□李志明（河南省鄭州水利學(xué)校）

□張 凱（鄭州禹班建筑安裝工程有限公司）

1.重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)

一般重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)多采用深層攪拌水泥土樁墻，即：通過深層攪拌機(jī)就地將水泥漿和土強(qiáng)制攪拌，制成水泥土樁，相互連續(xù)搭接形成的水泥土柱狀加固體擋墻。其水泥土加固體的強(qiáng)度可達(dá)0.8～1.2 MPa，滲透系數(shù)≤10-7cm/s，能擋土，又能防滲止水，常用于軟土地區(qū)，并且深度≤7 m的基坑工程。

1.1 構(gòu)造要求

水泥土墻通常布置成格柵式，相鄰樁搭接長(zhǎng)度≥200 mm，截面置換率（加固土的面積：水泥土墻的總面積）為0.6～0.8。墻體的寬度b和插入深度hd，根據(jù)坑深、土層分布及其物理力學(xué)性能、周圍環(huán)境情況、地面荷載等計(jì)算確定；當(dāng)基坑開挖深度h≤5m時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取值。支護(hù)結(jié)構(gòu)的水泥土加固體多采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量通常為12%～15%（水泥重量與加固土體重量的比值），水泥漿的水灰比≤0.45，水泥土圍護(hù)墻的28天齡期強(qiáng)度應(yīng)不低于0.8 MPa，未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不得進(jìn)行基坑開挖。

1.2 水泥土墻的計(jì)算

抗傾覆穩(wěn)定、抗滑動(dòng)穩(wěn)定必須驗(yàn)算，整體穩(wěn)定和抗隆起穩(wěn)定在墻體下部為軟弱土層時(shí)應(yīng)驗(yàn)算，抗?jié)B透穩(wěn)定在坑底或墻體下部為砂石及砂土?xí)r、樁體穩(wěn)定在基坑開挖深度較大時(shí)、基底地基承載力在墻體下部為軟弱土層時(shí)、格柵穩(wěn)定在格柵分格較大時(shí)、位移在對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及墻背土體有位移控制要求時(shí)應(yīng)驗(yàn)算。

1.3 深層攪拌水泥土樁墻的施工

深層攪拌地基是利用水泥、石灰作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，固化劑和軟土之間會(huì)產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基，與天然地基形成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，增大變形模量。深層攪拌法加固軟土，具有如下特點(diǎn)：施工工期較短，造價(jià)低廉，效益顯著。因?yàn)樯顚訑嚢璺▽⒐袒瘎┖驮鼗浲辆偷財(cái)嚢杌旌?，最大限度地利用了原土。并且施工過程很環(huán)保。深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值≤120kPa的粘性土等地基，對(duì)超軟土效果更為顯著。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)，宜通過試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。多用于墻下條形基礎(chǔ)、大面積堆料廠房地基；在深基坑開挖時(shí)用于防止坑壁及邊坡塌滑、坑底隆起等，以及作地下防滲墻等工程上。深層攪拌法的施工工藝流程即深層攪拌機(jī)定位→預(yù)攪下沉→噴漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升直至孔口→關(guān)閉攪拌機(jī)、清洗→移至下一根樁位、重復(fù)以上工序。

2.非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)

2.1 板樁式支護(hù)

板樁支護(hù)通常采用鋼板樁（鋼筋混凝土板樁）或型鋼樁橫擋板等支護(hù)形式對(duì)擬開挖的土壁進(jìn)行支撐，適用于土質(zhì)較好、地下水為較低、深度不很大的一般粘性土、砂土基坑中。由于這種支護(hù)需用大量的特制鋼材，一次性投資較高，現(xiàn)已很少采用。

2.2 排樁式支護(hù)

2.2.1 構(gòu)造形式

擋土灌注樁主要有間隔式、雙排式和連續(xù)式等三種構(gòu)造形式。間隔式：每隔一定距離設(shè)置一樁，成排設(shè)置，在頂部設(shè)連續(xù)梁連成整體共同工作。雙排樁：將樁前后或成梅花形，按兩排布置，樁頂也設(shè)有連續(xù)梁成門式剛架，以提高抗彎剛度，減少位移。連續(xù)式：一樁連一樁形成一道排樁，在頂部也設(shè)有連續(xù)梁連成整體共同工作。

2.2.2 構(gòu)造要求

擋土灌注樁間距一般為1～2 m，樁直徑為0.5～1.1 m，埋深為基坑深的0.5～1.0倍。樁配筋根據(jù)側(cè)向荷載有計(jì)算而定，一般主筋直徑為14～32 mm；當(dāng)為構(gòu)造配筋時(shí)，每樁不少于8根，箍筋采用8mm，間距為100～200 mm。

2.2.3 擋土灌注樁的施工

施工鉆孔過程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，這表示有孔壁坍塌現(xiàn)象。可能是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒周圍密填不密實(shí)及護(hù)筒內(nèi)水位不高引起的。那么，我們應(yīng)保持孔內(nèi)水位并加大泥漿比重以穩(wěn)定孔壁。如坍塌嚴(yán)重，應(yīng)立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆孔。若出現(xiàn)混凝土配合比有誤或澆筑不連續(xù)；水下混凝土澆筑時(shí)，導(dǎo)管提升過快，樁截面存在泥夾層。我們應(yīng)：嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比，保證混凝土連續(xù)澆筑；分析地質(zhì)情況，研究對(duì)策。如已發(fā)生斷樁，不嚴(yán)重者核算其實(shí)際承載力；如比較嚴(yán)重，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁。

2.3 板墻式支護(hù)

板墻支護(hù)一般采用地下連續(xù)墻作為土壁支護(hù)結(jié)構(gòu)。即：在開挖的基坑周圍，先建造混凝土或鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，達(dá)到強(qiáng)度后，在墻中間用機(jī)械或人工挖土，直至要求深度。當(dāng)跨度、深度很大時(shí)，可在內(nèi)部加設(shè)水平支撐及支柱。用于逆作法施工，每下挖一層，把下一層梁、板、柱澆筑完成，以此作為地下連續(xù)墻的水平框架支撐，如此循環(huán)作業(yè)，直到地下室的底層全部挖完土，澆筑完成。適用于開挖較大、較深（10 m）、有地下水、周圍有建筑物、公路的基坑，也可作為地下結(jié)構(gòu)的外墻下室結(jié)構(gòu)的部分外墻使用。

2.4 擋土灌注樁與深層攪拌水泥土樁組合支護(hù)

擋土灌注樁支護(hù)，一般采取每隔一定距離設(shè)置，缺乏阻水、抗?jié)B功能，在地下水較大的基坑應(yīng)用，會(huì)造成樁間土大量流失，影響支護(hù)土體的穩(wěn)定。為提高擋土灌注樁的抗?jié)B透功能，一般在擋土排樁的基礎(chǔ)上，在樁間再加設(shè)水泥土樁，以形成一種擋土灌注樁與水泥土樁相互組合而成的支護(hù)體系。

擋土灌注樁與深層攪拌水泥土樁組合支護(hù)具有既可擋土又可防滲，施工比連續(xù)排樁支護(hù)快速，節(jié)約水泥、鋼材，造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。適用于土質(zhì)條件差、地下水位高、要求既可擋土又可防滲的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)

3.1 土層錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)

土層錨桿是一種受拉構(gòu)件，它一端插入土層中，另一端與擋土結(jié)構(gòu)拉結(jié)，借助錨桿與土層的摩擦阻產(chǎn)生的水平抗力抵抗土的側(cè)壓力來維護(hù)擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。土層錨桿的種類較多，一般灌漿有錨桿、擴(kuò)孔灌漿錨桿、壓力灌漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿、重復(fù)灌漿錨桿、二次高壓灌漿錨桿等多種，最常用的是前4種。

3.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿

先對(duì)錨固段用快凝水泥砂漿進(jìn)行一次壓力灌漿，然后將錨桿與擋土結(jié)構(gòu)相連接，施加預(yù)應(yīng)力并錨固，最后在非錨固段進(jìn)行二次灌漿。這種錨桿往往用于穿過松軟地層而錨固在穩(wěn)定土層中，并使穿過的底層和砂漿都預(yù)加壓力，在土壓力的作用下，可以減少擋土結(jié)構(gòu)的位移。土層錨桿根據(jù)支護(hù)深度和土質(zhì)條件可設(shè)置一層或多層。當(dāng)土質(zhì)較好時(shí)，可采用單層錨桿；當(dāng)基坑深度較大、土質(zhì)較差時(shí)，可設(shè)置多層錨桿。土層錨桿通常會(huì)和排樁支護(hù)結(jié)合來使用。其主要施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→土方開挖→測(cè)量、放線定位→鉆機(jī)就位→校正孔位、調(diào)整角度→鉆孔→清孔→插放拉桿→（壓力）灌漿→養(yǎng)護(hù)→安裝橫梁（或預(yù)應(yīng)力錨具）→張拉（僅用于預(yù)應(yīng)力錨桿）→錨頭（錨具）錨固。

潛鉆成孔法：是利用風(fēng)動(dòng)沖擊式潛孔沖擊器成孔，多用于孔隙率較大、含水量較低的土層中。

3.1.2 安放拉桿

拉桿使用前，應(yīng)除銹和除油污，孔口附近拉桿鋼筋應(yīng)先涂一層防銹漆，并用兩層瀝青玻璃布包扎做好防銹層。成孔后即將長(zhǎng)鋼拉桿插入孔內(nèi)，在拉桿表面設(shè)置定位器，間距在錨固段為2 m左右，在非錨固段為4～5 m。在插入拉桿時(shí)應(yīng)將灌漿管與拉桿綁在一起同時(shí)插入孔內(nèi)。放至距孔底保持50 cm。如果鉆孔時(shí)使用套管，則在插入鋼筋拉桿后將套管拔出。

3.1.3 錨桿灌漿

灌漿方法分為一次灌漿法和二次灌漿法兩種。一次灌漿法是用壓漿泵將水泥漿通過灌漿管注入錨孔，管端保持離底150 mm；隨著水泥漿灌入，逐步將灌漿管向外拔出，待漿液回流至孔口時(shí)，搗實(shí)并封口，再以0.4～0.6 MPa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌完成。二次灌漿法是待第一次灌漿初凝后，進(jìn)行第二次灌漿。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨桿灌漿，先灌注錨固段，在灌注的水泥漿具備一定強(qiáng)度后，對(duì)錨固段進(jìn)行張拉，然后再灌注非錨固段。

3.1.4 張拉與錨固

預(yù)應(yīng)力錨桿土層錨桿灌漿后，待錨固體強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度以上時(shí)，便可對(duì)錨桿進(jìn)行張拉和錨固。張拉設(shè)備與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉設(shè)備相同，預(yù)加應(yīng)力的應(yīng)正確估算預(yù)應(yīng)力損失。鋼拉桿為鋼筋時(shí)一般采用螺母錨固，鋼拉桿為鋼絲束時(shí)可采用墩頭錨具錨固。

3.2 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)

土釘支護(hù)是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新技術(shù)，即基坑開挖時(shí)，逐層在坡面上采用較密排列的鉆孔注漿釘或擊入釘，與土體形成復(fù)合體，并在土釘坡面上設(shè)置鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土，使土體、土釘群與混凝土面板結(jié)合為一體，增強(qiáng)了土體破壞延性，提高了邊坡整體穩(wěn)定和承受坡頂超載能力。亦稱為噴錨支護(hù)或土釘墻。

土釘支護(hù)主要適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的雜填土、普通粘性土或非松散性的砂土，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二、三級(jí)，基坑開挖深度≤12 m的土壁支護(hù)。由于其經(jīng)濟(jì)、可靠、施工簡(jiǎn)便、快速，已在我國得到廣泛使用。

為了防止地表水滲透噴混凝土面層進(jìn)入土體產(chǎn)生壓力，降低土體強(qiáng)度和土體與土釘之間的粘結(jié)力，土釘支護(hù)必須有良好的排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)主要包括地表排水、支護(hù)內(nèi)部排水，以及基坑排水。支護(hù)內(nèi)部排水通常在支護(hù)面層的背部插入直徑≥40 mm的水平排水管，間距為1.5～2 m，將土體內(nèi)的積水排出。

土釘支護(hù)施工通常采用邊開挖、邊施工的方法，其每段主要施工工序?yàn)椋夯娱_挖、修坡→定位→鉆孔→插入土釘鋼筋→注漿→綁扎鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土。

施工中一定要注意噴射混凝土?xí)r應(yīng)由下而上，一次噴射厚度≥40 mm；當(dāng)面層厚度≥100 mm時(shí)，應(yīng)分二次噴射，每次噴射厚度宜為50～70 mm。面層噴射混凝土終凝后2 h，可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，采用噴水、灑水或噴涂養(yǎng)護(hù)劑等方法養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間宜為3～7 d。

[1]李珠，蘇有文主編.土木工程施工[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[2]孫震主編.建筑施工技術(shù)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，1996.

[3]閻西康.土木工程施工[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2000.