海门市建筑设计院有限公司岩土所 江苏南通 226100
摘要：在基坑周边条件比较简单的情况下，放坡开挖时最经济的方案，对于地下水位较高地区往往需要设置止水帷幕。本文在海门东洲中学某基坑支护设计工程中，通过软件模型分析考虑与不考虑止双轴水泥土搅拌桩水帷幕条件下的基坑边坡稳定性，
关键词：双轴水泥土搅拌桩；边坡稳定性
一、工程概况及地质情况
海门市东洲中学某地块基坑工程，该基坑工程离周边建筑物约为13.3m-20.4m，地面平均标高2.500m，本工程基础底标高为7.500m。基坑埋深为5米，基坑重要性等级为二级。
勘探期间，现场测量初见水位为1.50m（标高），测定地下水稳定水位1.70m（标高）。水位受降水影响，季节性变化明显。根据本地区水文地质资料，年地下水变化幅度0.8m左右。各土层物理力学性质指标统计表见表1。
表1：表物理力学性质指标统计表
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二、基坑支护方案的确定
综合考虑本工程场地地下水位埋深、周边建筑物及基坑埋深因素，本基坑工程采用二级放坡+双轴水泥土搅拌桩止水帷幕支护方案。
三、瑞典条分法原理简述
瑞典条分法假设滑动面为圆弧面，将滑动体分为若干个竖向土条，并忽略各土条之间的相互作用力。按照这一假设，任意土条只受自重力FWi、滑动面上的剪切力FTi和法向力FNi，如图3.1所示。将FWi分解为沿滑动面切向方向分力和垂直于切向的法向分力，并由第i条土的静力平衡条件可得FNi=FWicosθi，其中，FWi=bihi×γi[1]。
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图3.1瑞典条分法的一般计算图
设土坡安全系数为Ks，它等于第i个土条的安全系数，由库仑强度理论有
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（3-1）
式中，FTi———土条i在其滑动面上的抗滑力；Ks———土坡和土条的安全系数。
按整体力矩平衡条件，滑动体ABC上所有外力对圆心的力矩之和应为0。在各土条上作用的重力产生的滑动力矩之和为
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（3-2）
滑动面上的法向力FNi通过圆心，不引起力矩，滑动面上设计剪力FTi产生的滑动力矩为
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（3-3）
由于极限情况下抗滑力矩和滑动力矩相平衡；所以令上述两式相等，则
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（3-4）
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（3-5）
四、双轴水泥土搅拌桩止水帷幕对边坡稳定性影响
1、不考虑双轴水泥土搅拌桩止水帷幕影响下的边坡稳定性系数
（1）.本基坑设计计算模型为二级1：1放坡，坡顶均布荷载为20kpa，模见图4.1.1。
（2）.本基坑采用同济启明星软件中瑞典条分法计算方法；应力状态为总应力法；条分法中的土条宽度：1.00m；经计算整体安全系数为1.11，见图4.1.2。
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图4.1.1无止水帷幕放坡支护模型 图4.1.2无止水帷幕边坡计算模型
2、考虑双轴水泥土搅拌桩止水帷幕影响下的边坡稳定性系数
（1）.本基坑设计计算模型为二级1：1放坡+12m双轴水泥土搅拌桩止水帷幕，坡顶均布荷载为20kpa，见图4.2.1。
（2）.双轴水泥土搅拌桩中的水泥土参数：水泥土内聚力：35kPa；水泥土内摩擦角：25°。
（3）.本基坑采用同济启明星软件中瑞典条分法计算方法；应力状态为总应力法；条分法中的土条宽度：1.00m；经计算整体安全系数为1.29，见图4.2.2。
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图4.2.1有止水帷幕放坡支护模型 图4.2.2有止水帷幕边坡计算模型
五、双轴水泥土搅拌桩止水帷幕对边坡稳定性影响
由本报告式（3-5）可知：按瑞典条分法计算方法，有双轴水泥土搅拌桩止水帷幕瑞模型整体安全系数提高是由于双轴水泥土搅宽度中的土体相当于进行土体加固的，增加了土的滑动面的力学参数。
由图4.1.2与图4.2.2边坡计算模型结果可知，本工程中双轴水泥土搅拌桩止水帷幕对边坡整体稳定性可提高约17.2%的整体安全系数。
六、结论
在现代城市发展过程中，基坑施工过程中采用止水帷幕的工程案例越来越多，然而实际基坑边坡稳定性计算工程中往往没有考虑止水帷幕对边坡稳定性的影响。本文通过软件模型及瑞典条分法基本原理分析考虑与不考虑止双轴水泥土搅拌桩水帷幕条件下的基坑边坡稳定性，得出水泥土止水帷幕增强了边坡稳定性。在实际工程应用中，考虑到止水帷幕对边坡稳定性的影响下往往减小了基坑放坡比例，从而减小了放坡开挖空间，降低了工程造价。
参考文献：
[1]刘建航，候学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.