張文

摘要：水泥土攪拌樁應(yīng)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有高止水性、對(duì)周邊環(huán)境影響小、對(duì)鄰近建筑危害小、工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。本文概述了水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并以實(shí)際工程為例分析了其設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；工程應(yīng)用

一、水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)

水泥土深層攪拌樁又稱攪拌樁擋墻，是加固軟土地基的一種新方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械，將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體。

適應(yīng)條件：深層攪拌樁最適宜于各種成因的飽和軟粘土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土等。一般認(rèn)為含有高嶺石、多水高嶺石與蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好；含有伊利石、氯化物等粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高、酸堿度（PH值）較低的粘性土的加固效果較差。

水泥土攪拌樁在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用主要分為以下幾類：

（1）形成水泥土防滲帷幕，一般與灌注樁配合使用。水泥土的滲透系數(shù)比天然土的滲透系數(shù)小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，通常在10～7cm/sec以上，此方法中水泥土攪拌樁主要用于止水。這種方法在軟土地區(qū)應(yīng)用十分廣泛，1、2、3級(jí)基坑皆可應(yīng)用，一般當(dāng)基坑深h=8～14m，周圍環(huán)境要求不十分嚴(yán)格時(shí)多考慮采用。

（2）水泥土組合拱結(jié)構(gòu)，這種方法大多也是與灌注樁配合使用，但水泥土樁除了擋水，還可有效利用自身的強(qiáng)度起到擋土的作用。

（3）水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這種方法中水泥土攪拌樁連續(xù)成樁，相互搭接成墻，既擋水又擋土，當(dāng)基坑屬于2、3級(jí)基坑，基坑深h≤7m，坑邊至紅線間有足夠的距離時(shí)，往往優(yōu)先采用。

（4）加筋水泥土墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這種方法是重力式結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，插筋之后大大提高了水泥土擋墻的抗拉能力。

二、水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

（一）工程實(shí)例

某廣場(chǎng)一期工程地下一層，地下室建筑面積8533m2，主樓基礎(chǔ)整板基礎(chǔ)底板面柱高-4.5、底標(biāo)高-6.53，裙房基礎(chǔ)底板面積標(biāo)高-3.800m，室外車庫(kù)底標(biāo)高-3.80m，主樓底板厚1.9m，裙房底板厚400mm。承臺(tái)底標(biāo)高-5.03m，室外車庫(kù)底標(biāo)高-4.98m，主樓相對(duì)封閉，及裙房與室外車庫(kù)通道口相連。本工程內(nèi)外高差0.8m，主樓基坑開挖深度5.4m，裙房室外地下室開挖深度3.88m。本工程采用局部整體圍護(hù)，局部敞開放坡開挖，基坑面積約10000m2，基坑圍護(hù)樁長(zhǎng)度約320m，采用深層攪拌樁格欄式水泥土擋土墻，摻灰量15%，樁頂距自然地面2m（裙房部位1m），樁長(zhǎng)8.5m（裙房部位5.6m）。

（二）具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)

深層攪拌水泥土樁擋墻設(shè)計(jì)，參照以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，充分考慮土體側(cè)向壓力及墻頂周圍的施工荷載，按重力式擋墻進(jìn)行設(shè)計(jì)并驗(yàn)算抗傾覆和側(cè)向位移?？油鈧?cè)向壓力按水、土壓力分算，其中土壓力采用朗肯土壓力理論。坑內(nèi)土壓力計(jì)算采用M法計(jì)算土體反力。

水泥樁擋土墻當(dāng)墻后土重度為γ，內(nèi)摩擦角為φ，粘聚力為C=0，土對(duì)墻背摩擦角δ=0，水泥樁擋土墻后土表面均布荷載為q，墻高H，墻后地下水位在墻底面以上h米處，地下水位以下土重度γ1，水重度γw=10KN/m3，地下水位處土產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為бa1

該擋墻按格柵形組合，形成土、樁結(jié)合體受荷，采用9排直徑為700mm水泥土樁，相鄰兩樁搭接度為200mm，以確保擋墻的擋水性能。經(jīng)計(jì)算，樁長(zhǎng)為8.50米，墻寬4.7米，墻頂距室外自然地面為3.00米，按1：1放坡，坡腳做磚砌明溝（500×500，i=2%）進(jìn)行明溝排水；開挖邊坡采用Ф100～150，長(zhǎng)3.20米，@600mm木樁并堆砂包護(hù)坡。

本工程采用雙軸深層攪拌樁機(jī)施工，葉片直徑為700。攪拌樁樁位偏差不超過5cm，樁身垂直度誤差不超過1/200，樁徑偏差不大于1cm。水泥采用PO42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，要求水泥應(yīng)新鮮、干燥、無結(jié)塊現(xiàn)象，水泥摻量為15%，28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值>1.0MPa。漿液水灰比0.50～0.55，送漿壓力0.4～0.6MPa。穿越粉土、粉砂范圍，宜摻入5～10kg/立方米膨潤(rùn)土。成樁采用二攪二噴攪拌工藝。

（三）施工技術(shù)要點(diǎn)

1、障礙物清理

因該止水樁要求連續(xù)施工，故在施工前應(yīng)對(duì)圍護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行探測(cè)清理，以保證施工順利進(jìn)行。

2、測(cè)量放線

根據(jù)甲方提供坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)、總平面布置圖、圍護(hù)工程施工圖。按圖放出樁位控制線，設(shè)立臨時(shí)控制樁，做好技術(shù)復(fù)核單，提請(qǐng)甲方及監(jiān)理驗(yàn)收。

3、開挖溝槽

根據(jù)基坑圍護(hù)邊線用挖機(jī)開挖槽溝，溝槽尺寸為寬3700×深1000mm；并清除地下障礙物，開挖溝槽土體應(yīng)及時(shí)處理，以保證攪拌樁正常施工。

4、樁機(jī)就位

樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用經(jīng)緯儀或線錘進(jìn)行觀測(cè)以確保鉆機(jī)的垂直度；水泥攪拌樁樁位定位偏差應(yīng)小于5cm，樁徑偏差小超過2cm，樁身垂直偏差不超過1%。

5、水泥土配合比

根據(jù)水泥土攪拌樁的施工特點(diǎn)，水泥土配比的技術(shù)要求如下：設(shè)計(jì)合理的水泥漿液及水灰比，使其確保水泥土強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求 對(duì)水灰比進(jìn)行控制。制備水泥漿液及漿液注入：在施工現(xiàn)場(chǎng)布置水泥拌漿系統(tǒng)，在開機(jī)前按要求進(jìn)行水泥漿液的攪制。將配制好的水泥漿送入貯漿桶內(nèi)備用。水泥漿配制好后，停滯時(shí)間不得超過2小時(shí)，搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過24小時(shí)。

6、攪拌

攪拌下沉用輸漿膠管將儲(chǔ)料罐、灰漿泵同深層攪拌樁機(jī)連通，升機(jī)轉(zhuǎn)速正常后，借深層攪拌機(jī)的自重，以0.38-0.75M/min的速度，沿導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)切土下沉直至加固深度，預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇較硬土層下沉太慢時(shí)，方可適當(dāng)沖水，但應(yīng)考慮對(duì)成樁質(zhì)量的影響。提升噴漿攪拌：當(dāng)攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，將攪拌頭稍微提升（約20cm）開動(dòng)灰漿泵，使水泥漿壓入軟土層中，以0.3～0.5M/min的均勻速度邊提升、邊噴漿，使水泥與土體充分?jǐn)嚭停敝猎O(shè)計(jì)標(biāo)高以上50cm，待開挖后鑿去。

重復(fù)上下攪拌：為使軟土與水泥漿攪拌均勻，用同樣方法進(jìn)行二次下沉，噴漿攪拌，即將深層攪拌轉(zhuǎn)頭重復(fù)下沉和重復(fù)噴漿，攪拌提升。