深基坑型钢水泥土复合搅拌桩支护结构工程实例

龙源期刊网深基坑型钢水泥土复合搅拌桩支护结构工程实例作者：马建军来源：《中国新技术新产品》2013年第14期摘要：软土地基的深基坑，采用型钢水泥土复合搅拌桩支护结构，施工设备简单，成本较低，噪声较小，并且无大量弃土处理，抗渗好。本文结合工程实例，从理论到实践，详细作了探讨。关键词：深基坑；型钢水泥土；支护结构中图分类号：TU75文献标识码：A一、概述基坑支护结构类型较多，各种类型在适用条件工程经济性和工期等方面各有侧重，比较常用的支护结构有：土钉墙水泥土动式围护墙，地下连续墙，灌注桩排桩围护墙型钢水泥土复合搅拌桩围护墙等等。本文结合广东省湛江市（沿海地区软土地基）的工程实例，介绍型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术。二、型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术（SMW）型钢水泥土复合搅拌支护结构技术又称SMW（SoilMixingWall）工法，是通过特制的多轴深层搅拌机自上而下将施工场地原位土体切碎，同时从搅拌头处将水泥浆等固化剂注入土体并与土体搅拌均匀，通过连续的重叠搭接施工，形成水泥土地下连续墙，在水泥土硬凝前，将型钢插入墙中，形成型钢与水泥土的复合墙体。型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术与其他围护工艺相比，具有施工简便、造价低、无污染、抗渗性好等特点。型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术的主要技术指标包括。（1）型钢水泥土搅拌墙的计算与验算应包括内力和变型计算、整体稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、坑底抗隆起稳定性验算、抗渗流稳定性验算和坑处土体变形估算；（2）型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩的直径宜采用650mm、850mm、1000mm；内插的型钢宜采用H型钢；（3）水泥土复合搅拌桩28d无侧限抗压强度标准值不宜小于0.5MPa；搅拌桩的入土深度，宜比型钢的插入深度深0.5-1.0m；龙源期刊网（4）搅拌桩体与内插型钢的垂直度偏差不应大于1/200；当搅拌桩达到设计强度且龄期不小于28d后，方可进行基坑开挖。三、工程案例（1）工程特点及地质特征某地下停车库，工程面积33m×113m，基坑大致呈长方形，基坑大面积开挖深度5.45m，集水坑深度6.87m。该工程基坑剖面图见图。工程场地位于海滨，地貌形态单一，属湛江地区大地貌单元中的滨海平原类型，其土层分布及主要土性指标见表一。场地29.8m深度范围内的土层按其成因可分为6层，地下承压水埋深在0.9-1.20m，平均1.04m，场区东角角处有一条暗浜，暗浜宽约15m，深约4.1m，地质条件较差。（2）深基坑工程施工方案的选择该工程基坑因地质条件较差，承压水位高，工期短，且受到周围环境等诸多因素的限制，其中南侧靠近道路红丝仅1m，北侧距离重点保护建筑物二市场公6m，该工程可选用的施工方案对比见表2。由表2可知，SMW工法不仅具有施工简单、无污染、抗渗性好等特点，而且平均造价比地下连续墙低30%，比钻孔灌注桩低20%。通过综合比较，选用SMW工法是较为合适的。（3）SMW工法施工重点分析1）SMW施工入土深度的确定及基坑稳定性分析根据《基坑工程设计规程》，通过对抗管涌、抗坑底隆起等分析，确定桩的入土深度H=9m，该工程基坑底标高h1=-5.75m，自然地坪h2=-0.3m，计算基坑深度h=h2-h1=5.45m，根据地质及支撑围护情况，型钢的入土深度一般为基坑深度的0.8-1.0，该工程取入土深度为6.55m，即H型钢长12m。为防止开挖时基坑出现涌水、涌砂等不良现象，结合工程实际，该工程取桩入土深度为7.55m，桩长最小取13m。水、涌砂等不良现象，结合工程实际，该工程取桩入土深度为7.55m，桩长最小取13m。主动土压力：Pa=γhtan2（45°-φ/2）-2ctan（45°-φ/2）=13.2855kPa；被动土压力：Pp=γhtan2（45°+φ/2）+2ctan（45°+φ/2）=36.37990kPa；地面附加荷载取20kPa，基坑安全系数按二级基坑进行验算。抗隆起验算结果详见表三。由表三可知，基坑抗隆起系数及其他安全系数经验算各项指标均满足要求。2）水泥土配合比及SMW机型的选定龙源期刊网工法时，针对不同土层特点，建议了以下几种水泥浆酷比，详见表四。该工程根据现场试验，确定水泥掺量20%。采用普通42.5级水泥。综上分析，该工程SMW工法施工参数确定如下：SMW工法桩直径为650mm，桩长3-14.5m，桩中心距为450mm，两根搅拌桩之间的搭接200mm，H型钢长度12m，Φ650三轴搅拌桩水泥掺入量20%。SMW细部围护截面施工顺序见图二。3）工艺流程SMW工法的标准工艺流程，如图三所示。（4）SMW工法施工难点分析1）桩体精度控制在施工中，主要进行桩体垂直度与桩体中心距的精度控制。孔径误差控制小于2cm，垂直度不大于1/200桩长。通过桩体控制使桩搭接的连续性与防水性能达到预期目标。2）钻速控制该工程施工过程中钻速控制在0.5-1.0m/min范围内，提速控制在1-2m/min范围内，以充分发挥水泥土的密实性与桩体的止水效果。3）压浆控制施工中钻进的注浆量为额定浆量的70%-80%。提升搅拌时注浆量为额定浆量的20%-30%，以防止断桩。4）坑底注浆加固为进一步提高基坑围护安全系数并加强对二市场及管线保护，该工程坑底进行注浆加固，注浆深度-5.60～-9.60m之间。5）施工冷缝的预防及处理施工过程中，必须确保工序连续。一旦出现施工冷缝，则应对冷缝进行加固补强，可在外围增设1～2排素桩，并与主体围护桩紧密搭接。6）型钢施工的质量控制型钢表面应进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂，搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。搅拌桩预制作圈梁前，事先用牛皮纸将型钢包裹好进行隔离，以利拔桩。为确保基坑安全和周围龙源期刊网环境保护，型钢起拔前SMW墙体和主体结构之间采用黄沙回填，每300-500cm浇水夯实一次，达到预基效果。四、SMW工法实施效果在基坑开挖及结构施工过程中，第三方监测单位对基坑形进行全面监控，每天监测1-2次。监测结果表明围护结构墙底位移值不超过3cm，墙体最大位移值不超过3cm，地面最大的沉隆值小于1cm，基坑外水位下降21cm并趋于稳定，墙面检查不抗渗性能良好，达到预期目的。SMW工法降低了工程造价，节省了工期，并且对周围建筑物及管线保护达到预期目的。参考文献[1]建筑基坑工程检测技术规范.GB50497-09[Z].[2]建筑地基基础设计规范.GB50007-02[Z].[3]建筑基坑支护技术规程.JGJ120-2012[Z].身份证：441502197506140612