搅拌桩在深厚淤泥层基坑支护中的应用

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1、搅拌桩在深厚淤泥层基坑支护中的应用--------------------------------------------------------------------------------摘　要　介绍了在深厚淤泥层中采用深基坑复合支护系统施工的成功经验。除了常规的内支撑外，还采用格珊式布置的搅拌桩作为暗支撑，以改善被动土体的性质，提高土层的力学性能，从而达到减小基坑变形的目的。关键词　深厚淤泥层　基坑　复合支护系统　　武汉市国税局办公大楼地上26层，地下1层，地下室承台或底板(地下室外墙)长45m，宽18.0～27.5m，要求基坑周边地下室施工作业面宽2m。基坑开挖深度为6.4m，局

2、部深度为7.7m。本场区地表2.70m以下有厚达12～15m的流塑状淤泥层，基坑开挖支护涉及的土体性质非常差，淤泥质土的内聚力小，内摩擦角很小，主动土压力与被动土压力接近。加之，基坑周边分布有高4层、7层的建筑物和交通繁忙的街道，距离为2.5～10.0m，同时，业主要求基坑周边的空地作为施工场地，因此基坑支护的难度很大。1　工程地质概况　　本场区属长江一级阶地地貌，“岩土工程勘察报告”推荐的基坑支护地层力学设计参数如表1。表1　基坑支护地层力学设计推荐参数表（略）　　与基坑支护密切相关的另一个基本因素是水文地质条件。勘探期间测得承压水头埋深在地表以下4.6m处。与长江、汉江有水力联系。2　

3、基坑支护方案的选择　　在这种流塑性淤泥质土中设计支护结构时，首先要考虑支护结构自身的刚度以控制基坑变形。由于本场区周边空地要用来搭建临时建筑和堆放建筑材料，故不可能采用放坡形式；且由于淤泥层蠕变大，故不宜采用土钉墙支护形式；加之某些地段边宽不足，基底为淤泥层，也不宜采用搅拌桩重力挡土墙结构。所以我们认为本场区采用钻孔桩较为适宜，无论采用何种桩支护，桩必须打入土性质稍好的地层中，即进入粉砂夹粉质粘土层中，以防止出现支护桩脚滑动、推挤工程桩的恶性事故发生，桩间要隔离淤泥质土，以防止淤泥在压力差的作用下产生流动。经初步计算、综合比较、分析，本基坑支护方案选用钻孔桩加内支撑的支护方案，以提高支护体

4、系的刚度，减少基坑侧壁的变形。3　搅拌桩格栅暗撑支护的设计　　由于该工地淤泥层土的力学性质随深度变好，含水量、孔隙比、压缩系数减小，故可将其下部厚5m处单独划分为一个计算层，适当提高内摩擦角和内聚力，参照勘察报告中土的抗剪强度指标统计结果，取内摩擦角φ=10°,内聚力c=15kPa。其它层的力学设计参数见表1。3.1　悬臂桩支护结构　　(1)计算条件　钻孔桩进入砂层，桩间距为1.1m，深度为18m，钻孔桩上部空2m放坡，桩径Φ为900mm。采用理正软件研究所F-SPWV2.2版软件进行计算。　　(2)计算方法　采用经典法和“m法”两种(m为桩侧地基土水平抗力系数的比例系数)，其中经典法的土

5、压力为经典土压力模式(上小下大，延至桩底)，“m法”土压力为矩形分布模式(被动区土压力用土弹簧代替)。　　(3)计算结果　采用经典法计算的最大弯矩为4309kN.m，作用深度为17.27m，最大剪力为480kN，作用深度为11.84m；m法的最大位移为216.9m。计算结果表明，该场区显然不能采用悬壁桩支护结构。3.2　桩加一层支撑结构　　计算条件为设一道支撑，布置深度在地表以下2m，钻孔桩上部空2m放坡和作锁口梁。桩深和桩径同悬壁桩一致。支撑选用桁架式钢管结构和角撑。按照建设部建筑基坑支护技术规程(征求意见稿)计算支护体系的支撑刚度，经计算，当支撑水平间距为14m时，支护体系的支撑刚度为

6、15.20MN/m。计算结果表明，虽然基坑深度不大，并采用了桩撑支护方案，但对于流塑性淤泥质粘土，由于土压力大，致使桩承受的弯矩和剪力较大，尤其是基坑侧壁变形量大，达到123mm左右，超过了武汉地区深基坑技术指南〔1〕中规定的基坑允许变形值。位移超过允许变形值的主要原因是淤泥深厚，基底以上主要是淤泥，致使基底处位移达68mm，占总位移的55.28%。3.3　桩加一层支撑和格栅暗撑结构　　针对这一层支撑位移较大的问题，我们采用水泥和生石灰搅拌桩对基坑内侧的土体进行加固，一是水泥固化时吸水，可以减小基坑内侧基底处淤泥含水量，提高土层的c，φ值；二是在基底处设置暗撑，以改善支护体系的受力状况，减

7、小桩的受力和配筋；三是使支护体系形成箱形，提高支护体系的整体刚度，减小计算变形。根据有关参考资料和经验，选定淤泥经搅拌桩处理后桩体的内聚力为50kPa，内摩擦角为25°，第二层支撑计算深度在地表以下6.3m(计算程序不允许支撑位置低于基底)，并计算暗撑的支撑刚度，结果为10.97kN/m，其它条件同设一道支撑情况一致。两种方法计算的结果表明，基底内侧采用搅拌桩处理可改良土的力学性质，提高被动区的土压力，设了暗撑以后使基坑