水泥土墙施工

水泥土墙施工

一：概念

利用水泥材料为固化剂，采用特殊机械（如深层搅拌机和高压旋喷机）将其与原状土强制拌和，形成具有一定强度、整体性和水稳定性的圆柱体（柔性桩），将其相互搭接，形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙，以保证基坑边坡的稳定。

二：特点

1水泥土墙，由于其材料强度比较低，主要是靠墙体的自重平衡墙后的土压力。因此，常视其为重力式挡土支护。

2水泥土墙的特点是施工时振动小，无侧向挤压，对周围影响小。最大限度利用原状土，节省材料。由于水泥土墙采用自立式，不需加支撑，所以开挖较方便。水泥土加固体渗透系数比较小，墙体有良好的隔水性能。水泥土墙工程造价较低，当基坑开挖深度不大时，其经济效益更为显著。

3水泥土墙的缺点是：水泥土墙体的材料强度比较低，不适于支撑作用，所以其位移量比较大。而墙体材料强度受施工因素影响导致墙体质量离散性比较大。

三：分类

水泥挡土墙主要由水泥搅拌桩组成。水泥搅拌桩的施工方法有两种：搅拌法成桩及高压喷射法(旋喷法)成桩。

高压喷射注浆法，则是以高压将水泥浆从注浆管喷射出来，喷嘴在喷射浆液时一边缓慢旋转，一边徐徐提升，高压水泥浆不断切削土体并与之混合而形成圆柱状桩体。根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。该工艺施工简便，喷射注浆施工时只需在土层中钻一个50～300 mm的小孔，便可在土中喷射成直径0.4～2m的加固水泥土桩。因而能在狭窄施工区域或靠近已建基础施工，但此法水泥用量大、造价高，一般当场地受限制，搅拌法无法施工时才选用此法。

搅拌法成桩又分为湿法(水泥浆搅拌)和干法(水泥干粉喷射搅拌)两种，均用机械强力将水泥与土搅拌形成水泥土桩。湿法施工时注浆量较易控制，成桩质量较为稳定，桩体均匀性好，大部分水泥土桩都采用此法，下面重点讲述湿法施工。

四：适用范围

水泥土墙较适用于软土地区，如淤泥质土、含水量较高的黏土、粉质黏土、粉质土等。对以上各类土基坑深度不宜超过6m；对于非软土基坑挖深可达10m，最深可达18m。

•水泥土重力式挡土墙，具有挡土、止水的双重作用，同时，基坑内土方开挖机械作业条件好。所以此挡墙适宜应用于各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、

粘土和粉质粘土等软土地基，基坑开挖深度不宜大于6 m，但不适用于厚度较大的

可塑及硬塑以上的软土、中密以上的砂土。此外，加固区地下如有大量条石、碎砖、混凝土块、木桩等障碍时，一般也不适用，如遇古井、洞穴之类地下物，则应先处

理后再进行加固。

•水泥土墙被动土压力的发挥依赖于土体变形，在基坑开挖深度较大，场地狭小，周边环境保护要求高时，选用应慎重。

*环境保护

（1）水泥、石灰细颗粒散体材料，应遮盖存放；运输时必须必须封闭覆盖，不得沿途撒落。（2）制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘。（3）采取有效降噪措施。（4）不得随意排放废弃的加固料。

五：施工工艺及要求

1)深层搅拌法施工

（1）定义

通过专用机械钻头切削搅拌土体，搅拌过程中通过压浆泵喷射水泥浆与原状土拌和，形成柔性桩体

⏹施工机具

⏹a、深层搅拌机

⏹它是深层搅拌水泥土桩施工的主要机械。目前应用的有中心管喷浆方式和叶片喷浆

方式两类。前者的输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出，不

影响搅拌均匀度，可适用于多种固化剂；后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出，使水泥浆与土体混合较均匀，适用于大直径叶片和连续搅拌，但因喷浆孔小易被堵

塞，它只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂。

b、配套机械

主要包括灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵。

（2）工艺流程

钻机就位－钻机下沉，边搅拌边喷射水泥浆－提升，边搅拌边喷射水泥浆－重复上下搅拌－成桩

（1）定位

用起重机（或用塔架）悬吊搅拌机到达指定桩位，对中。

（2）预搅下沉

待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。

（3）制备水泥浆

待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆（水灰比宜0.45～0.50），压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

（4）提升、喷浆、搅拌

待深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基，且边喷浆、边搅拌，同时按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。提升速度不宜大于0.5m/min。

（5）重复上、下搅拌

为使土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计深度后再提升出地面。桩体要互相搭接200mm，以形成整体。相邻桩的施工间歇时间宜小于10h。

（6）清洗、移位

向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净；移位后进行下一根桩的施工。桩位偏差应小于50mm，垂直度误差应不超过1％。桩机移位，特别在转向时要注意桩机的稳定。

（3）注意事项

下沉、提升速度；喷浆量；搭接宽度；桩端部位质量。

a) 定位；b) 预埋下沉；c) 提升喷浆搅拌；

d) 重复下沉搅拌；e) 重复提升搅拌；f) 成桩结束

图6 “ 一次喷浆、二次搅拌” 施工流程

2）高压旋喷法施工

1）定义

高压旋喷技术（也即高压喷射注浆法）是利用专用旋喷设备将注入剂（通常是水泥浆）形成高压喷射流，借助高压喷射流的切削，使土体和硬化剂混合，形成加固体。

（3）注意事项

喷管下沉、提升速度；喷浆量；喷浆压力；搭接宽度

4工艺原理及设计要求

4.1加固原理

高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水、（空气）成为20～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。

根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。单管法：单层喷射管，仅喷射水泥浆。

二重管法：又称浆液气体喷射法，是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出，冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体。

三重管法：是一种浆液、水、气喷射法，使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管，在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流，进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中，喷嘴作旋转和提升运动，使水泥浆与土混合，在土中凝固，形成较大的固结体，其加固体直径可达2m。

喷射注浆法的加固半径和许多因素有关，其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比，与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。