1前言

 

　　水泥土搅拌法是用于加固土体的一种成熟工法，它利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量，主要适用于粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和砂土等地基。水泥土搅拌法形成的水泥土搅拌桩，可作为竖向承载力的复合地基、基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等。

 

　　喷锚土钉墙是将拉筋插入土体内部，通过注浆，全长度与土体粘结，并在面层上喷射混凝土，从而形成土体加固区域，用以提高整个边坡的稳定性，适用于开挖支护和天然边坡加固，是一项实用的原俭岩土加筋技术。由于土钉是由较小间距的加筋来加强土体，形成一个原位复合的重力式结构，用以提高整个原位土体的强度并限制其位移，其技术实质上是“新奥隧道法”的延伸，其加固机理主要表现在提高原位土体强度、让土钉与土体因相对位移而产生摩阻力、改变面层土压力分布、改多土体破裂面形式等方面。

 

　　在基坑开挖的支护方案中，将水泥土搅拌桩和喷锚土钉墙二者有机土地结合起来，可以收到较好的效果。

 

 

　　广州市花都区百业商业中心位于花都新区，场地地势平坦，属冲积作用形成的砂土层，首层建筑面积约6000㎡，设计楼高六层，地下室一层，基坑开挖深度6.5M，基坑形状为近梯形，固长约380M。
 

　　根据由广东核力工程勘察院提供的《花都区百业商业中心岩土工程勘察报告》显示，对基坑开挖范围有影响的土层自上而下分别为素填土、粉质粘土、中粗砂、粉质粘土等，其下卧基岩为灰岩。各土层的主要物理力学性质指标。 

 

 

　　本工程基坑开挖深度为6.5M，根据地质勘察报告及基坑固边环境判断，其基坑支护工程安全等级为二级，其基坑重要性系数γ=1.0。

 

　　根据本工程特点，结合基坑固边环境及类似基坑开挖工程的实践经验，本工程采用水泥土搅拌桩与喷锚土钉墙相结合的开挖支护方案，具体为：

 

　　（1）水泥土搅拌桩：采用二排壁状φ550水泥土搅拌桩，桩长12m，搭接150mm，采用强度等级为32.5R的普通硅酸盐水泥，水泥掺入比不少于12%，水灰比0.5-0.6，水泥土坑压强度不小于1.5mpa，沿基坑固边环状布设；

 

　　（2）喷锚土钉墙：土钉向上而下设置4排，土钉横向及纵向间距为1.5m，土钉长度M1=15m，M2=15m，M3=12m，M4=12m，土钉杆体采用φ48、б=3mm的无缝注浆钢管，入射角15°，喷砼面层厚度不小于100mm，强度等级不小于C20，砼料配合比为水泥：砂：碎石=1：1.8：2.2，水灰比0.45-0.55，网筋采用φ6@200×200绑扎，加强筋采用φ16Ⅱ级螺纹纲搭接，单面满焊不小于10D。

 

　　以上基坑支护结构方案采用北京理正深基坑计算软件计算并经验算，满足规范要求。

 

 

　　根据工程总体进度及施工计划安排，本工程先施工水泥土搅拌桩，等水泥土搅拌桩施工完成达到要求强度后才能开挖施工喷锚土钉墙，各施工工艺流程及要求如下：

 

　　4.1水泥土搅拌桩

 

　　（1）施工工艺流程

 

　　测量放线→设备就位、调平→搅拌（喷浆）下沉至设计加固深度→喷浆、搅拌提升至预定停浆面→喷浆重复搅拌至设计加固深度→喷浆搅拌提升至停浆面→停止喷浆、提出搅拌机械→移机下一孔位。

 

　　（2）施工要点：

 

　　水泥土搅拌桩施工现场应予平整，并必须清除地上、地下的障碍物；搅拌头叶片不得小于二层且不少于四片，叶片完度不宜小于100mm；施工中应保持搅拌桩机的水平及导向架的垂直度，搅拌桩机的垂直偏差不得超过1%，桩位偏差不得大于50mm；搅拌头的直径每出班应检查一次，成桩直径和桩长不得小于设计值；搅拌工艺不小于四搅四喷；搅拌桩施工应有专人负责，并如实填写施工记录等。

 

　　（3）质量检验：

 

　　水泥工搅拌桩实施旁站监理，质量控制贯穿于施工全过程，检查重点为水泥用量、施工桩长、搅拌头直径、叶片宽度、提升和下沉速度、复搅次数和深度、停浆处理方法等；成桩7d后，采用浅部开挖桩头，目测检查搅拌桩的成桩直径、均匀性，搭接质量情况等，检查数量约为总桩数的5%；成桩28d后，采用钻探取芯方法鉴定持力层（隔水层）土性，评价搅拌均匀性，检验水泥土抗压强度，检测数量为总桩数的0.5%。

 

　　经检测，所施工搅拌桩成桩直径大于φ550mm，搅拌均匀，搭接良好，桩底进入隔水层厚度，水泥土抗压强度等均达到或超过设计要求，质量合格可靠。

 

　　4.2喷锚土钉墙

 

　　（1）施工工艺流程

 

　　测量放线→土方开挖→打入土钉（钢花管）→注浆→编网→焊接→喷射砼面层→达到强度后开挖下一层

 

　　（2）施工要点

 

　　基坑应接设计要求分层分段进行开挖；在喷锚结构施工中，应有靠的排水措施，应在基坑底部设置排水沟和集水井以排除基坑内积水，边坡顶部应设截水沟以防止地表水流入基坑内；钢花管端头应制作成锥形，连接采用绑条对焊，沿管壁约每500mm设一出浆孔；喷射混凝土施工应符合现行国家标准《锚杆喷身混凝土支扩技术规范》（GB50086-2001）的规定；砼面层的钢筋网与混凝土施工应符合现行国家标准《混凝土结构施工与验收规范》（GB50204-2002）的规定。

 

　　（3）质量检验

 

　　喷射混凝土的混合料和土钉（钢花管）注浆用的水泥浆的配合比及拌和的均匀性，每个工作台班检查次数不少于二次，条件变化时应及时检查，喷射混凝土必须做抗压强度试验，每50-100m3或混合料小于50m3的独立工程，不得小于一组，每组不少于三块；采用凿孔法或其它方法检查喷射混凝土厚度，每个断面不少于5个点；土钉质量检查应作抗拨力试验，每组不少于3根，检验合格，才能验收使用。

 

　　根据本工程基础开挖深度、环境特点，地基土物理力学性质指标及支护设计方案要求，在基坑周边共设15个水平位移沉降监测点，每天监测一次，在土方开挖前后及暴雷雨天气适当增加监测次数，以监测基坑开挖的变化情况。结果显示，基坑开挖过程及开挖完成后，各监测点显示的位移沉降变化及总位移量离设计警戒值尚有较大的一个安全值，位移速率渐趋稳定，表明整个基坑设计安全、施工质量可靠，地下室施工完成后，已回填土方，达到了预定的目标和效果。

 

　　水泥土搅拌桩与喷锚土钉墙有机结合的基坑支护技术，对开挖深度不大（一般小于8-10m）的基坑支护有较强的适用性，较适用于填土、粉质粘土、中粗砂等地层，且施工速度快、无振动、止水防水好，工程造价相对较低，具有较好的经济效益和社会效益，值得在一定范围内推广。