格栅式水泥搅拌桩应用论文

格栅式水泥搅拌桩应用论文
摘要：软土路堑边坡经格栅式水泥搅拌桩加固后，能较好满足稳定性要求和截面强度要求，因此是合理的。

边坡的水泥土挡墙验算，可参考基坑的相应内容，并结合工程本身特点选择合理的验算项目、计算方法和参数等，同类工程的验算可包括但不限于本文的验算内容。

1 引言
在铁路、公路的建设中，当线路或站场的路堑边坡穿越软土时，因软土本身具有抗剪强度低、结构性强、易于流变等特点[1]，在施工期间及运营期间边坡的稳定性往往难以保证，因此，在设计和施工过程中，必须对软土路堑边坡进行重点加固处理。

本文以广州地铁某停车场出入段线敞口段的边坡工程设计为背景，阐述了格栅式水泥搅拌桩在软土边坡加固中的设计要点及验算内容，以其为同类工程提供参考。

2 工程概况
广州地铁某停车场及出入段线选址地块呈南北走向，占地面积约11.64公顷，选址现状北侧及西侧为山体，南侧为低洼田地。

出入段线自区间以隧道形式与停车场衔接，靠近停车场处为敞口段，路堑边坡坡高最高约21m，长度约163m，边坡工
程安全等级为一级，设计年限与停车场内建筑物年限一致（即100年），抗震设防烈度为7度。

出入段线敞口段处揭露的地层主要为人工填土、粉细砂、中粗砂、
可塑和硬塑状粉质黏土、淤泥质土、可塑和硬塑状花岗岩残积土等。

地下水主要为第四系松散岩类孔隙水和块状基岩裂隙水，稳定水位埋深为0.00～6.80m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，并受季节变化影响。

3 格栅式水泥搅拌桩设计
3.1 设计要点
本工程难点为开挖坡体内存在淤泥质土，其顶面埋深为1.5m～10.5m，层厚为1.4m～8.3m，含淤泥质土的坡高为5.7m～8.5m。

考虑到软土边坡自稳能力较差，需对其进行重点加固处理。

通过多种加固方案的技术经济对比，本工程最终采用格栅式水泥搅拌桩对软土进行加固，然后按1：1.25坡率放坡+格构梁+护脚墙进行支护，其中格栅式水泥搅拌桩的设计要点如下：
（1）搅拌桩直径为550mm，桩间相互咬合，重叠量为150mm。

（2）格栅单元格尺寸为1600mm×1200mm。

靠近坡顶处的横肋采用双排桩加强，其余横肋均为单排桩，横肋应与边坡走向平行。

（3）坡顶的搅拌桩顶面应设置200mm厚的C20砼盖板，盖板中部配置单层钢筋网，盖板的内外边缘处与搅拌桩间应以2m长钢筋加强连接。

（4）盖板外缘处应设置天沟，以拦截坡顶外的雨水，对于原坡面为逆坡的情况，可取消天沟。

（5）搅拌桩水泥采用PO42.5R普通硅酸盐水泥，桩身水泥土90天龄期无侧限抗压强度不小于1.5MPa。

施工前必须严格控制浆液水灰
比，水灰比不应大于0.50，水泥掺量对于淤泥质土宜为15～18%，其余未尽事宜应参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）执行。

（6）边坡在施工期间及工程峻工后至少两年内，应进行坡顶水平和竖向位移监测、地下水位监测等，以确保安全性。

3.2 方案验算
边坡格栅式搅拌桩挡土墙的验算可参考基坑的相应内容，结合本工程的实际特点，需要验算的内容及标准主要包括：
（1）滑动稳定性验算，安全系数 Kc > 1.3；
（2）倾覆稳定性验算，安全系数K0 > 1.5 ；
（3）整体稳定性验算，安全系数Ks > 1.3 ；
（4）水泥土墙截面强度验算，包含抗压强度和抗拉强度验算等。

验算时，应综合考虑坡高、地质情况、搅拌桩挡墙高度及宽度等因素，选择最不利或较不利的一组或多组边坡横断面进行验算。

此处仅以最不利情况的边坡横断面为例进行验算，对应横断面如图3所示，边坡高度为7.7m，坡体内淤泥质土厚度为8.3m，水泥搅桩桩长为15.0m，墙体宽度为11.35 m，与验算相关的土层物理力学参数如表1所示。

采用《理正岩土计算软件6.0》进行验算，考虑到坡体经水泥搅拌桩加固后需进行放坡开挖，故计算模型中水泥土挡墙应为开挖边坡后剩余的部分。

土压力计算采用库仑土压力理论，除中粗砂层采用水土分算外，其余土层均采用水土合算。

经验算，水泥土挡墙抗滑移稳定性系数为1.33，抗倾覆稳定性系
数为4.10，整体稳定性系数为1.43，墙身截面强度验算均通过，因此可满足设计要求。

4 结论及建议
（1）软土路堑边坡经格栅式水泥搅拌桩加固后，能较好满足稳定性要求和截面强度要求，因此是合理的。

（2）边坡的水泥土挡墙验算，可参考基坑的相应内容，并结合工程本身特点选择合理的验算项目、计算方法和参数等，同类工程的验算可包括但不限于本文的验算内容。

（3）设计时应重视方案优化，以确定最佳格栅尺寸、桩长、墙宽、水灰比及水泥掺量等，在满足安全的前提下，尽量节约工程投资。

参考文献
[1] 莫阳春. 土钉支护在软土边坡中的应用研究[D]. 成都：西南交通大学，2005.
[2] 李中桅. 软土路堑边坡加固措施的探讨[J]. 铁道工程学报，2008，117（6）：28-31.
[3] 徐建亭，李方武. 格栅式水泥搅拌桩在河口大闸淤泥质地基基坑支护中的应用[J]. 水利水电施工，2007，104（3）：12-15.。