要点

（1）设计参数选取

基坑计算深度为为 3.1m，场地现地面绝对标高+1.10m，基坑设计有效使用期半年。

基坑壁边线：地下室外墙外边线外扩 1.5m 作为基坑底边线，基坑施工前应核对场地范围是否具备边桩施工条件。

周边荷载控制：基坑顶临时堆载不超过 10kPa，且距基坑放坡边线不小于 2.00米，尽量杜绝堆载。坡顶3倍基坑深度范围内避免大规模堆载。

除东南侧外，其余各侧基坑周边考虑设置临时道路，可运行载重小于 15 吨的车；对于运输土方的重型车，须从指定出入口，按规定线路进出场内；地下室商品砼浇筑时，采用地泵安放在指定区域输送，禁止商品混凝土搅拌车及泵车其沿基坑四周行走。

（2）基坑支护结构和排水

根据现场场地情况，采用放坡卸荷+搅拌桩重力式挡土墙方案可分为三种形式。

水泥土搅拌桩部位：桩径均为 600mm，其中挡土结构之相邻桩搭接 150mm，坑底被动区搅拌桩相邻桩搭接150mm。对于有空桩的搅拌桩，其桩顶标高按设计搅拌桩顶标高+500mm控制。搅拌桩固化剂用42.5R 复合硅酸盐水泥，其各项性能指标须满足国家要求。实桩部分水泥掺入量为70kg/m，空桩部分水泥掺量约5～15kg/m。水泥土 30 天强度≥0.6MPa。挡土搅拌桩采用水泥浆液，水灰比0.5，2搅2喷；坑底加固搅拌桩采用水泥粉体。搅拌桩龄期＞21 天后，方可进行基坑土方开挖。

在对水泥土搅拌桩施工之前，应对周边的预力管桩桩位进行准确放线，以防止水泥搅拌桩与预力管桩桩位重合，当两者位置重合时，搅拌桩位置可作适当的调整以避开预力管桩。

放坡部位：基坑开挖后应迅速修整坡面，挂网#8铁丝网@200双向后按喷射50mm厚混凝土的设计强度等级为 C20，喷射砼及水泥砂浆终凝2h后，应喷水养护；在渗水区喷射混凝土，可适当加入早强剂。喷射时，应控制好水灰比，保持砼表面平整，呈湿润光泽，无干斑或流淌现象。

钢管桩部位：采用φ104 壁厚 3.0 的钢管，钢管桩长 6m，搅拌桩成孔后立即压入，压入时钢管桩倾斜度不得大于 0.5%。

排水部位：基坑顶砖砌排水沟，尺寸300 × 300 ， MU10 灰砂砖砌筑，C15素砼垫层，砂浆抹面。坑底采用明沟井（可利用现有承台基坑）排水，自然挖土成沟（坑）即可，无需砌筑，并据挖土区段不同，灵活调整排水沟（坑）的设置。在基坑顶部设置1个沉淀池，尺寸约3.5m ×2.0m×1.5m ，在坡底根据水量大小每 50 米设置1 个集水井，尺寸1.0m × 1.0m×1.0m 。所有基坑排上来的水必需经沉淀池沉清后才能排入排洪明渠或市政管网。

根据本工程条件，降排水需按土方开挖中、土方开挖后分二阶段进行：第一阶段土方开挖，主要解决未疏干之潜水及地表雨水，此阶段排水主要靠基坑四周的临时排水明沟和集水坑(土沟、土坑)解决，并随着土方开挖的加深及推进，及时调整明沟线路及集水坑位置。第二阶段，土方开挖到底并回填素土置换后，可按设计大样图砌筑坡顶、坡底排水沟及集水井，及时排除雨水，避免对回填素土的浸泡。