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摘要：水泥土挡墙技术是利用水泥系材料对软弱土层进行加固后，利用加固体自身重度来承担水土压力，是重力式挡墙的一种。而加筋水泥土挡墙是在水泥土中插入钢管等刚性材料来加强水泥土的抗压、抗拉能力。其用于软弱土层中的基坑支护，具有造价低、施工方便等优点，因此，加筋水泥土挡墙在沿海地区有着广泛地应力空间。
关键词：基坑支护；加筋水泥土挡墙技术；施工
1 引 言
水泥土挡墙是一种利用水泥系材料为固化剂改善软弱土体各项力学性质的重力式挡墙技术。该施工技术在我国沿海地区如上海、广东等地区的基坑支护中有着广泛的应力，可追溯至上世纪70年代。而加筋水泥土挡墙是对水泥土挡墙的一种改良，它作为一种经济、可靠、简便的挡土技术，已在我国沿海地区基坑施工中得到愈来愈多的应用。
2 加筋水泥土挡墙概述
2.1加筋水泥土挡墙的特点与应用范围
加筋水泥土挡墙是刚性材料、加固后的水泥土体及钢筋混凝土压顶板三者共同受力，增强了土体各项力学性能，有利于安全施工；这种工艺一般适用于基坑深度小于7m，加固淤泥质土、含水量较高而地基承载力小120kPa的粘性土、粉土、砂土等软土地层；因为水泥加固体在上述地层中的28天无侧抗压强度不大（一般小于1.2MPa），所以往往水泥土挡墙的墙趾抗压强度，特别是墙背的抗拉强度不够，这种情况下一般只有两种处理方法：一、加宽水泥土墙的宽度；二、在水泥土墙中插入刚性材料（如钢管）；相比之下，加筋水泥土挡墙在降低造价和缩短工期上更胜一筹。该项技术在东南沿海地区的基坑开挖中得到迅速的发展，在软弱土层中的基坑开挖中有广泛的应用。
2.2 加筋水泥土挡墙的构造
加筋水泥土挡墙结构由加固后水泥土自重和刚性材料两部分通钢筋混凝土压顶板构成一个整体，2.2.1 水泥土挡墙的竖向布置：水泥土在基坑底下的长度一般为基坑开挖深度的0.8～1.4倍；
2.2.2 水泥土挡墙的墙体宽度一般为基坑开挖深度的0.5～0.8倍；
2.2.3 水泥土挡墙采用格栅式时，格栅的面积置换率，对淤泥质土，不宜小于0.7；对淤泥，不宜小于0.8；对一般黏性土、砂土，不宜小于0.6。格栅内侧的长宽比不宜大于2；
2.2.4 钢筋混凝土压顶板的厚度宜为150～200mm，压顶板应设置双向配筋，钢筋直径不小于φ8，间距不大于200mm。墙顶压顶板有利于墙体整体性和防止因坑外地表水从墙顶渗入水泥加固体而损坏墙体
2.2.5刚性材料置入水泥土墙的方式主要包括钻孔后放入并注浆和直接压入式两种形式。刚性材料的采用预先钻孔的施工方式时，置入刚性材料后应用注入水泥净浆。
2.3 加筋水泥土挡墙施工的一般要求
加筋水泥土挡墙支护作为一种挡土结构应满足规定的整体稳定性、周边环境对基坑变形等要求。加筋水泥土挡墙支护的施工具有下列特点：1、保证水泥土加固体的无侧限抗压强度满足要求；2、如在软弱地层中应保证基坑底以下之水泥土加固体穿过软弱地层；3、加筋材料应严格按要求的间距、长度、规格置于水泥土挡墙中；4、施工过程中必须采用信息化施工，通过对施工现场的地质条件，周边土体的变形的监控来指导施工。
3.工程实例
3.1工程概况
本工程项目位于东莞市中堂镇东港城内，拟建一层地下室，地下室底板面标高为-5.20m，底板厚450ｍｍ，垫层厚100ｍｍ，故基坑底标高为-5.75ｍ。因现场场地整平后约为－0.7m，所以基坑开挖深度按5.05m。开挖面积约9600m²。
拟建场地东面8.6m外有一宽约8m的河涌，南侧与文化路相邻，西侧为空地，北侧与一期相邻，本基坑坡顶与相邻建筑物（桩基）距离均在基坑深度3倍外。本基坑按一般临时支护结构设计，支护工程完成后正常使用时间为12个月。基坑安全等级为二级，侧壁重要性系数为1.0。
3.2工程地质与水文条件
经钻控揭露，场地内地层自上而下为：人工填土层（Qml），厚度：1.20～3.90m；耕表土层（Qml），厚度：0.50～1.30m；第四系冲积层（Qal），包括淤泥（层序号为3-1），厚度：7.20～15.70m，细砂（层序号为3-2），厚度：1.00～15.50m，；中砂（层序号为3-3），厚度：6.00～17.20m，粗砂（层序号为3-4），厚度：0.90～3.40m，强风化泥岩（层序号为4-1），厚度：0.30～1.10m。
场地内地下水主要赋存于主要分布于砂层含水类型主要为砂层孔隙水，稍具承压性，透水性能良好，主要接受地下水的侧向补给，主要以渗流方式排泄，场地地下水水量及水位变幅主要受临近水系水位的影响而波动，一般水量较大。浅部填土层中含上层滞水，接受大气降水及地表水的补给，以蒸发的方式排泄，水位随场区内降水量、蒸发量及地表特性的变化而变化，一般水量不大。
3.3 设计概况
3.3.1 支护方案选择
根据本工程所处的环境特点和土质情况，在基坑支护的设计时应本着技术先进、经济合理及方便施工的基本原则来进行，确保基坑边坡稳定，基坑周边建筑物、地下管线和道路的安全。
场地周边开阔，三倍基坑深度范围内无建（构）筑物，故采用加筋搅拌桩重力式挡土墙支护形式。
图1支护设计典型剖面图
3.3.2 水泥土墙主要施工技术
㈠开挖沟槽施工：
搅拌桩施工过程中由于切割土体而使土体松散、体积增大，促使桩体返泥、返浆至地表，须开挖深约1.0 m沟槽排放泥浆。
㈡平整施工场地：
为使桩体垂直、桩点定位准确，须平整及压实桩机摆放部位地面。
㈢桩点定位：
测量轴线位置每隔0.4m插入竹签，点位必须准确。每5-10m引点至桩外固定位置，以便随时复核。
㈣成桩：
⑴成桩前，标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆泵经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备速度等施工参数，并根据设计要求通过试桩，确定搅拌桩的水灰比和施工工艺。
⑵四喷四搅施工工艺按下列步骤进行：
深层搅拌机械就位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复喷浆搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机械移至下根桩。
⑶施工桩机就位时应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差≤1%，桩位偏差≤50 mm。
⑷预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时方可适量冲水，但送浆时适量加大浆液浓度。
⑸搅拌机喷浆提升速度须根据送浆量的大小、施工工艺要求确定，专人记录搅拌机每米或每根桩下沉或提升的时间。深度记录误差≤50 mm，时间记录误差≤5s，施工中发现的问题及处理情况注明在记录表上。
⑹水泥浆液及时按确定的渗入量拌制，制备好的浆液不离析，泵送连续。
⑺相邻桩施工不宜大于24小时，如因特殊原因超过24小时，应对需要搭接的桩先进行空钻留出榫头以待下根桩搭接。
⑻、钢管应在水泥土初凝前插入，插入前应校正位置，设立导向装置，以保证垂直度小于1％，插入过程中，必须吊直型钢，尽量靠自重压沉。若压沉无法到位，再开启机械振动下沉至标高。
⑼搅拌桩强度达到设计要求并经检测合格后基坑方可开挖。
3.3.3．主要安全技术措施
（1）施工操作人员应戴安全帽，3m以上高空作业应佩安全带。
（2）深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不能中断，应经常检查进水和回水温度。回水温度不应过高。
（3）深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，负荷载太大及电机工作电流超过额定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重启动电机。
（4）深层搅拌机电网电压低于380W时应暂停施工，以保护电机。
3.3.4．施工注意事项。
1、搅拌桩正式施工前进行试桩，根据试桩结果和施工参数，进行统计分析，选取正式施工参数，指导施工。
2、桩机施工时及时调整桩机姿态，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大，确保钻机整体水平、成桩垂直度。
3、避免工程质量通病
①深层搅拌机应基本垂直于地面，要注意平整度和导向架垂直度。
②深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。
③水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛。为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
4 结 论
本工程基坑开挖后的从各项监测数据和现场观察来看，本基坑的位移、沉降等满足相关规范、规定要求。从上面的工程我们可以得出关于加筋水泥土挡墙支护技术以下结论：该技术施工速度相对快、相对于软弱土层中的基坑工程是一种造价较低、工期较短等特点，是一种经济、安全、切实可行的支护手段。在沿海等地区具有广阔的发展前景，值得大力推广。
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作者简介：
蒋庆峰（1978-），男，江苏宜兴人，从事岩土工程设计、施工工作。
论文作者:蒋庆峰
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/13
标签：挡墙论文; 基坑论文; 水泥论文; 土层论文; 水泥浆论文; 刚性论文; 搅拌机论文; 《基层建设》2016年8期论文;