水泥土重力式围护墙施工技术研究

张福龙 梁潇文

（1陕西铁路工程职业技术学院， 陕西 渭南 741000）

水泥土重力式围护墙施工技术研究

张福龙1梁潇文1

（1陕西铁路工程职业技术学院， 陕西 渭南 741000）

水泥土重力式围护墙是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。本文结合上海朝阳公园基坑开挖的具体施工工况，采用水泥土重力式围护墙进行围护施工，取得良好效果，积累了一定工程经验，可为今后水泥土重力式围护墙施工提供一些指导意见。

围护墙 围护施工 施工技术

0 引言

搅拌桩最早于本世纪50年代初问世于美国。但自60年代以后的发展直到现在，不论在施工机械、质量检测、设计方法、工程应用等方面均以日本和瑞典领先于世。经过40多年的应用和研究，已形成了一种基础和支护结构两用、海上和陆地两用、水泥和石灰两用、浆体和粉体两用、加筋和非加筋两用的软土地基处理技术，它可根据加固土受力特点沿加固深度合理调整它的强度，施工操作简便、效率高、工期短、成本低，施工中无振动、无噪声、无泥浆废水污染，土体侧移或隆起较小。故在世界各地获得广泛的应用，并在应用中获得进一步发展。

搅拌桩在我国应用的头10年中，其主要用途是加固软土，构成复合地基以支承建筑物或结构物。将搅拌桩用于基坑工程，虽在其发展初期已有成功的实例，但大量应用则是90年代初随着我国各地高层建筑和地下设施大量兴建而迅速兴起的，其中尤以上海及沿海各地为最多。与此同时，在设计中利用弹塑性有限元分析、土工离心模拟试验等方法，结合基坑开挖现场监测，对搅拌桩重力式围护墙的稳定和变形特性进行了深入的研究。通过20多年的应用与研究，搅拌桩重力式围护墙的结构、计算和构造等均有了较大的发展，也出现了一些新的水泥土与其它受力构件相结合的结构形式。随着深化经济建设的发展，我国的搅拌桩技术适应国情特点，断登上新的台阶。

1 工程及地质概况

（1）工程概况

上海朝阳公园位于浦东桃林路、灵山路。拟建场地内将建四栋高层建筑及地下车库、商场、会所，地下1 层，基坑开挖深度为4.43m—3.65 m。平面形状呈矩形，基坑占地面积约5160 m2，围护周长为523m。

（2）周围环境及地质资料

①周围环境

基坑东、南两侧临马路，西、北两侧临小区，马路下均有市政管线通过，基坑边离桃林路距离较近，最近的电力管线距基坑边约3m；小区内有多栋六层楼住宅及招商中心，均为天然地基条形基础，建筑物距基坑边约10m。

②地质资料

拟建场地，地面绝对标高约4.1m。在拟建场地钻探所达深度范围内地基土层均属第四系沉积物，主要由饱和粘性土、粉土、砂土等组成，场地土的类型为软弱场土。第③层砂性较重，渗透系数较大，当基坑开挖至底部时，在基坑内外水头差的作用下，土体易产生管涌、流砂等现象，施工时须特别注意。地下水位在地面下1.2m至1.75m。

（3）结构型式

根据围护平面布置图 1所示，整个场地较为狭长，近马路两侧有地下管线需要保护，且桃林路一侧离开较近；另外两边有多栋六层楼住宅及招商中心需要保护，因此，围护结构型式考虑采用既安全经济又利于加快工程进度的水泥土搅拌桩重力式结构，具体方案如下：

①围护墙采用双头水泥土搅拌桩，墙厚2.7—3.2 m，桩深8 m，内排加至深10.5 m，搅拌桩水泥掺量为13%。②围护墙体顶部为现浇钢筋混凝土压顶板,板厚0.15 m，加强墙体的整体性。③围护墙体与钢筋混凝土压顶板之间设置Ф12@1000 的连接钢筋，长度 1.5 m。

2 施工要求

水泥掺量通过掺合比试验确定，一般水泥掺合比为 13%（重量比），局部暗浜区域掺量加大为15%，水泥采用普通硅酸盐水泥，水灰比0.45—0.55；开挖时水泥土搅拌桩的强度要求：无侧限抗压强度不低于0.8MPa，抗剪强度不低于0.2MPa；施工单位可根据土方开挖的时间要求掺加适量的外加剂以利于早期强度的提高，水泥土搅拌桩的养护期不得少于28天；

相邻桩施工间隙时间不得大于16 小时，否则认为出现冷缝，应采取补救措施；钢筋混凝土顶圈板混凝土强度等级为C25，主筋净保护层厚度为30mm。

3 土方开挖、基坑降水要求

土方开挖根据施工情况合理确定分区、分层开挖顺序。土方开挖必须分层进行，分层厚度不大于2.0 m。必须严格控制相临分区之间的土层高差(一般为2 m左右)，必须确保土坡自身稳定。场内堆载必须在坑边10 m以外，10 m以内堆载不得大于20kN/m2。坑内排水沟不得靠坑边布置。为便于基坑开挖和减少围护结构在开挖中变形,基坑内应设置井点预降水。水位宜降至基坑开挖面以下0.5—1.0 m。井点降水应在基坑开挖前2 周以上完成布设并开始降水。根据上海地区土质特点,井点应采用真空型式,确保降水效果。基坑内降水应注意坑内、外地下水位观测,防止影响周围环境。

4 监测要求

为确保工程施工，附近建筑物、道路和地下管线等的安全,及时预报施工中出现的问题，指导施工，必须进行如下施工监测：

（1）墙体水平变形监测(测斜)；

（2）墙顶变形及沉降监测；

（3）基坑外地面沉降监测；

（4）基坑内、外地下水位监测；

（5）附近地下管线的变形监测；

（6）附近建筑物沉降及倾斜监测。

5 总结

由于水泥土重力式围护墙侧向位移控制能力在很大程度上取决于桩身的搅拌均匀性和强度指标，相比其他基坑围护墙体来说，位移控制能力较弱。因此，在基坑周边环境保护要求较高的情况下，若采用水泥土重力式围护墙，基坑深度应控制在5m范围以内，降低工程的风险。

在基坑土方开挖阶段，通过分层分块的施工措施，围护墙顶的位移得到有效的控制，一般边的墙顶位移都不大于30mm，长边中段的最大变位为38mm，相邻地面沉降最大 21mm，管线最大沉降 8mm。基本在设计允许范围之内，满足设计要求。

[1] 刘建航，候学渊. 基坑工程手册 [M] 北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2] 龚晓南，地基处理手册 [M] 北京：中国建筑工业出版社，2000.

[3] 蔡伟铭，陈友文.拱形水泥土支护结构在马钢料槽开挖中的应用：工业建筑，1995年9 期.

[4] 蔡伟铭.基坑（深度小于10m）支护结构设计与施工中的若干问题，上海建设科技,1995年 2期

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