深层搅拌桩挡墙的设计探讨
深层搅拌桩设计问题探讨
深层搅拌桩设计问题探讨摘要:本文对在深层搅拌桩设计中,布桩间距、负摩阻力等问题作一分析,对复合地基中存在相对软弱夹层时,如何进行强度验算和软弱下卧层验算进行了阐述,供大家参考。
关键词:深层搅拌桩;桩间距;负摩阻力;软弱下卧层;沉降计算1前言在搅拌桩复合地基中,搅拌桩介于刚性桩和柔性桩之间,属于刚柔性桩.当复合地基受上部结构荷载作用时,搅拌桩的压缩性比桩周土的压缩性小.在变形协调的条件下,搅拌桩产生应力集中现象。
因此,基础底板的受力是不均匀的.显然,按通常的复合地基基础设计方法是不合理的。
在基础设计中,必须考虑搅拌桩与桩周土的应力比。
下面,就深层搅拌桩设计中易被忽略的几个问题做一些的探讨。
2布桩间距在水泥土深层搅拌桩设计中,设计人员往往重点考虑的是搅拌桩置换率的大小,一般很少考虑布桩间距问题,是否需要考虑桩间距,JGJ79—2002{建筑地基处理技术规范》以及相关的设计手册未见有明确规定。
在JGJ94—2008(建筑桩基技术规范》第3.2.3.1条中规定了桩的最小中心距,即对非挤土桩和部分挤土灌注桩,排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩基,桩的最小中心距不少于3 d(d为桩径),其他情况为2.5 d。
这主要是为了避免桩基施工可能引起土的松弛效应和挤土效应对相临基桩的不利影响,或者是说,为了不影响桩周土侧阻力和桩端阻力的发挥。
深层搅拌桩应该属于非挤土桩或者是部分挤土灌注桩,当按JGJ79—2002《建筑地基处理技术规范》中(11.2.4—1)式,由桩周土和桩端土的抗力提供水泥土搅拌桩桩体的单桩承载力时,搅拌桩的作用机理应该与钻孔灌注桩相似,且搅拌桩具有以下两点特性。
(1)在桩顶荷载作用下,水泥土搅拌桩的沉降主要是由桩身压缩引起的,而且,桩身上部的压缩量比下部的大,到桩端几乎接近零。
(2)由于桩身上部压缩较大,因此,桩周摩阻力在桩身上部得到充分发挥,类似纯摩擦桩的特征。
由于搅拌桩具有类似纯摩擦桩的特征,因此,为了不影响桩周土侧阻力的发挥,水泥土深层搅拌桩应该与桩基础一样,具有最小中心距,借鉴桩基中非挤土桩和部分挤土灌注桩的最小中心距,从理论上来说,搅拌桩的最小中心距应该也为2.5 —3 d,但搅拌桩与桩基略有区别。
深层搅拌水泥土重力式挡墙的设计与施工
中图分类号 :U 7  ̄ T 4 6. 4
文献标识码 : A
行规范、 规程、 标准、 相关施工手册, 借鉴太原地区一些相似基坑支护、 止
1 工程概况及地质条件
太原城市供水水质监测调度指挥中心位于太原市解放路与北 大街交 叉 口东北角 , 北临北沙河 , 主楼高 l 层 , l 总高度 5,m 裙楼高 4层 , 1 l 2 总长 度 9. m, 8 5 最大宽度 3.m, 1 2 4 地下 1 , 层 箱筏承台基础 。 基坑尺寸为 l3 8 l. 4 m 3. ( x8 5 东西 向x 6m 南北向)主楼在场地西侧 。 , 裙楼在场地东侧。 场地地坪 标高相对于 ̄. 0 0为一.m, 摹底标高为-. , 0 1 主楼 2 7 4 裙楼基底标高为 1 9m 2 m, 地下水位于地面下 1 1 m, 2r . 即相对于m0 为 2 m 3 m r 8 卜 o - , 。 4 0
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S IT C F R A IND V L P N C-E HI O M TO E E O ME T&E O O Y N CNM 文章编号 : 0-0320 )707— 3 1 563 (060—220 0 -
20 06年 第 1 卷 6
第7 期
第一作者简介 : 赵会强 , .9 1年 3月生 ,94年毕业于山西矿业 男 17 19
水方 案 , 结合 本场地周边 环境与地质 条件 , 出两套基坑 支护 、 提 止水 方 案 。其 中一套为单排深 层搅拌 桩止水加土钉墙挡土支护 ; 另一套方案 为 深层搅拌水泥土重力式格 构挡墙 。两方案的比较见表 1 。 通过对两个方案的比较 , 我们选择了第二套支护 、 止水方案。
收稿 日 :06 0—1 期 20 -32
深层搅拌水泥土桩墙支护设计与施工
深层搅拌水泥土桩墙是在基坑土方开挖前 , 用深层搅拌机就地将土
用寿命长。但其输水糙率大. 质脆, 单位长度重量较大, 接头多, 施工量
大; 在长期输水后发生锈蚀作 用在管 壁生 成铁瘤 , 道糙率增大 , 使管 不仅 降低管道输水 能力 , 而且 水中含有的铁絮物会 发生 堵塞 , 对微灌灌水器 的堵塞尤 为严重 。故在节水灌 溉工程 中, 铁管只能用 在主过滤 器以前 铸 作为骨干引水管用 , 严禁用于田问输配水管网系统。
关键词 : 深层 搅拌 ; 水泥土桩墙 ; F C G桩复合地基 ; 支护结构 ; 施工技 术 中图分类号 :U 7 . T 4 31 文献标识码: A
太原 市区地下水位较高 , 而且地基 杂填土厚度较厚 。 很多地 区在 4
i 1 右 , l m左 ' 0 l ~ 地基处理有很 多采用 C G桩复合地基 , F 因此基坑施 工中
1 深层搅拌水泥土桩墙的设计
11 工 艺 原理 .
卒工程拟建场地地形平整 , Ⅱ级阶地 , 属 场地土层为第 四系地层 。 地 属型离心铸管技术及设 备 目 . 前 全国有铸管厂 20 0 多家 。 铸铁 管一般可以承受 90 P~ 0 a 8 a1 0 P 的工作压力 ,工作可靠 , k 0 k 使
23 镀锌钢管 .
管道。从本地 的节水灌溉工程管材应用情况来看 , 聚丙烯 管多用 作地埋 管, 铝合金 管材 、 镀锌薄壁钢管 多用 作地面管 , 而硬质聚氯乙烯管 、 聚乙 烯管及球墨铸铁大口径管很少采用。 尤其是阳高县大泉山试验站在 17 98 年就率先采用丙烯管 、 铝合金管及镀锌 薄壁钢管进行喷灌试 验 , 效果 良 好。 紧接着 , 各地进行迅速推广应 用, 但规模不大 目前的市场来看 , 从 对 于塑料管材 , 聚丙烯管在价格 上介 于硬质聚氯乙烯管和聚乙烯管之间。
11-深层搅拌桩法解析
该法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填 土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂上等地基。当地基土的天然含 水量小于30%、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。
水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数I p大于25的粘土、 地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区,通过现场试验确定其适用性。
石灰固化剂适用于粘土颗粒含量大于20%,粉粒及粘粒含量之和大于 35%,粘土的塑性指数大于10,液性指数大于0.7,土的pH值为4~8,有 机质含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土质加固。
水泥土加固体的形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。 水泥土加固体可以与加固体之间的土体共同构成具有较高竖向承载力 的复合地基,也可以用于基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕。
(3)水泥土抗冻性能 自然冰冻不会造成水泥土深部结构的破坏。只要地温不低于-100C,就
可进行水泥土搅拌法的冬季施工。
三、水泥加固土的现场试验 1)试验目的
①根据水泥土室内配比试验最佳配方,进行现场成桩工艺试验。 ②在相同的水泥掺入比条件下,求出室内石块与现场桩身强度关系。 ③比较不同桩长于不同桩身强度的单桩承载力。 ④确定桩土共同作用的复合地基承载力。
①风干土样 ②烘干土样 ③原状土样 aw
(4)固化剂:不同品种 、不同标号水泥。水泥出厂日期≤3个月。 (5)水泥掺入比:7%、10%、12%、14%、15%、18%、20%、等。
aw (%)=(掺加的水泥量/被加固软土的天然湿重) 100%
目前水泥掺量一般为180~250kg/m3。常用的掺入比为7%~20%。
④土体加固后重度基本不变,对软弱下卧层不致产生附加沉降。
⑤根据上部结构的需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等 加固型式。
深层搅拌水泥土挡墙支护基坑的设计施工
深层搅拌水泥土挡墙支护基坑的设计施工⑨/己漯层辞7jc土趟土鸡蓥坑深层搅拌水泥土挡墙支护基坑的设计施工上海市政工程设计院上海城市建设学院曹正康张宏鸣0吴任牛摘要本文介绍7用深层搅拌水泥挡墙支护基坑的设计施工方法,并通过工程实例说明其特点.一,前盲目前,地下式泵站通常采脂夫开挖与沉井法施工.当施工场地受到邻近建筑物与地下管线限{l;l时,宜采用深层搅拌水泥土格栅式挡墙作为基坑支护,开挖基坑,浇筑泵站结构.出于此类支护工程,基坑水平位移与地面沉降较小,并且可兼作厢水帷幕,因此对邻近建筑物及地下管线的影响甚微这对于在域市中建筑物密集地区地下式泵站的施j:,是~种较为理想的支护工浊二,施工方法深层搅拌法是用特制的搅拌机械将水泥之类的固化剂与地基土强制拌和,利用固化剂与软土之阔产生~系列物理,化学反应,使软土结硬形成一根具有一定强度的桩体(-一般词达到1~3MPa),用予加固建筑物地基和基坑开挖侧向支护.现行的深层搅拌机械有三种,即S]B-l型(江苏省江阴振冲器厂),GZB-600型(天津机械施工公司)和GPp-5型(上海探矿机械厂),前二种为双头与单头喷浆搅扑,后一为单头喷粉搅拌.喷粉搅拌可提高桩体的强度,IJfj于含水量达80%以上的软粘土地基的加固.(一)深层搅拌法施工工艺流程见图l.1.定位.采用程重机(或用塔架)悬吊搅拌机到达指定孔位,对中图I谍层搅拌加工工艺瀛翟2钡搅下沉.SIB-1型为双轴双搅拌头搅拌机,姓现行深层搅拌机中最常用的一种, 成孔形状为8字形,长1200ram,宽700ram.其它二种搅拌机都是单轴的,成孔直径分别为600和500.搅拌机沿导向架搅拌叼土下沉直至设计深度为止.3.提升喷浆搅拌.搅拌机下沉到设计深度后,用灰浆泵将制备好的水泥浆注人地基中,边注浆,边旋转4重复搅拌,再重复下沉和上提搅拌一次,使土体和水泥拌和均匀.根据需要可留一部分水泥在第二次上升时在桩顶2—3m 范围内再适当注人一些水泥浆.5.清洗,移位,清洗残留水泥浆,移位至下一根桩位.(二)操作要点I.应按设计水泥掺人比和工程地质条件采刚台适的水灰比(通常为0.45—0.50j一39—和外掺剂,并通过室内斌验检验确立2.根据场地土选定搅拌机提升速度,输浆速度等施工参数3.制桩必须做好施工记录4.搅拌头两次提升速度应控制在2.0~3.0min/m,注浆泵出口压力可保持在0.4~0.6MPa.5.搅拌桩的搭接时间不应大于24h.如因特殊原因超过上述时间.应在已浇筑的墙上钻出榫头.与新浇筑的做成搭接接头.否则应进行补桩或注浆措施).6.必须详细记录施工操作仝过程验.水泥掺人比通常采用8~15%,外掺剂可采用2嘶的氯化钙或0.2知的碳酸钠.图2为一组强度试验曲线一‘O一圈2强度试验曲线3.加筒方案选择根据配比试验结某,按工程设计要求选取安全可靠,经济合理的强度指标和相应的掺人比,进行稳定和强度验算,确定墙体断面.井据此提出设计方案(二)计算要点深层搅拌水泥土支护结构,其型式多采用二排或多排搭接连续格栅式挡墙计算简图见图3,其q?墙体宽度日取格栅外包边线. 图3搅拌桩侧向直护设计图式1.土压力计算土压力计算考虑牯趾土的内摩阻角午1_粘聚力C的影响P】=2C】tg(45一JP2=2C2tg(45+)一Ig(s~粤)墙后主动:L压力F=(÷rlH.一FqH)-Lg(45一)一2C’Htg(45一)+2CUrl墒前被动土压力E=EP】+EP=r2Lg(45+虫2)+2C g(45十)式q1H——墙岛(m);.h——墒入土深度(m)r——墙后备层土天然容重的加权平均值KN/rn.(均取地IffI容重)j——墙后各层土内摩阻角的加权平均值(度);C——墙后各层土粘聚力的加权平均值(KN/m.)r——墙前各层土天然容重的加权平均值(KN/m.);——墙前各层土内摩阻角的加权平均值(度);C.——墙前各层土粘聚力的加权平均值(KN/m.)‘2.抗倾计算按重力式挡墙计算,墙体挠前趾点抗倾安全系数为lhEPl+lhEez+BW.=P/M.一一一(H一)E≥1.50式中Ⅳ——抗倾力矩(KN-m); .——倾覆力矩(KN-m)——墙体自重roH.0=(1e~I9)KN/m3;——抗倾安全系数..3.抗滑计算墙体沿底面滑动的安全系数-_≥1.3o4一F式中o一墙底土层内摩阻角(度); C0——墙底土层粘聚力(KN/m:); Kc—一抗滑安全系数.4.整体稳定计算整体稳定按圆弧滑动法计算,若有软弱下卧层时,应按实际滑动面计算,其土体的抗剪强度指标栗用直剪仪周结快剪峰值,渗流力的作用采用替代法,整体稳定安全系数采用尊应力法计算,即“)-2c..+∑br+W.)cos口.t=———生—一一∑(b+)sina~I=l≥1.25式中——第i条土条顺滑孤面的弧长(m);——第f条土条地面荷载(KN/m):6.——第条:L条宽度(ITI)——第磅土条重量(KN/m.);ar——第i条一条滑弧中点舯切线干¨水平线夹角(度)——整体稳定安全系数,fi.抗渗计算对于地下式圆形及矩形泵站.其鉴坑渗=4L,式中二为正方形边长=1.3hr言每边中点墙底逸出水51.r52头j#毒0.7h角点墒底逸出水头;一5IT52矩形基坑:当长宽比大于2时,长边中点的逸出水头和基坑舶渗流量可按平面问题渗流计算j当长宽比小于或等于2时,角点逸出水头可按边长为短边的正方形基坑计算. 多边形基坑},可化成等代用形基坑计算,等代圆半径r一√/其中为多边形基坑面积.出13处的平均渗流坡降Sj,=hF7S2渗流安全系数.Fs—I/JF.式中Fs——渗流安全系数,一般取1.5~3.0,——临界坡降,砂性土为0.8~1:.0..三工程实饲上海高桥石化厂雨水泵站,泵站朐平面尺寸为30rO0×28.50m,深为9.OOm.场地土依次为:①杂填土,层厚O.40-.~0.7m;②褐黄色粉质粘土,层厚0~1.50m;③淤泥一42一质粉质粘土,层厚2.o0~3.70m;④砂质粉土,粉砂,层厚3.30~4.00m;⑤淤泥质粉质粘土,层厚1.70~2.OOm;⑩③⑤和⑥层土为含水量大,压缩性高及抗剪强度低的饱和软粘土.泵站四周紧邻市区干道及高压输电线铁塔,若采用排水法沉井施工,因井点降水沉井下沉给地面造成的沉降及位移, 会危及道路干线地下管线和构筑物安全. 故用深层搅拌法水泥土挡墙支护开桔施工. 本工程基坑平面尺寸为34.O0×32.50m,深为9.0Om,其中表层土刨去2.OOm,实际支护深度为7.OOm.格栅式挡墙宽为6.70m,基坑内侧桩长为13.OOm,外侧桩长为14.OOm,格栅间距2.oom,水泥掺人比为l2qo.工程于l990年12月下旬开工,采用=台SJB-I深层搅拌机同时施工,经一个半月完工,间腻一个月后开挖基坑.在泵房下部结构施工期间,基坑挡墙及坑底无渗水现象.经监测,基坑上口长边中点的最大水平位移值为3cm.四,绪浯1.深层搅拌水泥土格栅式挡墙作为探基坑支护,由于该工法无振动无噪音无污染,搅拌桩挡墙可兼作膈水帷幕,墙体支挡不需支撑和拉描,因此在市区建筑物密集地带的深基坑支护中已在上海广为采用.其中虹桥开发区的太阳广场大厦(两幢3O层高楼)基坑面积为8700m.,开挖深度为4.60~6.70m.本工程自然地面以下深度为9.OOm, 支挡深度为.OOm,是迄今为止采用该种工法深度最深的基坑.2.深搅拌桩在上海主要应用于深基坑侧向支护和建筑物地基加同,该工挂加固效果和工程造价方面均具有明显优越性.3.为磺少水泥用量及提高基坑开挖深度可外掺粉煤灰,在桩体中插入毛竹加强筋.4.土工离心模拟试验表明,采甩该工法其基坑开挖深度尚有加深的可能。
试述深层搅拌水泥土桩墙的适用范围和施工工艺
试述深层搅拌水泥土桩墙的适用范围和施工工艺试述深层搅拌水泥土桩墙的适用范围和施工工艺1. 引言深层搅拌水泥土桩墙作为一种常见的地基处理技术,被广泛应用于土木工程中。
相比传统的打桩方式,深层搅拌水泥土桩墙具有施工周期短、施工效率高、成本相对低廉等优势。
本文旨在探讨深层搅拌水泥土桩墙的适用范围和施工工艺,并分享个人观点和理解。
2. 深层搅拌水泥土桩墙的适用范围深层搅拌水泥土桩墙适用于以下情况:2.1 高岩质或高密实度土层在高岩质土层中,传统的打桩方式难以穿透坚硬的岩石层,而深层搅拌水泥土桩墙可通过搅拌机械在岩石层上进行旋转搅拌,形成强度较高的桩体,以支撑上部结构。
同样,对于高密实度土层,深层搅拌水泥土桩墙也可以有效改良土体性质,提高地基的承载力。
2.2 低荷载或大变形要求深层搅拌水泥土桩墙在承受低荷载的建筑物结构上发挥着巨大的作用。
通过合理布置桩体间距和深度,可以有效降低地基的沉降和变形,提高建筑物的稳定性和安全性。
2.3 地震区或软基处理地震区的土壤结构复杂,容易出现液化现象。
深层搅拌水泥土桩墙可以通过提高土体的抗剪强度和抗液化能力来减小地震造成的破坏程度。
在软基处理方面,深层搅拌水泥土桩墙也可以用于改善土壤的稳定性和排水性能。
3. 深层搅拌水泥土桩墙的施工工艺深层搅拌水泥土桩墙的施工工艺通常包括以下步骤:3.1 前期准备工作在施工前,需要进行现场勘测和土质试验,了解地基情况、土壤性质和承载能力。
还需要制定施工方案,包括桩体布置、深度和间距等参数。
3.2 施工设备准备深层搅拌水泥土桩墙施工需要专用的搅拌机械设备,包括钻机、搅拌器、注浆机等。
在施工前,需要对设备进行检查和维护,确保其正常运行。
3.3 开始施工施工人员在地面上标记出桩体的位置和间距。
钻机进入施工现场,按照预定的桩体布置进行钻孔。
接下来,搅拌器通过旋转搅拌的方式将水泥与土壤混合,并形成强度较高的桩体。
注浆机通过喷射水泥浆料,进一步提高桩体的稳定性。
深层搅拌桩及深层搅拌防渗墙
深层搅拌桩及深层搅拌防渗墙目录1 深层搅拌技术的起源和发展 (1)2 深层搅拌法的分类 (1)3 水泥土的固化机理及力学特性 (2)3.1水泥土的固化机理 (2)3.2 水泥土的物理力学特性 (2)4 深层搅拌法的适用范围 (3)5 施工机具 (4)6 水泥土配合比室内试验 (4)7 复合地基深层搅拌桩施工 (6)7.1 工艺流程 (6)7.2 施工参数 (6)7.3 施工中注意的事项 (7)7.4 施工中常见的问题和处理方法 (7)8深层搅拌防渗墙施工 (8)8.1工艺流程 (8)8.2施工参数 (8)8.3 施工要点 (9)8.4 防渗墙施工的注意事项 (10)8.5 防渗墙接头 (10)9 工程质量检查 (11)9.1施工过程检查 (11)9.2桩体质量检测 (11)1 深层搅拌技术的起源和发展深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过专用的深层搅拌机械,在地基土中边钻进,边喷射固化剂,边旋转搅拌,使固化剂与土体充分拌合,形成具有整体性和抗水性的水泥土或灰土桩柱体,以达到加固地基或防止渗漏的目的的工程措施。
搅拌桩柱体和桩周围土体可构成复合地基,也可相割搭接排成一列形成连续墙体,还可相割搭接成多排墙。
在水利水电工程中,深层搅拌法主要用于在水工建筑物地基中形成复合地基、在堤坝及其地基中形成连续的防渗墙等。
深层搅拌法分为石灰系搅拌法和水泥系搅拌法。
石灰系搅拌法于1967年由瑞典人提出,1974年将石灰粉体喷射搅拌桩用于路基和深基坑边坡支护。
同期,日本于1967年开始研制石灰搅拌施工机械,1974年开始在软土地基加固工程中应用。
我国于1983年初开始进行粉体喷射搅拌法加固软土的试验研究,并于1984年7月在广东省用于加固软土地基。
水泥系深层搅拌法于20世纪50年代初始于美国, 1974年日本开发研制成功水泥搅拌固化法(CMC工法),用于加固堆场地基,深度达32m。
近年来研制出各种深层搅拌机械,用于防波堤、码头岸壁及高速公路高填方下的深厚软土地基加固工程。
对深层搅拌重力式挡墙设计的几点认识
工程基坑 预计 平 均 开挖 深度 为 1 场地 土 层 由上 至 0 m,
下分述 如下 :
扩大 系数 。墙底 摩擦 系数取 所在 地层 的 tc。粘 士 、 g p 粉士 及 淤泥质 粘土按水 土合 算 , 粉砂 、 细 砂按水 土 分算 。相应 强 粉
度指标取 不排水剪 指标 和 固结不 排 水剪指 标 。考虑 到粉 土
间 的 相 关 关 系 认 识 不 足 , 工 程 实 践 中 , 现 了 一 些 盲 目地 在 出
用增大墙体厚度 和人士深度来满 足其稳 定性要求 , 至滥用 甚 深层搅拌式重力 式 挡土墙 的现象 。本文 在某 基坑 支 护方 案 的 比较 中, 过对深 层搅 拌 重力 式挡墙 方 案进 行设 计计 算 , 通 分析 了墙体厚度 、 入 土体 深度 与其 稳 定性 间 的相关 关系 , 嵌 得 出了一些 规律性 的结论 , 可为深层 搅拌重力 式挡 墙的设计
层 以上各 土层的潜水位 主要受大气 降水和生 活水水 源补给 ,
设计 中土体 容重 一 律按 饱 和容重取 值 ; 砂 、 细砂层 地下 粉 粉 水位 主要 受承 压 水位 控 制 , 承 压水 位 均在 粉 砂 层顶 板 以 而 上, 故粉 砂 层 、 细 砂 层 土体 取 浮 容 重 , 压 力 取 承 压 水 粉 水 头 [ 3。计算简 图见 图 1 2 j - 。
作者简介 : 刘普胜 , , 男 江西 龙南人 , 主要从事水文与工程地质勘察 工作 。 46
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2 2 计 算 结 果 .
式( ) ( ) 1 、2 中 G—— 墙体 自重 , 下取 浮 重 ,N/ B 水 k m; —— 墙宽 , f m; ——墙 底 土 层 的 凝 聚 力 , N k
深层搅拌桩水泥土防渗墙施工探讨
深层搅拌桩水泥土防渗墙施工探讨随着水利基础建设的加快,在水库除险加固中,深层搅拌桩水泥土防渗墙在水库大坝防渗处理中应用越来越广泛,其施工技术亦日趋成熟。
深层搅拌桩水泥土防渗墙采用搅拌机械将水泥浆等材料按设计配合比配制的浆液灌入坝体并强制搅拌,从而在土体内产生物理---化学反应,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土柱,水泥土柱互相搭接成墙,起到防渗作用。
1.防渗墙施工1.1 开工准备1.1.1先导孔施工利用地质钻对坝体进行先导孔施工,提供较为详细的地质资料,验证、完善设计文件。
1.1.2 试验桩施工在监理的指示下进行试验桩的施工,对搅拌速度、喷浆速度、浆液水灰比等有关参数及材料、设备性能、施工工艺措施作验证性试验,确定适合本工程的技术参数。
1.1.3 放线布孔根据设计文件确定出防渗墙轴线,并进行现场放样。
根据先导孔的终孔鉴定结果确定出防渗墙墙体的深度。
1.2 施工过程及质量控制施工步骤为:配制水泥浆--桩机就位--对中、调平--喷浆钻进搅拌--喷浆提升搅拌--复搅--清洗管路--(下一循环)。
具体施工方法如下:1.2.1搅拌设备就位搅拌桩机按防渗墙轴线定位,调平机座,使用定位卡,桩位对中偏差不大于2cm;搅拌轴应与地面垂直,偏斜率应小于0.5%。
1.2.2喷浆钻进搅拌启动主机,使其正向转动,实施钻进作业,直至设计深度。
为了防止堵塞钻头上的喷射口,钻进过程中适当喷浆,同时可减小负载扭矩,确保顺利钻进。
开始钻进速度不应大于0.8m/min,土层较硬时,不应高速钻进,速度不大于0.6m/min。
1.2.3噴浆提升搅拌当钻进至设计深度时,停钻灌注水泥浆30s,直至孔口返浆,反向旋转提升钻杆,继续注浆,保持孔口微微返浆。
当搅拌头提至设计桩顶时,停止提升,搅拌、喷浆数秒,以保证桩头均匀密实。
提升速度、搅拌速度、输浆量应密切配合。
一般来说,提升速度快,输浆量也应大,二者对应的关系根据设计水泥掺入量由试验桩确定。
水泥土搅拌桩挡墙支护技术详解!
水泥土搅拌桩挡墙支护技术详解!1、冰泥土搅拌法的原理水树叶搅拌法本是用于地基饱和软黏土加固的一种较常用的地基加固方法。
它是利用水泥作为填料,通过特制的深层搅拌机械,边钻进边往软土中喷射浆液或粉体,在地基深处就地将软土固化成为具有足够的强度、开裂鼓包模量和稳定性的水泥土,从而达到地基加固的目的。
这些加厚柱体与柱体间的土构成了一种复合地基;也可把深层搅拌而成的水树叶深层柱体,逐根紧密排成连续壁状墙体,而作为落幕一种挡土结构和防水帷幕。
水泥土搅拌法是木炭深层搅拌法的一种类型。
目前,固化剂采用的有水泥浆液和干水泥香菇,因此,它有助剂和干法之分,前者又有期指搅拌和单头搅拌之别。
在国内,搅拌的最大的深度可达30m,搅拌加固的柱体直径为500~850mm。
水泥土搅拌法适应于软土地泥土默莱处理,如沿海一带的海滨平原区、河口三角洲、湖盆地沉积的河海相软土。
对于在这类沉积厚度非常大、含水量高、孔隙比大于1.0、抗剪强度低、压缩性高和较低渗透性差的软土地区建造建筑物时,通常都需要进行地基处理和基坑开挖。
水泥土搅拌法具有施工工期短、效率高的特点;在施工过程中,无振动、无噪声、无地面隆起、不排污、不挤土、不污染环境以及施工机具简单、加固费用低廉等功用,尤其是在深基坑支挡结构体系中,水泥土搅拌法也常用作防水帷幕。
因此,它是一种长效的地基处理和基坑支护方法。
2、水泥搅拌桩挡墙支护技术的特点水泥土搅拌法桩挡墙支护技术,具有如下的独特优点(1)最大限度地利用了原土。
(2)搅拌时无振动、无噪声和无污染,可在密集建筑群中工程建设进行施工,对周围地下隧道原有的建筑物及地下沟管影响很小。
(3)根据上部结构的可能需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等平面布置,布置挡土的各种形式。
(4)与钢板混凝土桩锚挡土支护相比,可节约钢材并大幅度降低造价。
水泥土搅拌法最适用于加固各种成因的饱和软黏土。
水泥固化剂一般适用于恒定固结的明定淤泥与淤泥质土(规避产生负摩擦力)、黏性土、粉土、素填土(包括冲填土)、饱和黄土、粉砂以及中粗砂、砂砾(当加固粗粒土时,应注意壳状有无明显的流动地下水,以防固化剂尚未硬结而被地下水冲洗掉;也要考虑到钻头阻力的增大而引起搅拌机钻进的困难)等基坑的加固。
水泥深层搅拌桩截渗墙施工技术探讨
水泥深层搅拌桩截渗墙施工技术探讨摘要:水泥深层搅拌桩截渗墙是利用水泥作为固化剂,通过钻机在地基深处就地将土体和固化剂强制搅拌,固化剂、土体和水之间产生一系列的物理、化学反应,使土体固结成具有良好的整体性、稳定性和具有一定强度的水泥土截渗墙。
本文结合工程实际,对水泥深层搅拌桩截渗墙施工技术作一些探讨。
关键词:水泥深层搅拌桩截渗墙施工技术水泥深层搅拌桩截渗墙是利用水泥作为固化剂,通过钻机在地基深处就地将土体和固化剂强制搅拌,固化剂、土体和水之间产生一系列的物理、化学反应,使土体固结成具有良好的整体性、稳定性和具有一定强度的水泥土截渗墙。
本文结合工程实际,对水泥深层搅拌桩截渗墙施工技术作一些探讨。
一、工程概况某水利工程位于城市河流下游(5+655~6+080)全长425米,堤防等级为三级,是在原有的基础上加高加固,根据地层(根据地质报告墙顶标高16米以下地质条件为砂层、砾质粗砂、和不规则砾卵层,密度为中密),经过多方案比选,该防洪堤除险加固的设计方案采用水泥深层搅拌桩截渗墙技术。
该工程深层搅拌桩防渗墙直径φ500mm,桩中心距400mm,墙厚300mm,墙顶高程11.4米,墙底高程-26.2米,墙体平均深度33米,墙体渗透系数小于1×10-6cm/s,允许渗透坡降不小于50,墙体抗压强度不小于0.5MPa,水泥参入量不小于15%。
二、水泥深层搅拌桩的原理与基本性质深层搅拌桩是采用深层搅拌机械,在地基深处利用水泥或石灰作为固化剂(浆液或粉末状),与软土强制搅拌混合,硬化后形成具有整体性,水稳定性和一定强度的优质地基。
用水泥作为固化剂加固软土时,由于水化和水解反应,生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁铝酸钙等化合物,在水中和空气中逐渐硬化,钙离子和土中交换性钠离子发生交换作用,使粘土颗粒集合成较大团粒;水泥水化物中的游离氢氧化钙吸收水和空气中的二氧化碳,生成不溶于水的碳酸钙等项效应,形成具有一定强度和稳定性水泥加固土。
水泥搅拌桩作为基坑支护结构的探讨
水泥搅拌桩作为基坑支护结构的探讨摘要:本文介绍了某工程基坑开挖采用水泥搅拌桩作支护结构的工程实例,着重叙述了水泥搅拌桩挡墙的设计计算要点。
该建筑物基坑在地质条件与周围环境较差的情况下,采用水泥搅拌桩支护结构方案,达到了预期的目的,值得同类工程借鉴参考。
关键词:水泥搅拌桩基础支护结构搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰之类的固化剂和地基土相拌和,从而达到加固地基目的的一种方法。
一般水泥搅拌桩挡土结构具有良好的抗渗特性,在基坑开挖时可以不用井点降水,从而避免了对周围地下设施造成危害。
这种施工方法无排污,基本上无振动和噪声,造价又低,因此近年来逐步发展成为基坑围护的主要形式之一。
1工程概况某排水泵站宽9 m、长15 m、地下深5 m、地上高9 m,采用钻孔灌注桩基础,基坑四周采用水泥搅拌桩围桩支护。
该场地处于冲积海积平原上,原为盐池,后经多次填垫至现在地平面。
现地面标高为3. 51 ~4. 53 m。
本次岩土工程勘察最大钻探深度为80 m,皆为第四系全新统和更新统沉积物,按其形成年代、成因类型及物质组成特征,共划为7 层工程地质层。
表1土层物理力学指标汇总通过钻探土质鉴别及室内土工试验成果分析,埋深在13.0 m以上的地基土结构以海绵结构为主,表现为含水量高、容重小、强度低及压缩性高等欠固结土特征。
13.0~25.0m地基土结构多为单粒结构为主、含水量低、容重大、强度为中等及低压缩性的超固结土。
25.0m以下地基土结构多为蜂窝状结构及单粒结构,水量低、容重大、强度高,中—低压缩性正常固结土及超固结土。
该场地表层粘土层很薄,基坑支护影响最大的为厚13.0m的淤泥质粘土层。
该场地地下水属潜水及潜水—微承压水类型。
地下水位埋深在1.45 ~1.67m 之间,水位标高2.56m。
该场地地下水属Cl- 、Na+ 、K+ 型,pH 值等于7.36,中性水,矿化度为78825 mg / L,水中SO42-质量浓度为2814 mg / L,对混凝土具有中等腐蚀性(中等结晶侵蚀性),对金属具有强侵蚀性。
深层搅拌桩的设计方法分析
RI 。= qUp・Z+ a p , A
式 中, 为 单 桩 竖 向承 载 力 标 准 值 ( N) .为 加 固土 试 块 ( 长 7 .rm) 9 尺 k ; 边 07 a 的 0天 龄 期 无 侧 限 抗 压 强 度; A 为 桩 截 面 积 , 为强 度 折 减 系数 , 取 0 3 ~0 5 q 为 桩 间土 的摩 擦 力 ; 可 .5 . ;, Up为 桩 周 长 ; 为 桩 长 ; L q 为 桩 端 天 然 地 基 承 载 力 , a为折 减 系数 , 取 0 4 可 . ~0. 。 6
1 搅 拌 桩 设 计
搅 拌 桩 的 加 固 形 式 可 选 择 柱 状 、 状 和块 状 三 种 , 壁 对单 层 工 业 厂 房 独 立 柱 基 础 和 多 层 房 屋 条 形 基 础 下 的 地 基 加 固常 采 用 柱 状 布 置 。 搅 拌 桩 设 计 流 程 示 意 图 见 图 1 。
当搅 拌 加 固 的深 度 不 受 限制 时 , 根据 室 内配 合 比试 验 资 料 选 择 水 泥 掺 入 比 a 再 求 得 水 泥 土 无 侧 可 , 限 抗 压 强 度 从 而 按 公 式 ( ) 算 单 桩 竖 向承 载 力 标 准 值 R , 后 根 据 ( ) 计 算 桩 长 z 1计 最 2式 。 然 后 根 据 . 水 泥 土 室 内试 验 资 从 直 接 根 据 上 部 结 构 对 地 基承 载 力 的需 求 , 据公 式 ( ) 得 根 1求
沉 降 量 、 高 边 坡 的稳 定 性 。作 为一 种 地 基 处 理 技 术 , 广 泛应 用 于 5 提 被 ~8层 建 筑 结 构 的 独 立 柱 基 础 和 7
~
水泥搅拌桩重力式挡土墙的应用分析
水泥搅拌桩重力式挡土墙的应用分析摘要:我国经济在建设的过程中,建筑行业得到较快发展,深基坑开挖工程越来越多,为了确保深基质量,需要采取有效支护形式,为建筑整体质量的提高奠定良好的基础。
其中水泥搅拌桩的重力式挡土墙在深基坑开挖支护过程中较好的应用效果,不但能够提高支护质量,而且可降低施工成本。
水泥搅拌桩在施工过程中对于高空障碍物要求较SMW工法桩、钻孔灌注桩较低。
关键词:水泥搅拌桩重力式挡土墙应用1/41前言水泥搅拌桩在建筑地基加固处理中的应用日趋增多,随着施工技术的不断发展,基坑开挖深度不断加深,基坑开挖施工过程中,会出现不同程度安全问题,导致开挖施工质量降低。
水泥搅拌桩重力式挡土墙能够对基坑开挖施工过程中有效支撑,将其应用在建筑施工中,这对整体施工质量的提高具有较大的促进作用。
2 搅拌桩的分类及其适用性2.1 搅拌桩的分类搅拌桩在使用的过程中,根据固化剂材料应用不同,将其分为石灰搅拌桩与水泥搅拌桩;根据固化剂物理状态不同,将其分为浆体搅拌桩与粉体搅拌桩;由搅拌机械类型不同,将其分为搅拌桩单桩截面有圆形与型搅拌桩两大类,其中搅拌桩的单桩截面主要是由单搅拌轴构成,后者由双搅拌轴构成。
除此之外,搅拌桩还分为非加筋搅拌桩与加筋搅拌桩。
2.2 土质与环境条件由国外实验研究实践表明,搅拌桩主要应用在淤泥质土、加固淤泥以及含水量较高,且地基承载力较小等软土地基中。
一般情况下在多水高岭石与蒙脱石等矿物中应用效果最佳。
但是,在氯化物、水铝英石等矿物中应用无法起到有效的加固效果。
并且在此基础上,土质抗剪强度若不高于30 KPA,无法达到有效的加固效果。
此外,搅拌桩若使用在含有机质较高、泥炭石以及酸碱度较低的土质中,需要通过有效的测试,确保搅拌桩的实用性。
若地表杂填土层厚度相对较大,并且直径不小于100 mm,石块需要使用搅拌桩,这在较大程度上具有较高的实用性。
搅拌桩在使用的过程中,首先,施工时无噪音振动小,无污染,施工简单;其次,水泥搅拌桩挡土墙按重力式挡墙工作,不需内撑,便于基坑的开挖与施工,防渗性也比较好,具有挡土墙兼止水围幕的双重效果;再者,其造价较低,可以为大面积基坑支护工程带来较好的经济效益和社会效益。
毕业设计---深层搅拌桩支护某结构工程设计
本科毕业设计(论文)题目:深层搅拌桩支护某结构工程设计学院:资源与环境工程学院专业:地质工程摘要深层搅拌桩具有无噪音、无振动、无污染、工效高及成本低等优点,是一种新型基坑支护方式,因此,对不同形式下水泥土墙的稳定性研究具有重要意义。
本文概述了基坑支护中深层搅拌桩支护技术的发展及应用历史,介绍了深层搅拌桩的特性、作用机理及影响因素。
为广州某一工程的基坑开挖进行深层搅拌桩支护设计,并对该设计进行理论分析和计算。
比较了不同嵌固深度对搅拌桩支护结构稳定性的影响,并绘制关系曲线,确定最优嵌固深度。
得出以下几点结论:1.对于软土地基而言,当开挖深度不超过7m时,较板桩支护等其他支护方式而言,深层搅拌桩支护具有明显优势,因此对于这类基坑支护宜采用深层搅拌桩支护。
2.当基坑土层含大量淤泥质软土时,深层搅拌桩支护结构的失稳主要受抗滑稳定性和抗倾覆稳定性决定。
3.当基坑土层含大量淤泥质软土,且基坑附近有较高堆载时,增加深层搅拌桩的嵌固深度和厚度对提高基坑支护结构的稳定性作用不显著,因此这时宜配合内撑或锚拉,组成混合支护结构对基坑进行支护。
4.当基坑土层含大量淤泥质软土,且基坑附近有较高堆载时,深层搅拌桩支护结构的稳定性并不一定随嵌固深度的增加而增加,在某一范围内反而随着嵌固深度的增加而减小。
如本工程抗倾覆稳定性随着嵌固深度的增加而减小。
此外还提出深层搅拌桩的施工工艺、技术指标、质量控制及变形监测等合理建议,对该设计进行经济分析。
关键词:基坑支护;深层搅拌桩;嵌固深度;基坑施工;技术指标AbstractDeep mixing pile has no noise, no vibration, no pollution, high efficiency and low cost advantages, is a new type of foundation pit supporting method, therefore, the cement wall under the different forms of stability study is of great significance. This article summarizes the deep mixing pile supporting technology in the foundation pit supporting the development and application of history, the characteristic of deep mixing pile are introduced, action mechanism and influence factors. For guangzhou a engineering excavation supporting design of deep mixing pile, and the theory analysis and calculation for the design. Compared the different depth of the built-in influence on mixing pile supporting structure stability, and map relation curve, determine the optimal nesting depth. The following conclusions:1.For soft soil foundation, when the excavation depth of no more than 7 m, the sheet pile support and other supporting method for deep mixing pile has obvious advantages, so for this kind of foundation pit supporting with deep mixing pile.2.When the soil containing large amounts of silt soft soil foundation pit, supporting structure of deep mixing pile buckling mainly by anti-sliding stability and resistance to overturning stability decision.3.When soil containing large amounts of silt soft soil foundation pit, the pit neara high heap load, increase the built-in depth and thickness of the deep mixing pile to improve the stability of foundation pit supporting structure effect was not significant, so this time cooperate to hold or anchor, composed of mixed retaining structure for foundation pit supporting.4.When the soil containing large amounts of silt soft soil foundation pit, the pile and foundation pit near a high load, the stability of deep mixing pile supporting structure is not necessarily with build-in increase with the increase of the depth, in a certain range increased with the increase of depth of the built-in instead. Such as resistance to overturning stability of this project will decrease with the increase of built-in depth.In addition the construction technology, technical index of deep mixing pile, quality control and reasonable Suggestions, such as deformation monitoring of economic analysis of the design.Key words: foundation pit supporting; Deep mixing pile; Built-in depth; The foundation pit construction; Technical indicators目录摘要 (I)Abstract (II)第1章前言 (1)第2章工程背景 (4)2.1 工程概况 (4)2.2 场地水文地质情况 (5)第3章支护方案的比较 (6)3.1 概述 (6)3.2 内支撑钢板桩支护 (9)3.3 人工挖孔桩支护 (9)3.4 深层搅拌桩支护 (9)3.5 本章小结 (10)第4章深层搅拌桩介绍 (11)4.1 深层搅拌桩的发展及应用历史 (11)4.2 深层搅拌桩的特性 (13)4.3 深层搅拌桩的作用机理 (14)4.4 深层搅拌桩的影响因素 (15)第5章深层搅拌桩支护结构设计计算 (17)5.1 概述 (17)5.2 东西面基坑支护结构设计计算 (17)5.2.1 支护方案设计及基本信息 (17)5.2.2 支护方案的理论分析及计算 (22)5.3 南北面基坑支护结构设计计算 (36)5.3.1 支护方案设计及基本信息 (36)5.3.2 支护方案的理论分析及计算 (39)第6章深层搅拌桩施工方法 (50)6.1 施工工艺 (50)6.2 技术指标 (51)6.3 质量控制 (52)第7章基坑开挖及变形监测 (53)7.1 基坑开挖 (53)7.2 变形监测 (53)第8章经济分析 (56)结论 (57)参考文献 (58)致谢 (60)第1章前言纵观当今世界,我们不难发现,由于世界人口的不断增长,人均土地面积不断减小,城市的各种建筑物向地下发展的趋势逐渐增强,基坑开挖的深度、面积也越来越大。
水泥搅拌桩重力式挡墙在基坑围护工程中的设计与施工
础底 板底 标高 高. .3;3 11 #半 地下 车
⑤ 一 粉 质 粘 土 : 灰 黄 色 、 黄 褐 2
库 采 用 夯 扩 桩 基 , 基 础 底 板 底 标 高 夹 有 少 量 有 机 质 。层 厚 03 . -~0 m。 7 高..0 #半 地 下 车 库 采 用预 应 力 管 22 ;4 ② 粉 质 粘 土 :灰 黄 色 灰 褐 色 ,
③粘质 粉土 :灰 黄色 青 灰色 ,
4水 泥搅 拌桩重 力式挡墙 . 围护设计
本 基 坑 开 挖 范 围 土 层 上 部 约 20 .米
2 米 远 还 有 一 幢 待 建 的4 楼 。基 坑 南 很 湿 , 稍 密 。 摇 振 反 应 迅 速 , 无 光 l #
侧距离本 基坑 顶边 约1 米远有 一幢 待 泽 反 应 , 干 强 度 低 , 韧 性 低 , 含 云 为 稍 好 的 粉 质 粘 土 ,其 下 为 较 厚 的 淤 O
离本基 坑顶边20 。局 部03 。详见 有机 质 ,局 部 为淤 泥 质 粘 土 .层 厚 有 一 定 限 制 , 重 力 式 挡 墙 不 合 适 , 可 .米 .米
0.O~ 3.m 。 7 O
质 极 差 , 因此 对 淤 泥 层 的 处 理 措 施 是
④ 淤 泥 : 灰 色 。 流 塑 , 切 面 稍 本 基 坑 围 护 的 关 键 。 基 坑 东 侧 因 为 有
远 。 本 基 坑 东 侧 有 一 条 施 工 通 道 , 距 光 滑 , 干 强 度 中 等 , 韧 性 中 等 , 含 施 工 通 道 ,荷 载 较 大 , 并 且 卸 土 范 围
提供借鉴和参考。
2工程概 况 .
清水 园1撑 1撑 1 存 4 楼位 1 、 2 3 、1
基坑支护结构中深层水泥土搅拌桩设计及施工工艺研究
基坑支护结构中深层水泥土搅拌桩设计及施工工艺研究摘要:本文提出某建筑工程实例中的基坑支护方案,讨论了深层水泥土搅拌桩设计方法并对方案进行了各项验证,然后对浅基坑支护结构中水泥土搅拌桩的施工工艺进行了阐述,最后对支护效果进行了评价。
关键词:基坑支护方案水泥土搅拌桩设计方法1. 工程概况广东省某建筑工程,地下一层,地上8层,建筑面积13960平方米。
该项目所处位置交通繁忙自地表面下2 m处为人工杂填土, 5 m 左右为淤泥质粘土, 透水性小,7 m 以下为砂质粉土, 平均厚约3.3m,10m以下为硬塑状粉质粘土。
地下水位约为3.2 m。
2. 基坑结构支护方案根据上部结构设计要求及地质情况,本基坑工程采用水泥土深层搅拌桩作为基坑支护结构,基坑开挖深度为7.2m,水泥土桩深14.2m,进入持力层。
为保护排水及通讯光缆设施,本工程布置两排12m格栅式旋喷桩,挡墙厚度4.6m。
水泥土搅拌桩顶盖板厚度为300mm,内配双向钢筋网以增强整体刚度。
3. 水泥土深层搅拌桩设计与验算将水泥土搅拌桩按照重力式挡土墙进行滑移、抗倾覆、墙体强度验算。
3.1设计强度为防止地下水对基坑影响,应当将水泥土深层搅拌桩打入不透水层中。
根据规范要求及当地施工经验,桩基入土深度D与基坑开挖深度H存在以下关系:D/H=1.1~1.2;同时墙体厚度B与基坑开挖深度H存在以下关系:B/H=0.8~1.0,本项目中取挡墙厚度为4.6m。
3.2抗滑移验算根据朗肯土压力理论,其主动土压力Ea与被动土压力Ep需要满足下面公式:其中:Ea—主动土压力,Ep—被动土压力,μ—地基土摩擦系数,本例中选择μ=0.3,K—被动土压力折减系数,本例中选择K=0.8,Kh—抗滑安全系数。
3.3抗倾覆验算为防止本工程挡土墙切脚破坏,需要进行抗倾覆验算。
其中:B—挡土墙厚度,Hp—被动土压力到墙趾力臂,单位为mHa—主动土压力到墙趾力臂,单位为mKq—抗倾覆安全系数。
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(10)可就近利用一部分粉煤灰等工业废料作为固化剂的外掺剂。
1.2 深层搅拌桩挡墙在应用上存在下列制约
(1)对有机质含量高、pH值低、初始抗剪强度甚低(<2~3KPa)的土,或土中含伊里石、氯化物、水铝石英等矿物及地下水具有侵蚀性时,加固效果差。
关键词:岩土工程;搅拌桩档墙;设计;探讨
1 深层搅拌桩挡墙在实际工程应用中的优缺点
1.1 深层搅拌桩挡土结构与其他支护体系相比所具有如下优点。
(1)施工时无振动、无噪音、无泥浆废水污染。
(2)施工操作简便、成桩工期较短、造价较低。
(3)基坑开挖时一般不需要支撑拉锚,坑外不需要井点降水。
[4]俞跃平.深层搅拌桩法在深基坑围护中的应用[J].基坑与边坡工程,2000.
2.2 计算内容及其方法
(1)抗倾覆验算。
抗倾覆验算常以绕墙趾点的转动来分析,其计算公式为:
式中:KQ为抗倾覆安全系数,应不小于1.2;
D、B为支护墙的插入深度、宽度;
W为支护墙的自重(W=γoBH);γo为墙体平均容重,一般为18-19kN/m3,坑底以下取浮重度;
深层搅拌桩挡墙的设计探讨
作者:朱家诚 黄有桂 韦锦韬
摘 要:支护结构类型繁多,各具特色,必须熟悉各类支护结构(尤其是新的支护体系)的适用性和局限性,以便在设计时先做好方案比较,使设计取得最佳的技术效果。为了不断提高认识和设计水平,必须运用现代分析方法和测试手段,对所设计结构物进行性状预测和施工监测。因此深层搅拌桩挡墙设计应包括:方案比较、结构设计与计算、性状预测与监测。
Kj为安全系数,考虑水泥土加固体墙度的不均匀性,通常取2.0;
qu为搅拌桩体的无侧限抗压强度;
其他符号含义如前所述。
由于按上面公式(5)计算的结果过于保守,所以在设计时建议公式(5)采用下面的公式进行验算:
随着深层搅拌桩挡墙应用的越来越普及,对其实用设计的探讨将非常必要。目前来看,从工程实践的角度出发,同时结合理论创新,是深层搅拌桩挡墙的发展方向。
(3)墙体结构强度验算。
式中:σ1为坑底位置处支护墙断面最外侧的正应力;
σ2为坑底位置处支护墙断面最内侧的压应力;
M为坑底以上墙被主动土压力在坑底位置支护桩断面引起的弯矩;
η为墙体截面水泥土置换率,为水泥土加固面积和墙体截面积之比;
(4)隔水防渗性能好,基坑内外可以有水位差。
(5)基坑内干燥整洁,空间宽敞,有利于文明施工和安全生产,方便后期结构施工。
(6)基坑周围地基变形小,对邻近建筑物或地下设施影响小。
(7)挡墙顶面在可设置路面行驶施工车辆,而路面结构又可增加挡墙刚度。
(8)同一墙体设计成变截面、变深度、变强度。
搅拌桩挡墙的土压力可按朗金理论计算。然后对挡墙进行抗倾覆验算、抗滑动验算和墙身强度验算,并按圆弧滑动法进行边坡整体稳定验算。当基坑底涉及流沙或管涌问题时,尚需进行抗渗流验算。在验算中,应作调整后再进行验算,以满足一定的安全系数为原则。
搅拌桩挡墙的各项安全系数的选用,与地基土强度指标的试验方法、桩的施工质量、基桩开挖暴露期的长短、设计阶段是否已作了有限元分析或离心模拟试验,以及开挖过程是否实施现场监测等条件有关。应从各方面综合创造条件,避免采用过高的安全系数,以求经济合理。宜参照柔性挡墙的计算方法验算基坑开挖过程地基和挡墙的变形。应当理解,由于对土方开挖步骤、坑内外降水等因素都作了一定的假设,且土工参数取值可能偏高或偏低,计算与施工之间的误差总是会存在的。因此对开挖过程实施监测具有重要意义。
搅拌桩的加固深度,亦即桩的长度,与开挖深度及土层分布等因素有关。搅拌桩挡墙强度的选取与施工质量密切相关。由于基坑开挖使墙体要承受剪切力和弯矩,墙体的质量显得特别重要。国内外均报道,搅拌桩强度的离散性很大,标准差可达30%~70%。目前设计中一般要求搅拌桩的无侧限抗压强度不低于0.8MPa,以留有充裕的安全储备,使墙体强度不成为设计的控制条件,而以结构和边坡的整体稳定控制设计。
C0、ф0为墙底土层的粘聚力、内摩擦角;
Ep为被动土压力的合力;
其它符号含义如前述。
但需要注意,在进行基坑支护墙体抗滑移验算时,不宜采用以下公式计算抗滑移安全系数;
这是因为挡墙搅拌桩插入深度较大时,被动区土压力的合力Ep常接近于主动去压力的合力Ea,如此造成计算得到的安全系数偏大,不安全。
(4)墙体占地面积大,根据广州地区经验,水泥搅拌桩按格栅形布置,墙宽约为0.6~0.8倍开挖深度,桩插入基坑底深度约0.8~1.2倍开挖深度。
(5)水泥或石灰用量较大,以一般软土中10m深的墙体(包括插入坑底深度)为例,每100延米,墙体约需水泥或石灰500~600t。
(6)成桩后需要7~10天以上的保养期,一般不能立即开挖土方。
参考文献
[1]黄生根等.地基处理与基坑支护工程[M]. 武汉:中国地质大学出版社, 1997,(3).
[2]徐宣和.基坑工程技术现状分析[J].四川建筑科学研究,2005, (12).
[3]马晓萍,我国深基坑工程技术的新发展[J].山西建筑,2006,(8).
(2)贯穿地面或地下硬土或障碍物有困难,有时可用冲水或注水下沉解决,有时难以解决需进行地下清除障碍物。
(3)根据国内现有设备,目前最大支档高度约为9m,个别工程达14m,而常用的支档高度为4~7m;一般情况下,当采用湿法施工时,开挖深度不超过7m;当采用干法施工时,开挖深度不超过5m,当支档高度较小或工程量较小时,可能不经济。
H为桩的长度;
Ea为主动土压力的合力;
Ep1、Ep2为被动区土压力中矩形、三角形部分的合力;
ha为主动土压力合力作用线距离墙底的距离。
(2)抗滑移验算。
抗滑移验算是指支护墙体地面的数,应不小于1.2;
2 深层搅拌桩挡墙设计的计算内容
2.1 概述
我国《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)规定,搅拌桩采用壁状加固用于地下临时挡土结构时可按重力式挡土墙设计。搅拌桩挡墙的平面形状除了简单的连续壁状或肋状外,从安全和经济角度考虑,目前较多采用空腹封闭式格栅状布置。为了加强挡墙的整体性,相邻搅拌桩的搭接宜大于100mm,常规设计中搭接150~200mm。搅拌桩挡墙的宽度选择,一般可按开挖深度的0.6~0.8进行试算。鉴于加固土地的重度与天然土的重度相近似,当采用格栅状布置时,按桩体与它所包围的土体共同作用考虑,通常取格栅状外包线宽度作为挡墙宽度。