水泥土墻工程

深基坑工程第三章

水泥土墻工程一、概述

水泥土墻：利用水泥材料為固化劑，采用特殊的拌合機(jī)械（深層攪拌機(jī)或高壓噴射）在地基土中就地將原狀土和固化劑強(qiáng)制拌合，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定強(qiáng)度、整體性和水穩(wěn)定性的加固土圓柱體（水泥土樁），由這些水泥土樁兩兩相互搭接而形成的連續(xù)壁狀的加固體。水泥土樁深層攪拌樁高壓噴射旋噴樁水泥土二、水泥土攪拌樁與高壓噴射注漿樁（一）水泥土攪拌樁1.施工設(shè)備：深層攪拌機(jī)（濕法和干法）2.水泥土的物理力學(xué)特性3.加固機(jī)理及影響因素4.水泥土攪拌樁的特點(diǎn)深層攪拌機(jī)深層單軸攪拌機(jī)攪拌葉片水泥土的工程特性（1）水泥土的物理性質(zhì)1）重度當(dāng)水泥摻入比在8%～20%之間，水泥土重度比原土增加約3%～6%。2）含水量隨水泥摻合量的增大而降低，一般比原土降低15％～18%。3）抗?jié)B性滲透系數(shù)k一般在10-8～10-9cm/s。（2）水泥土的力學(xué)性質(zhì)1）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu在0.3～4.0MPa之間，比原狀土提高幾十倍乃至幾百倍。2）抗拉強(qiáng)度水泥土抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度有一定關(guān)系，一般情況下，抗拉強(qiáng)度在（0.15～0.25）qu之間。3）抗剪強(qiáng)度當(dāng)水泥土qu=0.5～4MPa時(shí)，其粘聚力c在100～1000kPa之間，其摩擦角在20～30之間。4）變形特性當(dāng)qu=0.5～4.0MPa時(shí)，其50d后的變形模量相當(dāng)于（120～150）qu。加固機(jī)理（1）水泥的水解水化反應(yīng)（2）土顆粒與水泥水化物的作用1）離子交換和團(tuán)?；饔?）硬凝反應(yīng)（3）碳酸化作用（1）基本不存在擠土效應(yīng)，對周圍地基擾動(dòng)小；（2）可根據(jù)不同土質(zhì)和工程設(shè)計(jì)要求，合理選擇固化劑及配方，應(yīng)用較為靈活；（3）施工無振動(dòng)，無噪音，污染小，可在市區(qū)和建筑物密集地帶施工；（4）土體加固后，重度基本不變，軟弱下臥層不致產(chǎn)生較大附加沉降；（5）結(jié)構(gòu)型式靈活多樣，可根據(jù)工程需要，選用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀。（6）隔水防滲性能良好，基坑內(nèi)外可以有水位差。水泥土攪拌樁的特點(diǎn)（二）高壓噴射注漿法1.高壓噴射注漿樁的分類（1）按照噴射流移動(dòng)軌跡分類：

旋噴、定噴和擺噴。單管（漿液）雙管（內(nèi)漿外氣）三重管（氣、水、漿）（2）按注漿管類型分類：單管法、雙管法、三管法和多重管法。bcada.柱狀b.壁狀c.格柵狀d.塊狀（3）按照加固體形狀分類：柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀。2.高壓噴射注漿樁的特點(diǎn)及適用范圍主要特點(diǎn)：適用范圍廣、施工靈活方便、環(huán)保效果好。適用范圍：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。

不宜用于處理硬粘性土、含較多塊石或大量植物根莖以及地下水流速過大的地基。三、水泥土墻的設(shè)計(jì)（一）一般規(guī)定

適用條件：水泥土擋墻適用于開挖深度不大于7m的淤泥和淤泥質(zhì)土基坑。水泥摻入量：水泥土擋墻所用的深層攪拌樁水泥摻入量宜為被加固土重量的15%~18%。按50cm直徑計(jì)算，每米長度樁約為0.2立方米，淤泥重度約1.5t/m3，每米長度樁土重約300kg，每米樁長水泥用量45~54kg。（同樣直徑，旋噴樁每米樁長水泥用量130kg）（二）水泥土墻的布置1.平面布置水泥土墻平面布置可采用壁狀體。若壁狀的擋墻寬度不夠時(shí)，可加大寬度，做成格柵狀支護(hù)結(jié)構(gòu)，即在支護(hù)結(jié)構(gòu)寬度內(nèi)，不需整個(gè)土體都進(jìn)行攪拌加固，可按一定間距將土體加固成相互平行的縱向壁，再沿縱向按一定間距加固肋體，用肋體將縱向壁連接起來。壁狀格柵狀（格賞柵狀鄭可改沈進(jìn)成豎全處騙理，禁三角蹦形布番置）爐（置禾換率0.浩90慰7）水泥僑土墻腰應(yīng)盡罵可能振避免況向內(nèi)淡的折伸角而已采用怒向外干拱的守折線再形，苦以利循減小漿支護(hù)俗結(jié)構(gòu)蛋位移允，避掩免由冬于兩擋個(gè)方琴向的基位移印而使賀水泥閘土墻踏內(nèi)折層角處堤出現(xiàn)住裂縫周。支護(hù)結(jié)捷構(gòu)沿地筑下結(jié)構(gòu)版底板外絞圍布置特，且與喜底板應(yīng)猾保持一擦定凈距艱，以便宜于底板夠、墻板巷側(cè)模的樂支撐與坑拆除，召并保證次地下結(jié)小構(gòu)外墻偶板防水逝層施工悶作業(yè)空拘間。（1）樁咬的搭哭接：水泥土京樁與樁唯之間的策搭接寬璃度不宜鬧小于15惡0m佛m；當(dāng)萄攪拌篩樁較既長時(shí)盞，應(yīng)架考慮數(shù)施工蹈時(shí)垂福直度農(nóng)偏差嚷問題曬，增穗加設(shè)慚計(jì)搭炎接寬寄度。成常規(guī)詞設(shè)計(jì)玻中搭騰接寬危度20斷0m蠻m。（2）水頓泥土設(shè)墻采爽用格飲柵布配置時(shí)覽，格禿柵的芽面積置換率對于待淤泥摧不宜蜓小于0.稍8，淤泥趨質(zhì)土不房誠宜小于0.雖7，一般課粘性土伸及砂土向不宜小豎于0.脂6；格撥柵內(nèi)劇側(cè)長森寬比野不宜寸大于2。2.構(gòu)造觸要求面積置換率=例：樁徑0.擾6m，搭各接0.1陷5m,上、下禾每邊減妙去0.氧01龍5/爪2在2.2劈燕5m長度內(nèi)覽，用24根0.符6m樁徑它的樁筑，面嫁積6.牢78平米便。6.誰78畏/2距.2膚5/瞞0.均9=寄3.圍35肆m每個(gè)格做柵內(nèi)的扇土體面罵積應(yīng)符頭合下式群要求：A──格柵掉內(nèi)土笨體的掌截面醫(yī)面積院；δ──計(jì)算系膠數(shù)；對霧粘性土崗，取δ＝0.御5；對孩砂土縱、粉俯土，音取δ＝0.趁7；c──格柵內(nèi)陪土的粘忙聚力；u──計(jì)算周甚長；γm──格柵內(nèi)魚土的天虛然重度針；對成粗層土貿(mào)，取虛水泥餐土墻深度范悔圍內(nèi)各束層土按肅厚度加禾權(quán)的互平均鵲天然名重度森。樁徑0.猾6m，搭接0.1麻5m，樁床距0.4得5m，4×0腔.45確-0.紅6/4薦×2=師1.5質(zhì)m5×0副.45衫-0.集6/4也×2=昂1.9購5mu=1池.5×毯2+1妻.95歇×2=倦6.9寇0c取6k忠Pa，6*帶6.初9/拼15香=2中.7險(xiǎn)6m茄21.儲(chǔ)5*亡1.銳95勝=2次.9躬25騰m2再乘以孫系數(shù)d,肯定鞠不滿擺足要貌求3.剖面形息式水泥土復(fù)擋墻支鑼護(hù)結(jié)構(gòu)傷斷面形啄式4.嵌固深誓度和寬延度嵌固鵝深度倉：對淤泥撒質(zhì)土，鏡不宜小批于1.2h，對繡淤泥建，不感宜小于1.渾3h。擋墻寬妙度：對淤泥炕質(zhì)土，即不宜小壟于0.7h，對察淤泥豪，不夢宜小于0.8h。重力鍬式水睡泥土板墻采金用格致柵狀代布置似時(shí)，澆由于加固土符的重度讀與天然以土的重爐度接近組，按樁掉體與它蕩所包圍擊的土體眾共同作拜用考慮冷，通常要取格柵尿狀外包光線寬度講作為擋斬墻寬度謠。5.水泥聚土墻縱體強(qiáng)巴度水泥土桿墻體28級d無側(cè)限毯抗壓強(qiáng)慶度不宜敏小于0.8貞MPa。當(dāng)替需要趟增強(qiáng)蔥墻身覺的抗工拉性知能時(shí)掘，可型在水甩泥土賤樁內(nèi)咸插入驕桿筋粥。桿沙筋可你采用充鋼筋速、鋼且管或乘毛竹歉。桿該筋的顫插入申深度凱宜大孔于基菌坑深富度。犁桿筋蹈應(yīng)錨趙入面薯板內(nèi)弟。6.水泥土隆墻頂面纖宜設(shè)置劃混凝土?xí)B接面壇板，面陷板厚度智不宜小減于15要0m梨m,混凝土濁強(qiáng)度等業(yè)級不宜瞇低于C1宿5。（三肅）水莖泥土之墻設(shè)且計(jì)計(jì)練算1.破壞形利式及設(shè)誼計(jì)方法（1）墻轉(zhuǎn)體強(qiáng)漫度破取壞墻身夢材料即應(yīng)力博超過盾抗拉純、抗終壓或真抗剪幸強(qiáng)度索而使癥墻體正斷裂奇。截面選頃擇：基坑茶面以系下主東動(dòng)、謠被動(dòng)帽土壓傘力強(qiáng)租度相考等處棟（剪坦力最榜大）基坑托底面構(gòu)處（阿彎矩撒最大艱）水泥土命墻的截戴面突變凱處（截冠面面積白減?。┓椒ǎ赫劐\面應(yīng)撇力驗(yàn)底算。（2）穩(wěn)脖定性脈破壞a）傾覆駱破壞；b）整唉體破租壞；c）基餅坑隆掌起破站壞墻整體督傾覆墻整體伍滑移土體整穗體滑動(dòng)墻下地瓦基承載澤力不足泰而使墻握體下沉罪并伴隨脆基坑隆倒起地下水終滲流造凱成的土夏體滲透滋破壞水泥菜土墻嫁事故2.水泥歉土墻戚的設(shè)吩計(jì)計(jì)配算（1）水泥揪土墻的穿設(shè)計(jì)步戲驟a)根據(jù)襖土體需整體嗽穩(wěn)定浪性安腫全系延數(shù)或閑基坑著抗隆鋤起條屢件確喘定水炊泥土芽墻嵌星固深衰度。貿(mào)已有犬資料利分析您表明裕，根亮據(jù)整患體穩(wěn)箭定求如得的童嵌固逐深度防能夠懷滿足粉抗隆術(shù)起條番件。b)根據(jù)付抗傾林覆條婆件確致定水蘿泥土膽墻的旅寬度澇。此興寬度挑一般曲情況雞下也聰能滿意足抗夫滑移獅穩(wěn)定鐵條件恥。C)特殊條霉件下（滿如各土類層性質(zhì)破變化較壘大）進(jìn)陵一步驗(yàn)皺算抗隆削起和抗沉滑移安李全條件教。d)驗(yàn)算頌水泥沒土墻斜強(qiáng)度全。e)計(jì)算墻屈頂位移肌。（2）計(jì)呈算公轟式a)抗滑吉移穩(wěn)矩定性b)抗傾胡覆穩(wěn)旋定性對于水功泥墻坑短內(nèi)腳，悶總的抗怠傾覆力給矩與總傷傾覆力畫矩之比繪，Eak、Epk中包猜含水堆壓力c)土體整盾體穩(wěn)定因性費(fèi)倫誘紐斯查條分變法粘性土鴿坡的條樸分法滑面為浪曲面，峰近似為況圓弧面1.瑞典條快分法（掙費(fèi)倫紐肯斯條分豎法）不考慢慮單現(xiàn)一土布條力執(zhí)的不設(shè)平衡各土頂條安咱全系旱數(shù)相慚同（棋抗剪絡(luò)強(qiáng)度怨發(fā)揮喪作用擦相同波）根據(jù)總口滑動(dòng)力令矩與總則抗滑力創(chuàng)矩平衡考慮滑腿動(dòng)力矩汽與抗滑拿力矩平基衡，條籠間作用捷力對圓粗心力矩?cái)∽鳛閮?nèi)沃力抵消Wi—條塊重悼量,包括憑上覆肌荷載ai-i條塊滑面床傾角li-i條塊滑面暑長度選取悼不同掌圓心臉與半族徑，驕安全懸系數(shù)戰(zhàn)最小削的滑評面為掏最危這險(xiǎn)滑釘面，架該安如全系米數(shù)代滔表土纏坡穩(wěn)燭定性c)土體整拳體穩(wěn)定兔性費(fèi)倫紐其斯條分必法由于水如泥土強(qiáng)似度比淤誤泥土大科得多，洋最危險(xiǎn)青滑面（盲安全系乎數(shù)最小抗）繞墻慰腳，水倘泥土墻使嵌入深扁度小，逗安全系圓數(shù)小，指會(huì)不滿薯足安全城要求。茂以安全璃系數(shù)大料于等于1.3來確腹定水因泥土夢墻嵌偽入深遷度。經(jīng)驗(yàn)獻(xiàn)值：樁長拳：擋墻給寬度信：

d)墻體毀正截拋面應(yīng)聞力驗(yàn)籍算拉應(yīng)簽力壓應(yīng)賤力剪應(yīng)力矩形究截面灘，彎蕩矩作竄用下胃，抵屆抗矩巡壽：驗(yàn)算拉違應(yīng)力時(shí)繡減去自詢重應(yīng)力驗(yàn)算壓逮應(yīng)力時(shí)飼加上自飲重應(yīng)力鞏乘以重愈要性系腎數(shù)與安事全系數(shù)抗拉強(qiáng)差度取開菊挖時(shí)抗周壓強(qiáng)度破的15%抗剪哨強(qiáng)度東取抗闖壓強(qiáng)諒度的1/6。m—墻體備材料甚的抗獅剪斷悠系數(shù)攜，0.切4~蔑0.梳5BLM水平位沙移可采芽用經(jīng)驗(yàn)魂公式法椒、彈性字地基“m”法和非豈線性有料限元法虜進(jìn)行計(jì)討算。e)水泥土奴墻的水輛平位移夾計(jì)算當(dāng)插撕入深斧度hd＝(0扮.8～1.2膜)h（h為基陶坑開梁挖深斥度）衣，墻匠寬b＝(0馬.6～1.意0)h時(shí)，可肉采用下支列經(jīng)驗(yàn)庭公式進(jìn)鴉行估算橡：式中δ——墻頂欺水平彩位移雙計(jì)算皮值；Lmax——基坑最填大邊長刊；ξ——施工朽質(zhì)量量系數(shù)根，取0.賴8～1.5，質(zhì)量飼越好，栗取值越貿(mào)小；η——量綱瀉換算栽系數(shù)偽，δ單位傲用mm時(shí)，η=嫩1，δ單位用cm時(shí)，η=10。上?！痘庸と醭碳夹g(shù)置規(guī)范》建議綱方法水泥夫土墻因計(jì)算你圖式1）假定

根據(jù)土質(zhì)情況和基坑開挖深度，先按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定樁長和墻的寬度：樁長：擋墻寬度：2）土壓阿力計(jì)算為簡湖化計(jì)碼算，池對成顫層分戚布的榆土體糞，墻禮底以捎上各牧層土匙的物濁理力戚學(xué)指露標(biāo)按挺層厚般加權(quán)雕平均績計(jì)算顆。3）抗傾透覆計(jì)算4）抗滑宴動(dòng)計(jì)算5）整謹(jǐn)體穩(wěn)灑定性茫計(jì)算重力式刺圍護(hù)結(jié)袖構(gòu)的整形體穩(wěn)定蘿性計(jì)算曬應(yīng)考慮節(jié)兩種破津壞模式近：一種迅是如圖厲所示的構(gòu)滑動(dòng)面近通過擋漸墻的底暑部；另一種熊考慮圓榜弧切墻紋的整體唯穩(wěn)定性欄，驗(yàn)算孕時(shí)需計(jì)艇算切墻辜阻力所仔產(chǎn)生的牽抗滑作賠用，即續(xù)墻的抗婦剪強(qiáng)度手所產(chǎn)生譜的抗滑