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基坑支護(hù)形式之水泥土擋墻
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深層攪拌樁支護(hù)系利用水泥作固化劑,采用機(jī)械攪拌將固化劑和軟土強(qiáng)制拌合,并相互產(chǎn)生一系列物化反應(yīng)而逐漸硬化,形成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的壁狀、格柵狀等不同形式的水泥土樁墻。
深層攪拌樁在我國(guó)應(yīng)用于加固軟土構(gòu)成復(fù)合地基,自20世紀(jì)90年代初期才將其用于基坑支護(hù)之中。其適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土,素填土等,當(dāng)含有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土、泥炭土,宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。
從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)因素決定了深層攪拌樁支護(hù)深度不宜大于6米。
深層攪拌樁由具有一定剛度的脆性材料所組成。它介于剛性樁(灌注樁、鋼筋砼預(yù)制樁)和柔性樁(砂樁、碎石樁、灰土樁)之間的一種樁型。其抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多。按其重力式擋墻計(jì)算就是利用結(jié)構(gòu)本身的自重和抗壓不抗拉的特點(diǎn),經(jīng)工程驗(yàn)證是符合實(shí)際的。當(dāng)基坑開(kāi)挖深度增加時(shí),其承受水平向荷載加大,必然要大幅度的增加樁長(zhǎng)和墻體寬度,從而使深層攪拌樁顯得不夠經(jīng)濟(jì)、合理。另外,當(dāng)土體工程性狀差、被動(dòng)區(qū)土壓力較小時(shí),也可在被動(dòng)區(qū)進(jìn)行深層攪拌樁形成水泥土、改善被動(dòng)區(qū)的土性,提高C、Φ值,從而提高被動(dòng)土壓力,往往比增加樁的嵌入深度更經(jīng)濟(jì)、更有效些。
深層攪拌樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)宜根據(jù)基坑開(kāi)挖深度初步設(shè)定樁長(zhǎng)和支護(hù)結(jié)構(gòu)寬度,初定樁長(zhǎng)宜為開(kāi)挖深度的1.6~2.0倍,初步支護(hù)結(jié)構(gòu)寬度宜為開(kāi)挖深度的0.4~0.8倍,根據(jù)大量工程實(shí)踐表明一般能夠滿足工程要求,亦比較經(jīng)濟(jì)、合理。
深層攪拌樁支護(hù)可根據(jù)土質(zhì)性狀、地下水、周邊環(huán)境、施工條件因素,選擇合適的支護(hù)形式,也可與其它支護(hù)形式聯(lián)合使用。
深層攪拌樁支護(hù)宜優(yōu)先采用噴漿法施工,可使樁體均勻、強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好,但水泥用量較多些。當(dāng)土的含水量大于60%、基坑較淺,且無(wú)嚴(yán)格防滲要求時(shí),亦可采用噴粉法施工,且水泥用量相比較少些。
深層攪拌樁的一種重要功能是作為截水帷幕,要求比較嚴(yán)格,一是要求樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)大于防止管涌和工程所需要的止水深度,并進(jìn)入不透水層的長(zhǎng)度宜取1~2倍設(shè)計(jì)樁徑為宜;二是樁的垂直度允許偏差不超過(guò)1.5%;三是樁的搭接寬度宜大于150MM,其中有一項(xiàng)不符合要求時(shí),就不能解決好截水問(wèn)題。例如:某一工程地下一層截水帷幕樁長(zhǎng)11~13米,設(shè)計(jì)搭接寬度僅有50MM,基坑開(kāi)挖到-4米時(shí)發(fā)現(xiàn)深層攪拌樁的垂直度偏差過(guò)大,一些樁根本沒(méi)有相互搭接,樁間形成縫隙、孔洞,致使相鄰樁體不能完全彌合成一個(gè)完整的防水體,即使基坑周邊作了多排(3~5排)攪拌樁,也不能解決好止水問(wèn)題。當(dāng)坑內(nèi)降水時(shí),地下水在坑內(nèi)外壓差作用下穿透層層樁間孔隙進(jìn)入基坑,造成基坑外圍水土流失,地面塌陷,臨近已有建筑物產(chǎn)生不均勻沉降,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。
深層攪拌樁支護(hù)具有很多優(yōu)點(diǎn):①在樁體中最大限度地利用了原土、水泥用量相比較少②對(duì)地基土無(wú)側(cè)向擠壓作用,對(duì)近圍已有建筑物的影響小③設(shè)計(jì)比較靈活,可以合理地選擇固化劑,根據(jù)設(shè)計(jì)要求樁身強(qiáng)度可以通過(guò)重復(fù)噴漿來(lái)實(shí)現(xiàn),這一特點(diǎn)是其它樁型不具備的④施工無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染,可以在城區(qū)內(nèi)及密集建筑群中施工⑤加固后的土體重度基本不變,對(duì)軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降⑥造價(jià)低、工期短、效果比較好⑦用作臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu),可既擋土又截水,因此,應(yīng)用廣泛。
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