水泥搅拌桩支护结构在水利工程基坑开挖中的应用

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1、水泥搅拌桩支护结构在水利工程基坑开挖中的应用摘要：水利工程中传统的软土基坑开挖往往采用放坡大开挖的方式。对于某些受外界因素影响而无法采用放坡大开挖方式的基坑采用水泥搅拌桩支护，成功地解决了大边坡、深开挖的难题。本文以某排涝工程新幵河排水箱涵基坑围护为背景，从理论设计、施工工艺、质量控制和变形监测等方面对水泥搅拌桩墙支护形式进行了阐述。关键词：水利工程；基坑支护；水泥搅拌桩屮图分类号：TV5文献标识码：A1工程概况木工程设计桩号泵0+378.500〜泵0+477.753段4孔箱涵右侧基坑围护采用D85@65搅拌桩

2、墙进行支护，有效桩长19.6〜20.3m。28d龄期无侧限抗压强度为1.2MPa,水泥采用强度等级为32.5普通水泥,水灰比1.5〜2.0,水泥掺量不小于15%,实际配比通过室内试验确定。2支护方案设计2.1方案选择本工程区属内河流域冲海积区，由于沉积环境的不断变迁，土层分布不均匀，在水平及垂直方向上都有相变现象，土层结构较为复杂。主要土（岩）层自上而下可分为：I层人工堆积层（rQ）:素填土为主，由粉质粘土、粘质粉土、砂质粉土等组成，土质不均，其中各类建筑物及部分路面表面有碎块石、砾石及娩分布。该层层厚一般为1

3、.8〜4.5m。II层砂质粉土（al_mQ4）:灰色〜灰黄色，以砂质粉土、粉砂为主，夹粘质粉土、粉质粘土，湿〜很湿，密实度一般以稍密〜中密为主，中等〜低压缩性。摇震反应快，干强度及初性均较低。微层理发育，层间夹少量云母和W壳碎屑。分布范围广，厚度较大，顶板高程1.7〜5.9m，厚14.9〜20.0moIII层淤泥质粉质粘土（al-mQ4）:灰色〜青灰色，饱和，流塑〜软塑，高压缩性。夹少量粉土及粉砂，局部含少量有机质。顶板高程在-16.6〜-11.8m左右，厚度一般为1.8〜5.5m。根裾工程周围环境、开挖深度的

4、不同，在施工的过程屮既要确保安全，又要以简化施工和节约工程造价为基本原则，经对多个方案进行了分析对比，选择了放坡结合水泥搅拌桩墙挡土支护。水泥搅拌桩主要适用于6〜7m以下的开挖基坑。经比较并进行结构优化，选择重力双排式水泥搅拌桩墙的支护形式。2.2支护结构设计对双排式水泥搅拌桩墙支护结构按重力式挡墙采用朗肯土压力理论计算墙前被动土压力和墙后主动土压力，分别进行抗倾覆、抗滑移、地基整体稳定性计算。设计为双排布置水泥搅拌桩，水泥掺量15%,桩直径85cm,相邻桩体搭接20cm，内外两侧桩配直径25mm钢筋，桩顶为厚

5、35cm的C15钢筋砼压顶，布置见图1。图1双排式搅拌桩墙［D85@65］典型平面布置图土压力计算采用朗肯土压力理论计算墙前被动土压力和墙后主动土压力。被动土压力EP=l/2?丫H2Kp+2cHVKp，Kp=tg2(45。+4)/2)；抗滑移计算时取折减系数0.6。式中：Kp-被动土压力系数主动土压力Ea=l/2?yII2Ka-2cIIVKa+2c2/y,Ka=tg2(45。-*/2)o式屮：Ka-主动土压力系数抗滑移稳定性计算：抗滑移安全系数Kh=(uW+Ep)/Ea经计算，墙宽=3.lm(桩长19m,墙前临

6、空高度为4.lm)时，Kh=2.4,满足设计规范要求。抗倾覆稳定性计算：抗倾覆安全系数kq=(EpXD/3+WXB/2)/(EaXH/3)经计算，墙宽=3.lm(桩长19m,墙前临空高度为4.lm)时，Kq=l.1,满足设计规范要求。地基整体稳定计算：考虑地基基础屮主耍地层为青灰色淤泥层，渗透系数小，计算屮采用总应力法。计算方法采用瑞典圆弧条分法，采用的计算方法为总应力法，基坑内无水。计算公式：稳定安全系数：K=[Z(WiCosPi-ujlj)tg(bi+cuiIj]Z(WiSinPi)经计算K>1.0,满足安

7、全要求。3施工方法2.1施工工艺流程：①桩位放样一②设备就位->③检查调整一④正循环钻进至设计深度—⑤打开高压注浆泵一⑥反循环提钻并喷水泥浆一⑦至工作基准面以下0.3m->重复④⑤⑥一成桩3.2施工工序3.2.1平整场地T整好搅拌桩钻机的施工现场，清除施工现场上有碍钻机移动和实施钻孔搅拌的一切障碍物，铺设一层石渣作为桩机施工的持力层。3.2.2测量放样按照施工图的设计，对桩的轴线和桩位进行测量放样，现场桩位布置与施工图设计的误差不得大于5cm。在钻机组装就位过程中，应注意起吊设备的平稳和导向架的垂直，以确保桩体

8、施工的垂直度，其垂直度偏差应控制在1.5%以内。3.2.3试桩以确定搅拌次数、泵送压力、水泥浆的水灰比、搅拌机提升速度、泵送时间、下钻速度以及复搅深度等参数。数量根据设计及监理要求确定，一般不少于2根。试桩检验可采取至少14d后取芯，检验搅拌均匀程度和水泥土强度。3.2.4材料准备采用合格的32.5普通硅酸盐袋装水泥。使用前取水泥的样品送检试验。其他外摻剂质量必须符合有关规范的要求。3