重力式水泥挡墙是对基坑周边一定宽度范围内的软弱土体采用水泥浆深层搅拌或采用高压喷射注浆进行土体加固,形成固化的土地用于挡土。我们一般采取的施工方法包括水泥深层搅拌桩和高压旋喷桩。现今对于重力式挡墙的施工管理主要体现在对水泥土体的成桩质量控制上,如何确保水泥深层搅拌桩和高压旋喷桩的施工质量,特别是在复杂地质条件下的成桩质量是当今研究的重点。
水泥深层搅拌桩是采用水泥浆作为固化剂,通过搅拌桩机的钻杆及钻头将地基中的软土或砂等物质同水泥浆进行强制性搅拌混合,从而使得软土地基硬化提高地基土的强度。该种工艺在软基处理中比较常用,且效果显著,地基处理完成后可形成桩或墙等来挡土。由深层搅拌桩组成的重力式水泥土挡墙既可施工为实体式也可采用格栅式,可根据工程的实际需要进行设计。深层水泥搅拌桩适用的范围比较广,不仅可以用于砂土、泥炭土、黏土和粉土等普通地质条件的地基加固,也可用于淤泥、淤泥质土等复杂地质条件的地基处理,但在复杂地质条件下的地基处理效果相对较差。特别是当用于处理淤泥中含有机质较多、泥炭土或地下水具有侵蚀性时,在大面积开工前应通过现场试验来确定其相关参数,看是否适用于本工程。可以利用钻孔取土样进行配合比试验,针对不同的土层分别按不同的水泥掺量做试块试压,取得水泥土的无侧限抗压强度指标,校核设计参数,为工艺性技术参数的选择提供有力依据。而在施工过程中的管理主要体现在控制水泥浆体的浓度和搅拌桩机钻杆的提升速度控制上,只有当两者都满足设计要求时,才能最大限度地保证最后的成桩质量。
高压旋喷注浆法是利用高压旋转的喷嘴将水泥浆切入周边的土体中,使水泥浆与土体混合,形成连续状的水泥加固体。高压旋喷桩的施工机械较小,施工占用场地少、振动也较小,但是由于需要进行水泥浆的搅拌,水泥灰扬尘较大,比较容易污染环境,并且施工的成本较高。该施工工艺常用来处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑性粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基,但是当遇到地下障碍物时,需要采用其他机械进行引孔。在编制高压喷射注浆方案前,施工单位应充分掌握场地的工程地质、水文地质和建筑结构设计等相关资料,对周边现有建筑物应当搜集其相关资料,避免因考虑不周导致对周边建筑物及管线造成影响。高压喷射注浆方案确定后,施工单位应根据工程现场的实际情况进行现场试验,来确定施工工艺及相关参数。一般单独采用高压旋喷注浆法施工做重力式挡墙较少,其主要应用于软土地基的加固处理、深基坑止水帷幕、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程。对于高压旋喷桩的施工管理,应该达到两方面的目的:一方面要保证水泥浆体浓度的合理,太浓会堵孔,太稀水泥含量又太少,影响水泥土强度;另一方面要保证喷浆的压力,只有保证足够的压力,才能对周边的土体进行最大可能的切割,使得水泥浆能够均匀地进入周边的土体中。(www.xing528.com)
重力式水泥挡墙的优点是施工工艺简单,无须采用支撑系统,成本较低。该方式的缺点是对基坑深度有限制要求,并且随着基坑深度增加,其地基加固的宽度也越大,单位造价提高,且施工时扬尘较多,对环境污染严重。水泥土的强度不仅取决于水泥土的搅拌质量、水灰比、龄期,而且和土质的特性有很大关系。一般在水灰比、龄期相同的情况下,砂质粉土的水泥混合体的强度要明显高于淤泥质黏土和淤泥质土,更是远远高于纯淤泥,并且水泥土的强度一般在一年后不再增长。有些淤泥质土中因有机质含量较高,会严重影响水泥土的硬化速度,甚至最终很难硬化,故在淤泥层较厚的基坑支护中谨慎使用。该挡墙具有挡土和止水双重作用,一般用于开挖深度在6 m以内的软土地区基坑支护。当基坑开挖深度大于6 m或淤泥层较厚时,应该在水泥土中插入加筋杆件,提高其刚度,形成加筋水泥土挡墙,如有必要还需进行坑内支撑,以加大基坑的支护深度。
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