墙垛式水泥搅拌桩在软土地基工程中的应用

□文/赵金祥 陈淑俊

为确保临近道路、周边建筑、地下管线安全，地基施工必须进行基坑支护。4～6 m的浅基坑采用格构式水泥搅拌桩重力式挡墙是比较常见的一种支护形式。其特点是工艺简单，施工方便；基坑支护投资较低，施工设备较普遍；安全可靠，变形控制较好，对周边环境影响小；止水帷幕与支护体系二合一。因此，多年来在天津地区浅基坑施工中被普遍采用。

为进一步节省投资，在传统的格构式水泥搅拌桩重力式挡墙支护基础上，结合抗震墙中扶壁柱作用原理，将传统重力式挡墙进一步深化发展成长短腿墙垛式重力挡墙，在挡墙顶部加设混凝土盖板，该工艺在场地狭窄、群楼包围的浦口道配套公建工程中成功应用，取得了较好的经济效益和社会效益，节省投资30%，具有较好地推广应用价值。

工程概况

河西区浦口道配套公建工程位于浦口道与解放南路交口处，地下1层，地上5层，框架结构，建筑面积2 333 m2，地下室面积411 m2，基坑深度4.45 m。该工程地处城市中心，四周场地狭窄。

拟建物西距闽侯路小学3层教学楼7 m，距闽侯路小学围墙及红线3 m；南距爱慕里小区两栋6层住宅楼8 m，距小区围墙及红线4.5 m，该侧有高压线，距结构基础底板3 m；北侧是浦口道，基础底边边线距该侧红线3.4 m；东侧是解放路，基础底板边线距该侧红线5.2 m。见图1。

图1 工程平面示意

地质水文情况

场地埋深1～3 m以杂填土和素填土为主，3～10 m以粉质粘土为主，从土体的粘聚力和摩擦角固结快剪指标看，地下土层属天津市中等土质，水平方向分布较均匀，场区地下水位埋深1.5 m左右。

基坑工程的难点

（1）基坑周边无施工场地。

（2）控制周边施工荷载。

（3）西侧及北侧的学校教学楼及两栋6层住宅楼的沉降及变形控制。

（4）最大限度地降低临时支护结构造价，确保基坑周边安全，方便施工，节省工期。

（5）结构周边地势紧张，几种桩型不得不按折线型布置，必须控制拐角结合点的渗漏，防止水土流失造成基坑周边沉降。

支护方案的确定

传统工艺做法

采用格构式水泥搅拌桩重力式挡墙支护，止水支护二墙合一的做法。设计计算最大水平位移30mm。其布置见图2和图3。

图2 格构式水泥搅拌桩重力式挡墙平面

图3 格构式水泥搅拌桩重力式挡墙剖面

创新工艺做法

为了节省支护投资，同时体现文明施工，在基坑支护时采用长短腿墙垛式水泥搅拌桩重力式挡墙的创新设计计算方法，设计最大水平位移10mm。布置见图4和图5。其基本要点如下。

（1）利用扶壁柱抗倾覆能力强的工艺原理，将原格构式水泥搅拌桩布置成二排垛式挡墙，靠坑内侧二垛之间的坑内被动土尽可能多留置。

（2）利用支点桩受力原理，在水泥搅拌桩桩顶加一根200mm厚的混凝土盖梁，盖梁与施工现场混凝土硬路面连成整体，盖梁一方面可起到抗变形的作用，另一方面能使施工现场保持整洁。

（3）利用起止水作用的最外排水泥搅拌桩止水帷幕较长的特点，在设计计算中考虑部分抗倾覆及控制坑底隆起的作用。

图4 墙垛式水泥搅拌桩重力式挡墙平面

图5 墙垛式水泥搅拌桩重力式挡墙剖面

施工中的重点控制要素

（1）止水帷幕桩间搭接≥200mm，确保不渗不漏。具体做法是南侧高压旋喷采用双重管机械施工，水泥掺量≥38%，格构式水泥搅拌桩控制间歇时间≤8 h并采取超时补桩措施。

（2）出入口处重型车道采用地基加固措施，控制出入口处由于重型车反覆碾压造成挡墙断裂以及由于跨中重型车荷载过大造成的基坑跨中变形。

（3）加快施工进度。基坑开挖到坑底后，立即施工基础混凝土垫层并将垫层与支护顶严，起到临时支点作用。

（4）加强信息化施工。

施工效果

浦口道配套公建工程南侧跨中临近高压线一侧，由于地势不能满足墙垛式搅拌桩支护工艺的要求，局部采用单排φ600mm灌注桩支护高压旋喷止水，其余几侧均采用墙垛式双排搅拌桩支护，桩顶设置混凝土盖梁。该工艺实施，其最大变形仅7mm，周边最大沉降仅6mm。

采用长短腿墙垛式水泥搅拌桩重力式挡墙加盖板支护比按传统的格构式水泥搅拌桩支护节省30%的投资，变形减少200mm，有效地控制了周边沉降，保证了临近建筑道路的安全。