水泥土深层搅拌桩支护设计与施工

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1、水泥土深层搅拌桩支护设计与施工【摘要】主要论述水泥土深层搅拌桩支护结构设计与施工。【关键词】土压力的计算、水泥土深层搅拌桩、设计、施工1. 工程概况   某商住楼座落在市区临江边，由六座20层塔楼和3层裙房组成，框剪结构，地下1层，总建筑面积83300㎡，建筑物总高64.8m，地下室首层～三层为车库商业用房，四层以上为住宅，建筑总长1048m,宽641m，基础为片筏，埋深5.1m,筏板厚1.8m，地基采用深层搅拌水泥土桩加固，承载力可提高到400kpa。工程距离南面道路8m,东面毗邻三座十层住宅大楼6

2、m，西面和北面与低层民房相距9m。   工程施工程序为先地基深层搅拌水泥土桩加固后基坑土方开挖。因此，坑内土层的内摩擦角可适当提高。2. 场地水文地质情况商住楼距离河西堤约30m，场地为旧建筑物拆除地，地下存在旧基础或旧的地下管道。上覆地层为第四系冲积层，其下基岩为石炭系石灰岩。场地在地貌上为河流I级阶地。工程所在地的土层自上而下为：①人工填土层；②耕植土层；③第四系冲积层；④第四系残积土层；⑤石炭系灰岩。（详见图3）场地位于江河畔，地下水位受江河水影响较大。场地内地下水主要有第四系孔隙潜水，受大气降

3、水及江河水控制，由于卵石层厚度大，水量较为丰富。另一种为岩溶裂隙水，岩溶裂隙水赋存于灰岩的岩溶带之中，水量的大小和径流条件受地质构造，节理裂隙及岩溶发育程度控制。两类含水层有统一的地下水位，水力联系较密切，其余各层为弱含水层或相对隔水层。地下水位4.50m。3. 水泥土深层搅拌桩支护结构设计计算3.1 基坑支护方案的选择及分析  根据该工程场地情况和地质条件，基坑开挖提出了三种挡土方案进行比较。（1）      内支撑钢板桩方案，基坑深5.1m，选用10m长拉森板桩，设一道钢管内支撑，H型钢为支撑钢柱

4、，拉森板桩有力学性能好、密封性好、耐锤击及施打时对周围环境影响小等优点。但拉森钢板桩内支撑需边开挖边支撑，给施工带来麻烦，并且开挖工作面小，挖土速度慢，有30%的土需人工开挖。在地下室工程施工时，板桩内支撑又不可拆除，对支设模板、绑扎钢筋、浇捣砼带来很大困难。拉森钢板桩需进口，造价很高。（2）人工挖孔桩方案人工挖孔桩支护方案具有刚度大、稳定性好。但人工挖孔桩与桩之间有空隙，有挡水要求时不能满足，并且该方案需穿透粉细砂层才能到达卵石持力层，穿越粉细砂层会出现流砂，涌水给施工造成不安全。（3）水泥土深层搅

5、拌桩支护方案 深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合，制成水泥土桩，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕，对任何平面都适用。深层搅拌水泥土桩具有无噪音、无振动、无污染、工效高及成本低等优点。此方案做法是采用桩径φ500格构式布置，桩与桩搭接150mm，水泥土挡土结构宽4m（见图1）。基坑开挖高度H=5.1m，入土深度3.4m，水泥土挡土结构总高8.5m（见图2），水泥掺量不少于13%。对三个方案进行比较，由于深层搅拌水泥土桩

6、的刚度大、挡土及挡水性能好、施工场地大、造价低等特点，比其他方案有明显优势，故被采用。  3.2  深层搅拌水泥土桩支护结构计算3.2.1 土压力计算3.2.1.1主动土压力Ea（见图3）标高Ea(KN/m)-1.75(20+18.9×1.75)tg2(45°－90°/2)-2×14tg(45°-9°/2)=14.80-3.25(20+18.9×1.75+18.2×1.5)tg2(45°－13°/2)-2×18tg(45°－13°/2)=22.22-4.5(20+18.9×1.75+18.2×1.5+

7、17×1.25)tg2(45°－8°/2)-2×12tg(45°－8°/2)=55.93-5.1(20+18.9×1.75+18.2×1.5+17×1.25+7×0.6)×tg2(45°－8°/2)-2×12tg(45°－8°/2)+10×0.6=65.10-5.1(20+18.9×1.75+18.2×1.5+17×1.25+7×0.6)tg2(45°－19.5°/2)-2×28tg(45°－19.5°/2)+10×0.6=19.28-7.0(20+18.9×1.75+18.2×1.5+17×1.25

8、+7×0.6+9.5×1.9)tg2(45°－19.5°/2)-2×28tg(45°-19.5°/2)+10(1.9+0.6)=47.29-8.0(20+18.9×1.75+18.2×1.5+17×1.25+7×0.6+9.5×1.9+10×1)tg2(45°－36.4°/2)+10(1.9+0.6+1.0)=69.16-8.5(20+18.9×1.75+18.2×1.5+17×1.25+7×0.6+9.5×1.9+10×1+8×0.5)tg2(45°－