墻垛式水泥攪拌樁在軟土地基工程中的應用

□文/趙金祥 陳淑俊

為確保臨近道路、周邊建筑、地下管線安全，地基施工必須進行基坑支護。4～6 m的淺基坑采用格構式水泥攪拌樁重力式擋墻是比較常見的一種支護形式。其特點是工藝簡單，施工方便；基坑支護投資較低，施工設備較普遍；安全可靠，變形控制較好，對周邊環境影響小；止水帷幕與支護體系二合一。因此，多年來在天津地區淺基坑施工中被普遍采用。

為進一步節省投資，在傳統的格構式水泥攪拌樁重力式擋墻支護基礎上，結合抗震墻中扶壁柱作用原理，將傳統重力式擋墻進一步深化發展成長短腿墻垛式重力擋墻，在擋墻頂部加設混凝土蓋板，該工藝在場地狹窄、群樓包圍的浦口道配套公建工程中成功應用，取得了較好的經濟效益和社會效益，節省投資30%，具有較好地推廣應用價值。

工程概況

河西區浦口道配套公建工程位于浦口道與解放南路交口處，地下1層，地上5層，框架結構，建筑面積2 333 m2，地下室面積411 m2，基坑深度4.45 m。該工程地處城市中心，四周場地狹窄。

擬建物西距閩侯路小學3層教學樓7 m，距閩侯路小學圍墻及紅線3 m；南距愛慕里小區兩棟6層住宅樓8 m，距小區圍墻及紅線4.5 m，該側有高壓線，距結構基礎底板3 m；北側是浦口道，基礎底邊邊線距該側紅線3.4 m；東側是解放路，基礎底板邊線距該側紅線5.2 m。見圖1。

圖1 工程平面示意

地質水文情況

場地埋深1～3 m以雜填土和素填土為主，3～10 m以粉質粘土為主，從土體的粘聚力和摩擦角固結快剪指標看，地下土層屬天津市中等土質，水平方向分布較均勻，場區地下水位埋深1.5 m左右。

基坑工程的難點

（1）基坑周邊無施工場地。

（2）控制周邊施工荷載。

（3）西側及北側的學校教學樓及兩棟6層住宅樓的沉降及變形控制。

（4）最大限度地降低臨時支護結構造價，確保基坑周邊安全，方便施工，節省工期。

（5）結構周邊地勢緊張，幾種樁型不得不按折線型布置，必須控制拐角結合點的滲漏，防止水土流失造成基坑周邊沉降。

支護方案的確定

傳統工藝做法

采用格構式水泥攪拌樁重力式擋墻支護，止水支護二墻合一的做法。設計計算最大水平位移30mm。其布置見圖2和圖3。

圖2 格構式水泥攪拌樁重力式擋墻平面

圖3 格構式水泥攪拌樁重力式擋墻剖面

創新工藝做法

為了節省支護投資，同時體現文明施工，在基坑支護時采用長短腿墻垛式水泥攪拌樁重力式擋墻的創新設計計算方法，設計最大水平位移10mm。布置見圖4和圖5。其基本要點如下。

（1）利用扶壁柱抗傾覆能力強的工藝原理，將原格構式水泥攪拌樁布置成二排垛式擋墻，靠坑內側二垛之間的坑內被動土盡可能多留置。

（2）利用支點樁受力原理，在水泥攪拌樁樁頂加一根200mm厚的混凝土蓋梁，蓋梁與施工現場混凝土硬路面連成整體，蓋梁一方面可起到抗變形的作用，另一方面能使施工現場保持整潔。

（3）利用起止水作用的最外排水泥攪拌樁止水帷幕較長的特點，在設計計算中考慮部分抗傾覆及控制坑底隆起的作用。

圖4 墻垛式水泥攪拌樁重力式擋墻平面

圖5 墻垛式水泥攪拌樁重力式擋墻剖面

施工中的重點控制要素

（1）止水帷幕樁間搭接≥200mm，確保不滲不漏。具體做法是南側高壓旋噴采用雙重管機械施工，水泥摻量≥38%，格構式水泥攪拌樁控制間歇時間≤8 h并采取超時補樁措施。

（2）出入口處重型車道采用地基加固措施，控制出入口處由于重型車反覆碾壓造成擋墻斷裂以及由于跨中重型車荷載過大造成的基坑跨中變形。

（3）加快施工進度。基坑開挖到坑底后，立即施工基礎混凝土墊層并將墊層與支護頂嚴，起到臨時支點作用。

（4）加強信息化施工。

施工效果

浦口道配套公建工程南側跨中臨近高壓線一側，由于地勢不能滿足墻垛式攪拌樁支護工藝的要求，局部采用單排φ600mm灌注樁支護高壓旋噴止水，其余幾側均采用墻垛式雙排攪拌樁支護，樁頂設置混凝土蓋梁。該工藝實施，其最大變形僅7mm，周邊最大沉降僅6mm。

采用長短腿墻垛式水泥攪拌樁重力式擋墻加蓋板支護比按傳統的格構式水泥攪拌樁支護節省30%的投資，變形減少200mm，有效地控制了周邊沉降，保證了臨近建筑道路的安全。