1、水泥土重力式挡土墙在基坑支护中的设计应用摘要:根据镜湖湿地研究中心工程基坑概况的实际分析，选用水泥土重力式挡土墙作为基坑支护方案，对其进行了地基承载力、整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性等验算，经验算表明：挡土墙设计满足规范要求。 关键词：水泥土重力式挡土墙；基坑围护；验算 中图分类号：TU476+.4 文献标识码： A 文章编号： 引言 基坑支护工程中重力式挡土墙系指水泥与土的搅拌过程中形成的水泥搅拌桩体，其挡土功能主要靠自身重力，墙体本身仅有微小变形，相对于桩周土可视为刚性体，它同样存在墙体倾斜、滑移及整体稳定问题。它不同于一般的弹性挡土墙，弹性挡土墙本身弹性变形较大，须加设内支撑，以
2、维持挡土墙的平衡，同时避免对周围环境的影响。所以重力式挡土墙支护具有施工方便，可操作性强等优点。 一、工程概况 镜湖湿地研究中心工程位于镜湖新区凤林西路北侧、梅山江东侧。由科研办公楼、裙房、后勤附房及会议中心组成，地下一层，总用地面积 16634m2，总建筑面积 24833m2。 科研办公主楼 19 层，高度 75m，采用框剪结构，裙房采用框架结构，基础采用钻孔灌注桩。基坑场地相对开阔，地下管线分布较少。 二、地质条件 拟建场地原为蟹塘，现已回填块石塘渣，属萧-绍平原地貌。土层分布比较均匀，基坑涉及土层自上而下依次为：-1 层素填土，-2 层粉质粘土，-3 层粉质粘土，层淤泥，层淤泥质粘土，-
3、1 层粉质粘土，-2 层粉质粘土。 场地地下水埋藏较浅，地下水位平均埋深为 0.8m。主要以接受大气降水、地表水及梅山江渗入补给的上层滞水和孔隙潜水，场地土体渗透性较差。 三、支护结构设计 基坑原设计采用 700 钻孔灌注桩+一道内支撑+水泥搅拌桩止水方案。该方案比较安全，但是造价偏高，支撑跨度较大、施工不够简便。 根据安全可靠、节约投资、施工方便的设计原则，结合基坑自身特点，重新进行方案比选与优化，确定采用放坡卸载+水泥土重力式挡土墙的围护方案。本方案的特点是施工工艺单一、土方开挖方便、节省工程费用。 1、东、南、北三侧 设计剖面上部卸土 1m 高，平台宽 4m、6m、10.2m，边坡坡度1
4、:1.2；下部采用 700 双轴水泥搅拌桩挡土墙，水泥掺量 15%。根据基坑计算深度，经强度和稳定性计算，墙宽分别取 3.2m（3.9m） 、4.2m（5.2m）和 5.2m(5.8m)，墙长取 7.7m（3.9m） 、10.2m（5.2m）和11.6m(5.8m)，插入深度约为 0.8h。 2、西侧 由于基坑边线与拟建会议中心、后勤附楼距离较近，因此需合理选用支护形式和安排施工顺序，确保待建会议中心、后勤附楼和待建科研办公主楼及裙房地下室土方的顺利开挖、地下结构的顺利施工。 3、为了增强基坑软弱土体稳定性，在承台底部、电梯井坑中坑及南侧出土口部位采用水泥搅拌桩进行加固处理。 四、计算分析 1
5、、根据土层条件、地下室结构设计和周边环境，选取了 8 个典型剖面进行计算，相应地质剖面为 1-1（北侧） 、2-2（西南侧） 、3-3（西北侧）和 6-6（东北侧） 。 2、计算内容包括围护墙强度、整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性、墙底地基承载力等。 3、计算分析采用同济启明星软件 FRWS2006。 4、土压力计算采用朗肯理论，土层 C、 参数采用固结快剪峰值指标，计算模式采用水土分算法。 5、地面超载 20kPa。 通过计算分析，各剖面均满足规范设计要求。 五、坑内降水 本工程浅层孔隙潜水主要赋存在表部填土层、2、3 号粉质粘土层中。其中、层为淤泥及淤泥质粘土层，渗透系数不大，而含水
6、量大，坑底土体刚好在层和层之间，易引起基底隆起，危及基坑安全。因此有必要做好坑内的降水措施。 1、地表排水：在坡顶设 200300 排水沟，每隔 30m 设置500500600 集水井，防止地表水流入坑内。靠近边坡处的地面应适当垫高，便于径流远离边坡。 2、坑内排水：在坑内设置有组织排水，坑底四周集水井和排水沟，原则上以承台和地梁作为坑内的集水井和排水沟。新增的排水系统中集水井宜用干砖砌筑，排水盲沟内填碎石。 3、降水要求： 1）通过试抽设置轻型井点，暂定 7 套，根据效果实验而定，如无效果，则取消。 2）基坑土方开挖前 10 天要用轻型井点进行坑内降水，降水深度控制在坑底以下 0.501.0
7、0m。 3）降水单位在基坑开挖期间应做好各种记录，每天测报抽水量及地下水位。并与监测单位密切配合，遇特殊情况应立即请示业主及有关单位，及时协商及解决。 六、围护施工要求及主要措施 1、水泥土搅拌桩施工要求 （1）搅拌桩需待工程桩施工完毕或在压桩影响范围之外时方能施工。（2）水泥土搅拌桩采用直径 700 的双钻头，搭接宽度 200?，水泥浆的水灰比为 0.450.50。 （3）搅拌桩养护期不少于 28 天，若因工期要求可根据挖土程序来安排施工成桩流程及掺入早强剂，必须保证基坑开挖时水泥土强度达到设计要求。 （4）水泥掺入量15%，外加 SN-201 外加剂，施工完成开挖前应对水泥土搅拌桩进行质量
8、检测。 2、土方开挖注意事项 （1）挖土施工单位应编制严密的施工组织设计，经业主、监理、总包和基坑围护设计单位认可后方可实施，挖土顺序应严格按施工组织设计进行。 （2）开挖至坑底时，混凝土垫层应做到“随挖随浇” ，无垫层坑底最大暴露面积不大于 150 平方米。 （3）混凝土垫层直接浇捣至围护桩侧面、排水沟不得沿周围设置并宜设计为盲沟，使混凝土垫层能够起到一道地撑的作用，以减小围护桩后期位移。 （4）地面施工超载不得大于 20KN/m2，机械进出口通道处需设路基箱以扩散压力。 （5）开挖分层分段， “大基坑、小开挖” ，并合理布置观测点，监控实现信息化施工。 七、监测方案 1、基坑监测由业主委托
9、有专业资质的第三方实施。 2、基坑监测包括对环境的保护监测和对本围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，通过信息反馈法指导施工，防止意外事故发生。 3、本基坑按三级基坑要求进行施工监测，监测的主要项目有： 1）周围地下管线和周边建筑物的沉降、水平位移监测，管线的测点、相邻建筑物的测点需与相关管理部门和业主商定。 2）水平位移、竖向位移监测：即在围护结构顶面或地面设置测点，进行水平位移及沉降观测。 3）测斜：即在水泥土搅拌桩墙前的土体内埋设测斜管，进行深层土体位移监测。 4）地下水位监测：即在坑外内设置水位观测井，进行地下水位变化监测。 5）在基坑土方开挖前，须测初始读数。在基坑降
10、水及开挖期间，一般为一天一测。期间可视测得的数据变化情况适当缩短或延长。 4、测得的数据应及时上报业主、监理、总包方及围护设计单位。若测试值达上述界限须及时报警，以引起各有关方面重视，施工单位应会同设计单位一起进行分析，并考虑采取相应的控制位移及沉降的措施。 八、应急预案 基坑开挖过程中若发生异常情况应及时通知有关人员，以便及时采取应急措施。以下应急措施谨供参考： 1、如地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水； 2、发现土体位移过大，或变形速率过快，应停止相应范围土方开挖，回填土方，坑外适当卸土，并根据条件设置应急支撑； 3、若出现漏水情况，应马上压力注浆止水，再挂网抹浆加固止水； 4、若坑底土体位移过大或隆起过大，应停止开挖并立即回填土方，通过卸荷减少主动土压力的方式控制该现象的发展； 5、若发现异常现象，应及时通知有关各方，以便及时采取有效应急措施。 结语 水泥土重力式挡土墙在现代社会已有了广泛的应用，如何合理的选用，更加实际的验算它，还需要更多的总结和探讨。 参考文献 1GB500072011，建筑地基基础设计规范S. 2GB500032011，砌体结构设计规范S. 3GB502032011，砌体结构工程施工质量验收规范. 4挡土墙(重力式、衡重式、悬臂式)，中国建筑标准设计研究院.
