郑杰 郭丰佐 张清平

摘要：水泥土搅拌桩作为重力式水泥土墙的一种形式，适用于基坑深度小于7.0米，基坑安全等级为二级，基坑顶部荷载不宜过大。水泥土搅拌桩在基坑工程中既可以起到支护作用，也可以起到基坑止水的作用。本文主要结合工程实例，分析水泥土搅拌桩在基坑支护及降水工程中设计及施工的应用。

关键词：基坑支护、基坑止水、水泥土搅拌桩、重力式水泥土墙

中图分类号：TV551文献标识码： A

前言：

基坑支护及降水工程根据场区周围环境条件、土层形状、基坑深度及周边荷载不同，可以采用支挡式结构、土钉墙支护形式、重力式水泥土墙支护形式及放坡的支护形式。

重力式水泥土墙宜采用水泥土搅拌桩相互搭接成格栅状的结构形式，也可以采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式，搅拌桩的施工方法宜采用喷浆搅拌法，本文主要研究重力式水泥土墙在基坑支护及降水设计与施工中的应用，在该工程中重力式水泥土墙采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式。

1工程概况

拟建工程位于济南市济阳县正安路与富阳街交叉口，场地周边相对比较开阔，拟建基坑边线距西侧正安路东边线约15.0米，距南侧富阳街北边线约7.0米，距东侧居民平房最近处约7.0米，北侧距离民房约25.0米。根据建设单位提供的施工现场总平面图及基础结构图等确定基坑开挖深度约为5.5米，基坑开挖对周边建筑物有一定的影响。

场地东侧施工场地作业面狭窄，我们在与建设单位及施工总承包单位沟通协商后，决定该段剖面采用重力式水泥土墙的支护形式，以节约施工空间。

2地形、地貌及地下水

拟建工程场地属黄河积平原地貌单元，微地貌为平地，场区地形起伏不大，地面标高最大值20.40m,最小值19.70m,地表相对高差0.70m，场地北部原为水坑，回填新近杂填土。

表2-1稳定水位情况

数据

个数 埋深

最小值

(m) 埋深

最大值

(m) 埋深

平均值

(m) 标高

最小值

(m) 标高

最大值

(m) 标高

平均值

(m)

25 1.37 1.70 1.45 18.20 18.70 18.45

3工程地质条件

根据钻探揭露分析，场区内勘察深度之内的地基土自上而下依次为：

（1）杂填土：黄褐色，厚1-3.4米，可塑，以粉质粘土为主，混30%-40%的建筑垃圾。

（2）粉土：黄褐-灰黄色，厚2.4-4.6米，稍密-中密。

（3）黏土：褐黄-灰褐色，厚1.7-2.9米，可塑。

（4）粉质粘土：褐黄-灰黄色，厚1.7-2.2米，可塑。

4设计方案

4.1设计参数

（1）根据岩土工程勘察报告及《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）确定本基坑工程重要性等级为二级，地基复杂程度等级为二级，基坑开挖深度为5.5米，基坑侧壁安全等级为二级，基坑侧壁重要性系数为1.0。

（2）岩土体力学参数采用岩土工程勘察报告中的建议值。

岩土层名称 C（kpa） Φ（。） γ（KN/m3） tga

①杂填土 5.0（经验值） 10.0（经验值） 16.0 1:1.5

②层粉土 7.8（三轴） 20.0（三轴） 17.6 1:1.5

（3）拟建基坑东侧按人行通道考虑，地面均布荷载按10KPa考虑，东侧存在二层建筑物，建筑物荷载按20KPa考虑。

4.2重力式水泥土墙设计方案

拟建场地地下水水位较高，地下水水位在基坑底标高以上，因此，需要对地下水采取措施进行处理，为避免地下水水位下降引起东侧建筑物的不均匀沉降，拟采用水泥土搅拌桩止水+回灌井回灌的措施，即基坑外侧按间距20.0米，深度8.0米的原则布置一定数量的大口径管井进行回灌，回灌井规格及型号为孔径为700mm，井径为500mm，井管采用无砂混凝土滤水管，为确保止水效果，水泥土搅拌桩在基坑南侧及北侧各向西延伸10.0米，减少地下水的回流对建筑物的影响。

基坑东侧施工空间狭小，为节省施工空间采取垂直开挖的方式，即采用水泥土搅拌桩+预应力锚索的支护结构，基坑深度按5.5米考虑，水泥土搅拌桩采用搭接成实体的结构形式，共布置三排，桩径为500mm，桩间距为350mm，搭接宽度为150mm，桩长为10.0米，喷浆材料为纯水泥浆，水灰比为0.6-0.8。桩身布置一道预应力锚索，纵向间距为2.5米，横向间距为2.0米，倾角与水平面成15°，长度为13.0米，锚固段长度为8.0米，锚索采用2束15.2钢绞线，锚固体直径为130mm，注浆材料为纯水泥浆，水灰比为0.5-0.55，锁定值为70KN，腰梁采用1【20a槽钢进行连接。为避免水泥土墙墙面被雨水浸泡，对墙体产生侵蚀作用，墙面采用挂网喷射混凝土的方式进行防护，钢筋网采用Φ8钢筋，纵横间距均为250mm，钢筋网通过U型扣进行固定，桩顶喷面宽度不小于1.5米，喷射混凝土水泥：中砂：石子（粒径不大于10mm）比例为1:2:2.强度等级为C20，厚度不小于80mm。

5施工工艺

5.1工艺流程

测量放样→钻机就位→钻机对位调平→搅拌制浆→搅拌喷浆至设计深度→搅拌喷浆提升至地面→下一桩位施工

5.2水泥土搅拌桩施工技术要求

(1)施工前应使桩机水平，使钻杆保持竖直，垂直误差不得大于0.3%，无论何种原因造成的桩位和桩向偏差（或变动），都必须采取相应措施，确保防渗墙的可靠连接。

(2)成墙厚度：搭接宽度不小于150mm,水泥采用矿渣硅酸盐水泥，强度等级为P·S·A32.5，设计水灰比为0.6～0.8，输浆压力0.3～1.0MP，钻进速度0.3～0.8m/min，提升速度0.8～1.3m/min，搅拌轴转速30～60r/min，垂直度偏差＜0.3%，桩位对中偏差＜0.02m。

(3)水泥土搅拌桩水泥浆液的水灰比宜取0.6～0.8，水泥掺入量取土的天然质量的15%～20%。

(4)结头处理：沿桩深方向，若施工时因故停浆应及时通知操作人员记录停浆深度，如果在24小时内恢复输浆，再次喷浆时应将桩机下沉到停浆面以下0.5m；若超过24小时，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙具有一定强度后，先在接头处用工程钻机钻孔，然后再灌注水泥浆连接处理。

(5)搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合现场搅拌试验后确定的参数，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。

6施工注意事项

（1）泥浆沟的开挖应在基坑外侧，由于后期需对基坑进行开挖，一旦泥浆沟在基坑内侧，其水泥浆凝固后强度较大，开挖困难，需用油锤进行破碎，增加施工成本，且对工期不利。

（2）严格控制钻具提升速度，确保水泥土墙的喷浆量达到设计要求，水泥土搅拌桩水泥用量为50KG/M。

（3）为保证桩端施工质量，当浆体到达喷浆口后，应喷浆30s,再均匀搅拌提升，距离地面一米时减慢提升速度，距离地面25cm的位置停止喷浆但应注意停留几秒钟的时间，保证桩头施工质量。

（4）桩位的允许偏差为50mm，垂直度的允许偏差为1%，成桩直径和桩长不得小于设计值。

（5）水泥浆从拌和机倒入储浆桶时，需过滤、清除杂物。储浆桶容量要适当，既不会造成浆体不足而断桩，又能避免多余浆体留在桶内造成浪费。

7结语

近年来，水泥土搅拌桩在地基处理方面应用广泛，在基坑支护及降水工程中多作为止水帷幕进行使用。该工程既采用水泥土搅拌桩的支护形式，又利用其止水作用，起到双重效果。水泥土搅拌桩作为重力式水泥土墙在工程中的成功应用，既节约了施工总承包单位的施工空间，又起到了保护周围建筑物的作用，而且施工成本远远低于高压旋喷桩，为建设单位节省工程总投资。由此可见，水泥土搅拌桩在二级基坑支护工程中的应用是完全可行的。

参考文献

【1】JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》中国建筑工业出版社，2012年。

【2】河南建基《水泥土搅拌桩湿法监理实施细则》，2012年。

【3】GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》，2011年。

作者简介：郑杰（1968-），男（汉族），山东莱芜人，吉林大学勘查技术与工程专业，工程师。