水泥土擋土墻在基坑支護中的應用

吳朝陽

【摘要】本文結合工程實例講述水泥土擋土墻在基坑支護中的應用，希望對類似工程的基坑支護設計具有借鑒意義。

【關鍵詞】基坑支護；水泥土擋土墻；降排水

1、引言

本工程地處河流階地，地下水豐富，地質條件較差，周圍放坡空間不足，且基坑底位于穩定地下水位以下6米，因此如何既保證基坑開挖安全，又保證基礎施工干作業是本次基坑支護的重點、難點。

2、工程概況

本場地擬建3棟建筑，擬建建筑均為地上18層，地下3層建筑，基坑長約150米，寬約25米，開挖深度約11米，基坑支護為臨時性支護，期限為1年。

3、水文地質條件及巖土體設計參數

場地地下水埋深5.0米，地下水為具有雙層結構的孔隙水：其一為第四系松散巖孔隙水，水量豐富；其二為基巖裂隙水，水量中等。地下水主要受大氣降水補給。

本場地地質條件較差，具體地層巖土體設計參數如下表：

基坑支護設計巖土體參數表

地層 粘聚力（kPa） 內摩擦角（°） 天然重度KN/m3

雜填土 15 9 15

卵石 0 28 20

淤泥質粉砂 10 17 17

碎石 0 30 22

設計中考慮基坑頂超載取q=15kpa。

4、基坑支護方案及降排水方案

支護方案：水泥土擋墻+垂直預應力錨索+頂部放坡支護體系。

降排水方案：水泥土擋墻外側設置降水井，基坑內側設置排水溝、集水井。

基坑支護剖面圖

5、基坑穩定性驗算

選取典型剖面，采用里正深基坑計算軟件進行模擬計算，計算結果簡述如下：

5.1、整體穩定性計算：

整體穩定安全系數：KS=Mr/MS

式子：MS——作用于危險滑裂面上的總滑動力矩，KN·m；

Mr——作用于危險滑裂面上的抗滑力矩，KN·m。

經計算，整體穩定安全系數 Ks = 1.679 >1.2，滿足規范要求。

5.2、抗傾覆穩定性驗算：

抗傾覆安全系數： KS=Mp/Ma

Mp——被動土壓力及支點力對樁底的彎矩， 對于內支撐支點力由內支撐抗壓力決定；對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。

Ma——主動土壓力對樁底的彎矩；

經計算，抗傾覆安全系數Ks = 1.821 >1.200， 滿足規范要求。

5.3、基坑底部土體抗隆起驗算：

參照Prandtl（普朗德爾）的地基承載力方式，抗隆起穩定性采用下式驗算：

， ，

經計算，Ks = 4.163 >1.2， 滿足規范要求。

5.4壓應力驗算：

，滿足要求。

5.5拉應力驗算：

，滿足要求。

6、施工要點

6.1擋墻加固體

（1）擋土墻墻身采用高壓注漿工藝，墻體寬7米。

（2）加固體須穿透全風化板巖層。

（3）加固體參數需滿足：彈性模量4000Mpa，抗壓強度2Mpa，平均重度19KN/m3，

6.2預應力錨索

（1）鉆孔：鉆孔直徑100mm，錨索孔距偏差不大于50mm，錨索傾角偏差不大于3°。

（2） 錨索：采用2×7φ5鋼絞線（設計值1320N/mm2）；間距2米，下錨索時，每隔2米做一道支架，自由段用塑料膜包裹。

（3）錨索注漿：注漿水泥采用32.5Mpa普通硅酸鹽水泥，注漿漿液為M30水泥漿，漿液中需加膨脹劑。注漿時，注漿管嵌入錨索支架內與錨索一同放入孔內（注漿孔距孔底100mm），邊注漿邊提注漿管，直到孔口開始冒漿為止（需要時補漿）。

（4）預應力張拉：砂漿強度達到15Mpa且噴射砼強度達到10Mpa時，才可進行錨索張拉，張拉至設計荷載的1.05倍，穩定5-10min后，再按0.8倍設計值作為鎖定值進行鎖定。

6.3降排水設計

（1）在基坑四周擋土墻外側設置降水井，降水井間距15米，降水井需進入強風化板巖層1米。

（2）井內水泵采用潛水泵，其抽水能力≥120t/d，置于距離井底處1米。

（3）基坑坑底設置排水溝，排水溝寬500mm，深500mm。并設集水井抽水。

7、結論：

（1）實踐表明，采用本方法對該基坑進行支護既保證了基坑安全，又達到了降排水的目的。

參考文獻及設計依據：

《建筑基坑支護技術規程》JGJ 120-2012

《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）

《建筑地基基礎技術規程》（DB21/907-2005）