摘要：擋土墻是水利工程中廣泛采用的一種構造物，可用以穩定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積、防止水流沖刷路基、并經常用于整治坍方，滑坡等路基病害。本文結合某水利工程擋土墻軟土地基加固設計進行了探討。

　　關鍵詞：擋土墻設計,軟土地基,攪拌樁設計,攪拌樁計算,變形計算

　　1概述

　　南北大涌位于佛山市禪城區西側，緊鄰建設中的禪西大道，是禪城區城西片區的主要排澇通道，與多條內河涌相連，北端過城北電排站與汾江河相連，南端經海口水閘及海口電排站出東平河，河涌全長約5.10km。根據排澇規劃，南北大涌規劃寬度為28m～35m。而現狀涌寬約為14～22m，過水面積遠遠小于規劃要求，蓄澇容積嚴重不足，成為了該片區域提高排澇能力的最大“瓶頸”。同時，沿涌兩岸環境較差，尤其是一些工業廢水未經處理直接排入涌內，造成部分涌段水質發黑發臭，直接影響汾江河的水環境質量。2008年2月，佛山市政府將南北大涌綜合整治納入汾江河(佛山水道)綜合整治二期28項工程之中，決定采取清淤疏浚、河道拓寬、河涌護岸及綠化美化，同時與截污工程建設、清障及征地拆遷等多項措施相結合，全面進行綜合整治，在提高南北大涌周邊環境質量的同時，進一步改善汾江河水環境，重現嶺南水鄉特色的現代化城市品位，實現人與水的和諧。根據禪城區的工作安排，南北大涌綜合整治工程計劃分段實施，龐氏宗祠至海口水閘是該工程的末端，總長0.86km。

　　南北大涌綜合整治工程中河涌斷面大部分采用梯形斷面，涌底高程按規劃要求-1.50m設計。靠近海口水閘段(樁號4+370～4+500)東岸有房屋臨近河涌，為避免拆遷和過多束窄河涌寬度，該段東岸采用懸臂式砼擋墻結合鉆孔排樁護岸。該區域屬珠江三角洲沖積平原腹部、三水盆地中部，根據地質勘查報告，砼擋墻分布堤段地質分層如下：①填筑土，灰褐色，由中、細砂、磚塊、少量粘土等混雜組成，層厚1.20～4.30m。②淤泥質土：深灰色，飽和，流塑。含腐殖質，含粉砂。層厚6.4m，地基承載力特征值的經驗值fak=68～88kpa，平均fak=66kpa，為保證擋墻整體穩定，設計時需對該軟土層進行地基處理。

　　2 地基處理方案選定

　　軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差等特點。目前軟土地基處理措施常采用換土法、強夯法、振沖碎石樁和水泥攪拌樁法等。

　　本工程考慮到擋土墻基底以下淤泥質土層厚度約6.4m，不算厚但采用換土墊層法實現難度大，而擋墻墻高4.40m，擋墻基底應力值不大，借鑒同類工程經驗，經綜合考慮采用水泥攪拌樁較為合適。

　　3 懸臂式鋼筋混凝土擋土墻設計

　　懸臂式擋土墻在東岸分部兩段，分別為樁號4+370.86～4+434段及樁號4+450.79～4+500段，底板頂高程-1.5m，墻高4.0m，擋墻結構尺寸見表1

　　表1擋土墻結構尺寸表

　　擋土墻穩定計算成果見表2

　　表2懸臂擋土墻穩定計算成果表

　　根據地質資料，懸臂式擋土墻地基允許承載力為66kPa。由表2可看出，擋土墻抗滑穩定安全系數、基底應力不均勻系數均滿足規范要求，但平均基底應力大于地基允許承載力，不滿足規范要求，需要進行地基處理。

　　4 水泥攪拌樁加固設計

　　水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高基礎強度，有效減少地基沉降、改善岸坡穩定條件。

　　本次整治工程在擋墻基底矩型布置水泥攪拌樁，樁徑50cm，樁長5m，樁間距1.0m×1.0m。樁頂設置褥墊層，褥墊層采用0.5m厚中粗砂。

　　4.2 水泥土攪拌樁計算

　　(1)單樁豎向承載力計算

　　單樁豎向承載力特征值(Ra)應通過現場載荷試驗確定。初步設計按式(1)估算，是由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力。并應同時滿足由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力小于(或等于)由樁身材料強度確定的單樁承載力，即式(2)的要求：

　　式中:

　　fcu—與攪拌樁水泥土配比相同的室內加固土試塊(邊長為70.7mm的立方體)在標準養護條件下90d齡期抗壓強度(kPa)，本例取值1000kpa;

　　η—樁身強度折減系數，取0.33;

　　up—樁的周長(m);

　　n—樁長范圍內所劃的土層數(本工程樁長范圍內土層數為1);

　　qsi—樁周第i層土的側阻力特征值(kPa)，淤泥質土可取6～12kpa，本例取值6kpa;

　　li—樁長范圍內第i層土的厚度(m)，本例取樁長L=5m;

　　qp—樁端地基土未修正的承載力特征值(kPa)，取130kPa;

　　α-為樁尖天然地基土的承載力折減系數，取0.4;

　　根據以上公式，由式(1)計算單樁豎向承載力特征值為66.8kN;由式(2)計算單樁豎向承載力特征值為64.8kN;單樁豎向承載力特征值取64.8kN。

　　(2)復合地基承載力特征值計算

　　處理后的復合地基承載力特征值按下列公式計算：

　　式中:

　　fspk—復合地基的承載力標準值;

　　m—面積置換率，計算得m=0.176;

　　Ap—樁的截面積;

　　fsk—樁間天然地基土承載力標準值，取82kPa;

　　β—樁間土承載力折減系數，當樁端土未經修正的承載力特征值小于樁周土的承載力特征值的平均值時可取0.5～0.9，本例取0.7;

　　Ra—單樁豎向承載力標準值，Ra=64.8kPa;

　　根據以上公式計算出復合地基承載力特征值fspk=71.1kPa，滿足擋土墻地基承載力要求。

　　4結束語

　　本文針對南北大涌軟土地基的天然地質條件，利用水泥攪拌樁加固處理方法來提高堤岸擋墻的地基承載力是非常有效的，而且施工簡單、工期短，是水利工程中提高地基承載力加固地基土體較為普遍采用的一種地基處理措施。

　　參考文獻

　　[1] 《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)

　　[2] 《水工擋土墻設計規范》(SL379-2007)