水泥搅拌桩加固坡体在深厚软土基坑中的应用研究

温忠义 张庆华 樊子聪

（1、广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060 2、中建科技集团深圳分公司，广东 深圳 518000）

1 概述

珠三角地区的软土层工程性质差，基坑支护难度大，对于开挖深度约4～6m浅基坑，容易发生基坑变形过大甚至基坑失稳的问题[1]，对此人们往往采用超强支护形式限制位移，基坑支护造价昂贵，且影响后期的主体结构施工[2]。

深厚软土地区放坡结合坡面加固支护形式[3-6]，由于其具有施工方便，工期短，造价低等优势而得到很好的运用，目前针对此简易支护形式的研究和工程实践均较少。本文结合珠海深厚软土地区某项目深厚软土中放坡支护设计和施工，采用数值模拟方法，放坡支护坡顶位移和沉降与现场监测相符，可供同类工程借鉴和参考。

2 工程概况

某基坑位于珠海市金湾区山湖海路与金宏路交汇处东南角，拟建多栋商业住宅楼和综合楼，下设1层地下室，基坑大开挖深度为4.25 ～4.5 m，基坑支护总周长约545m，基坑开挖范围主要为填土和淤泥，地质条件较差。

场地紧邻市政道路，下埋众多管线，对变形控制要求严格，基坑北侧主要采用1:2.0 放坡，坡面和坡脚采用φ550@450水泥土搅拌桩进行加固的支护方案。

3 有限元模型及参数

3.1 土体本构模型参数

采用硬化土（HS）模型对土体和水泥搅拌桩的应力应变关系进行模拟，参数取值如表1所示：

表1 计算模型参数

3.2 模型尺寸及施工工况

选取模型总高度20m，长度40m，支护剖面和整体模型见图1和图2。

图1 剖面示意图

图2 计算模型图

4 有限元结果与监测数据对比分析

4.1 搅拌桩排数加固作用

按实际工程在放坡体中设置搅拌桩加固，分析0.5 m至3m范围内加固宽度变化对基坑变形和稳定性的影响。

由图3和图4可知，当搅拌桩加固宽度由0.5 m至3m时，基坑整体稳定性系数由1.21 增至1.40 ，基坑的水平位移从187.1 mm减至169.9 mm，降少9.2 %，当加固宽度大于2.5 m时，基坑的水平位移减小幅度为1.2%，说明搅拌桩加固超过一定宽度后作用效果不明显。

图3 墙厚变化下的安全系数

图4 墙厚变化下的桩墙最大侧移

4.2 数值模拟与监测数据对比分析

实际工程中坡顶处水平位移和沉降与模拟数据进行对比，如图5和图6所示：

图5 基坑坡顶水平位移对比图

图6 基坑坡顶沉降对比图

从图中看出，数值模拟变化趋势与监测数据基本一致，且变形量较小，满足设计要求。

5 结论

5.1 深厚软土层基坑采用放坡结合水泥搅拌桩加固坡体可以减少基坑位移，增强其整体稳定性；水泥搅拌桩加固宽度越大，基坑变形越小，整体稳定性越强。

5.2 水泥搅拌桩加固放坡体的支护方案适用于开挖深度约5m左右的深厚软土地区基坑，施工进度快，造价低，可为类似项目推广运用。