水泥攪拌樁加固坡體在深厚軟土基坑中的應(yīng)用研究

溫忠義 張慶華 樊子聰

（1、廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060 2、中建科技集團(tuán)深圳分公司，廣東 深圳 518000）

1 概述

珠三角地區(qū)的軟土層工程性質(zhì)差，基坑支護(hù)難度大，對于開挖深度約4～6m淺基坑，容易發(fā)生基坑變形過大甚至基坑失穩(wěn)的問題[1]，對此人們往往采用超強(qiáng)支護(hù)形式限制位移，基坑支護(hù)造價(jià)昂貴，且影響后期的主體結(jié)構(gòu)施工[2]。

深厚軟土地區(qū)放坡結(jié)合坡面加固支護(hù)形式[3-6]，由于其具有施工方便，工期短，造價(jià)低等優(yōu)勢而得到很好的運(yùn)用，目前針對此簡易支護(hù)形式的研究和工程實(shí)踐均較少。本文結(jié)合珠海深厚軟土地區(qū)某項(xiàng)目深厚軟土中放坡支護(hù)設(shè)計(jì)和施工，采用數(shù)值模擬方法，放坡支護(hù)坡頂位移和沉降與現(xiàn)場監(jiān)測相符，可供同類工程借鑒和參考。

2 工程概況

某基坑位于珠海市金灣區(qū)山湖海路與金宏路交匯處東南角，擬建多棟商業(yè)住宅樓和綜合樓，下設(shè)1層地下室，基坑大開挖深度為4.25 ～4.5 m，基坑支護(hù)總周長約545m，基坑開挖范圍主要為填土和淤泥，地質(zhì)條件較差。

場地緊鄰市政道路，下埋眾多管線，對變形控制要求嚴(yán)格，基坑北側(cè)主要采用1:2.0 放坡，坡面和坡腳采用φ550@450水泥土攪拌樁進(jìn)行加固的支護(hù)方案。

3 有限元模型及參數(shù)

3.1 土體本構(gòu)模型參數(shù)

采用硬化土（HS）模型對土體和水泥攪拌樁的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行模擬，參數(shù)取值如表1所示：

表1 計(jì)算模型參數(shù)

3.2 模型尺寸及施工工況

選取模型總高度20m，長度40m，支護(hù)剖面和整體模型見圖1和圖2。

圖1 剖面示意圖

圖2 計(jì)算模型圖

4 有限元結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

4.1 攪拌樁排數(shù)加固作用

按實(shí)際工程在放坡體中設(shè)置攪拌樁加固，分析0.5 m至3m范圍內(nèi)加固寬度變化對基坑變形和穩(wěn)定性的影響。

由圖3和圖4可知，當(dāng)攪拌樁加固寬度由0.5 m至3m時(shí)，基坑整體穩(wěn)定性系數(shù)由1.21 增至1.40 ，基坑的水平位移從187.1 mm減至169.9 mm，降少9.2 %，當(dāng)加固寬度大于2.5 m時(shí)，基坑的水平位移減小幅度為1.2%，說明攪拌樁加固超過一定寬度后作用效果不明顯。

圖3 墻厚變化下的安全系數(shù)

圖4 墻厚變化下的樁墻最大側(cè)移

4.2 數(shù)值模擬與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

實(shí)際工程中坡頂處水平位移和沉降與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如圖5和圖6所示：

圖5 基坑坡頂水平位移對比圖

圖6 基坑坡頂沉降對比圖

從圖中看出，數(shù)值模擬變化趨勢與監(jiān)測數(shù)據(jù)基本一致，且變形量較小，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

5.1 深厚軟土層基坑采用放坡結(jié)合水泥攪拌樁加固坡體可以減少基坑位移，增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性；水泥攪拌樁加固寬度越大，基坑變形越小，整體穩(wěn)定性越強(qiáng)。

5.2 水泥攪拌樁加固放坡體的支護(hù)方案適用于開挖深度約5m左右的深厚軟土地區(qū)基坑，施工進(jìn)度快，造價(jià)低，可為類似項(xiàng)目推廣運(yùn)用。