《基坑工程》重力式水泥土墙
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水泥浆
LOGO
深层搅拌桩法
水泥粉
粉体搅拌法
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 2.适用性
LOGO
水泥土搅拌桩适用于加固正常固结的淤泥与淤泥质土、 粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的 饱和松散砂土等。 天然含水量小于30%（黄土为25%）、大于70%或地下水 的pH值小于4时不宜采用干法。 用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip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，必须通过 现场试验确定其适用性。
3）变形特性：介于脆性体与弹塑性体之间。
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 4.施工工艺
单轴：φ500-700 双轴：φ700@500 三轴：φ650@450、 φ850@600、 φ1000@750
LOGO
6.2 水泥土桩
LOGO
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 4.施工工艺
LOGO
深层单轴搅拌机
6.2 水泥土桩
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计 型钢：受力构件 水泥土搅拌桩：止水帷幕 1.型钢截面尺寸
水泥土桩 Ф650@450 Ф850@600 Ф1000@750 H型钢 H500×300或H500×200 H700×300 H800×300或H850×300
0 f M k
W f
LOGO
抗弯强度：
LOGO
根据土体整体稳定性安全系数或基坑抗隆起条件确定 水泥土墙嵌固深度。已有资料分析表明，根据整体稳定
求得的嵌固深度能够满足抗隆起条件。
根据抗倾覆条件确定水泥土墙的宽度。此宽度一般情 况下也能满足抗滑移稳定条件。
特殊条件下（如各土层性质变化较大）进一步验算抗
隆起和抗滑移安全条件。
6.3 重力式水泥土墙设计计算
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 3.水泥土的物理力学性质
LOGO
水泥土的物理性质：重度、含水量、相对密度、渗透系 数，与被加固土体的性质、水泥掺入比以及所用水泥浆 液有关。
重度:当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比原土增加约3%。 含水量:随水泥掺合量的增大而降低，一般比原土降低0.5％～7%。 渗透系数:随水泥掺入比增大和养护龄期的增长而减小，一般在 10-5～10-8cm/s数量级。
二、截面承载力验算
墙体正截面抗拉：
LOGO
墙体正截面抗压： 墙体正截面抗剪：
验算截面位置：基坑面以下被动和主动土压力强度相等 处；基坑底面处以及水泥土墙的截面突变处。
6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
LOGO
1.平面布置 水泥土墙平面布置可采用壁状体。若壁状的挡墙宽度
不够时，可加大宽度，做成格栅状支护结构，即在支护结
LOGO
水泥土桩与桩之间的搭接宽度 不宜小于150mm；当搅拌桩较长 时，应考虑施工时垂直度偏差 问题，增加设计搭接宽度。常 规设计中搭接宽度200mm。
6.4 SMW工法
一、概述
型钢水泥土墙：即在水泥土桩 内插入H 型钢等（多数为H 型 钢，亦有插入拉森钢板桩、钢 管等），将承受荷载与防渗挡 水结合起来，使之成为同时具 有受力与抗渗两种功能的支护 结构的围护墙。
及地下水流速过大的地基。
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
3.旋喷桩桩径 单管法一般可达500 ～800mm，双管法可达1000mm，三 管法可达2000mm。
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
墙体嵌固深度 墙身宽度 水泥土轴心抗压强度 ≥0.8MPa 设计内容和步骤： 初步确定墙宽和嵌固深度 稳定性和截面承载力演算 平面和竖向布置
二、旋喷桩
按照喷射流移动轨迹分类：旋喷、定喷和摆喷。
LOGO
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
2.高压喷射注浆桩的特点及适用范围 主要特点：适用范围广、施工灵活方便、环保效果好。 适用范围：适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或
LOGO
可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。
不宜用于处理硬粘性土、含较多块石或大量植物根茎以
LOGO
施工要求
绘制施工图
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度
LOGO
嵌固深度：对淤泥质土，不宜小于1.2h，对淤泥，不宜
小于1.3h。
挡墙宽度：对淤泥质土，不宜小于0.7h，对淤泥，不宜 小于0.8h。 抗滑移 整体滑动 抗隆起 抗渗流
经验确定
稳定性演算
6.3 重力式水泥土墙设计计算
6.1 概
重力式水泥土墙优点：
述
LOGO
施工简便，成桩工期短，造价较低，且无振动、无 噪音、无泥浆废水污染 依靠重力自稳，开挖时一般不需要支撑拉锚
墙体防渗好，坑外不需要设降水井，基坑内外可以
有水头差，且坑内干燥整洁。
6.1 概
重力式水泥土墙的缺点：
述
LOGO
与其它支挡式结构相比，位移控制能力差。 支挡高度一般为4-7m，开挖深度有限。
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 1. 抗滑移稳定性
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6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 2. 抗倾覆稳定性
对于水泥墙坑内脚，总的抗倾覆力矩与 总倾覆力矩之比，Eak、Epk中包含水压 力
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 3. 整体圆弧滑动稳定性
一、搅拌桩 4.施工工艺
LOGO
6.2 水泥土桩
LOGO
五轴搅拌桩
6.2 水泥土桩
LOGO
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩 1.概念及成桩工艺： 旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及 喷头钻置于桩底设计高程，将预先 配制好的浆液通过高压发生装置使 液流获得巨大能量后，从注浆管边 的喷嘴中高速喷射出来，形成一股 能量高度集中的液流，直接破坏土 体，喷射过程中，钻杆边旋转边提 升，使浆液与土体充分搅拌混合， 在土中形成一定直径的柱状固结体， 从而使地基得到加固。
拌桩，只有在搅拌桩难以 施工的地层使用旋喷桩。
6.1 概
述
LOGO
重力式水泥土墙依靠墙体自重、 墙底摩阻力和墙前被动土压力来 稳定墙体，以满足墙体的整体稳 定、隆起稳定、滑移稳定以及渗 流稳定并控制墙体的变形。 墙体破坏形式：
墙体滑移； 墙体倾覆； 沿墙体以外土体中某一滑动面的土体整体滑动； 墙下地基承载力不足而使墙体下沉并伴随基坑隆起； 地下水下渗流破坏LOGOFra bibliotek.4 SMW工法
型钢水泥土墙：
LOGO
具有重力式水泥土墙的优点，又同时具有良好的结构稳定 性（抗压、抗拉、抗弯、抗剪）。 挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕，可以配合多道支撑 应用于较深的基坑。 此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙， 在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等材 料，则成本大大低于地下连续墙。 考虑成桩质量，目前型钢水泥土搅拌墙的搅拌桩多采用三 轴水泥土搅拌桩。
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 3. 整体圆弧滑动稳定性演算
当墙底以下存在软弱下卧层时， 稳定性验算的滑动面应包括圆弧与 软弱土层面组成的复合滑动面。
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 4. 抗隆起稳定性演算
5. 抗渗流稳定性演算 同支挡式结构
构宽度内，不需整个土体都进行搅拌加固，可按一定间距 将土体加固成相互平行的纵向壁，再沿纵向按一定间距加
固肋体，用肋体将纵向壁连接起来。
壁状
格栅状
6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
1.平面布置
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格栅的面积置换率：水泥土面积与水泥土墙面积的比值。
淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般粘性土及
砂土不宜小于0.6；格栅内侧长宽比不宜大于2。 每个格栅内的土体面积应符合下式要求：
A
cu
m
6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
2.竖向布置
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水泥土挡墙支护结构断面形式
6.3 重力式水泥土墙设计计算
四、构造与施工要求
1.桩体搭接 2.水泥浆液及注浆 3.水泥掺入比 4.外掺剂 5.无侧限抗压强度 6.其它构造措施
墙体需要一定的厚度和嵌固深度，占地面积较大，水
泥用量也较大。 由于墙体体量较大，施工过程中可能导致周边土体产 生隆起或侧移。 抗拉、抗弯和抗剪承载力存在不足。
水泥土养护期需要28天以上，一般不能立即开挖土方
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 1.概述：水泥土搅拌桩是利用 水泥土搅拌机，钻进地基土一 定深度后，喷出水泥浆液，将 钻孔深度内的地基土与浆液强 行拌合，使软土硬结成具有整 体性、水稳定性和一定强度的 桩体。
第6章 重力式水泥土墙
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6.1 概
的重力式支护结构。
述
LOGO
重力式水泥土墙：是指由水泥土桩相互搭接成格栅或实体
功能：即可单独作为一种支护方式；也可作为其他挡土结 构的止水帷幕。
6.1 概
主要构件：水泥土桩 成桩工艺： 搅拌桩 高压旋喷桩 鉴于造价问题，在基坑支
述
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护结构中，较多地使用搅
抗剪强度：
0 f Vk S
Itw
fv
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
2.型钢的插入深度和水泥土桩的长度
LOGO
型钢：受力构件，插入深度由重力式墙稳定性演算确定。 水泥土搅拌桩：止水帷幕，由抗渗条件确定。 同时满足：水泥土桩的长度大于型钢长度。
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 3.水泥土的物理力学性质
水泥土的力学性质
LOGO
1）无侧限抗压强度：水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～ 4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。影响因素 有：水泥掺入比、水泥强度、龄期、含水量、有机质含量、 外掺剂、养护条件及土性等。
2）抗剪与抗拉强度：水泥土的抗剪强度可取无侧限抗压 强度的1/6，抗拉强度可取qu的0.15倍。
3.型钢的布设方式及间距
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6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
3.型钢的布设方式及间距 型钢间距越大，型 钢之间素水泥土需 承担的局部剪应力 越大，需进行相应 的受剪承载力演算
LOGO
LOGO
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
旋喷桩施工中一般 分为两个工作流程， 即先钻后喷，再下 钻喷射，然后提升 搅拌，保证每米桩 浆土比例和质量。
LOGO
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩 按注浆工艺：单重管法、双重管法、三重管法
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单管 （浆液）
双管 （内浆外气）
三重管 （气、水、浆）
6.2 水泥土桩
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深层搅拌桩法
水泥粉
粉体搅拌法
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 2.适用性
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水泥土搅拌桩适用于加固正常固结的淤泥与淤泥质土、 粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的 饱和松散砂土等。 天然含水量小于30%（黄土为25%）、大于70%或地下水 的pH值小于4时不宜采用干法。 用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip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，必须通过 现场试验确定其适用性。
3）变形特性：介于脆性体与弹塑性体之间。
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 4.施工工艺
单轴：φ500-700 双轴：φ700@500 三轴：φ650@450、 φ850@600、 φ1000@750
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6.2 水泥土桩
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6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 4.施工工艺
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深层单轴搅拌机
6.2 水泥土桩
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计 型钢：受力构件 水泥土搅拌桩：止水帷幕 1.型钢截面尺寸
水泥土桩 Ф650@450 Ф850@600 Ф1000@750 H型钢 H500×300或H500×200 H700×300 H800×300或H850×300
0 f M k
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抗弯强度：
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根据土体整体稳定性安全系数或基坑抗隆起条件确定 水泥土墙嵌固深度。已有资料分析表明，根据整体稳定
求得的嵌固深度能够满足抗隆起条件。
根据抗倾覆条件确定水泥土墙的宽度。此宽度一般情 况下也能满足抗滑移稳定条件。
特殊条件下（如各土层性质变化较大）进一步验算抗
隆起和抗滑移安全条件。
6.3 重力式水泥土墙设计计算
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 3.水泥土的物理力学性质
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水泥土的物理性质：重度、含水量、相对密度、渗透系 数，与被加固土体的性质、水泥掺入比以及所用水泥浆 液有关。
重度:当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比原土增加约3%。 含水量:随水泥掺合量的增大而降低，一般比原土降低0.5％～7%。 渗透系数:随水泥掺入比增大和养护龄期的增长而减小，一般在 10-5～10-8cm/s数量级。
二、截面承载力验算
墙体正截面抗拉：
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墙体正截面抗压： 墙体正截面抗剪：
验算截面位置：基坑面以下被动和主动土压力强度相等 处；基坑底面处以及水泥土墙的截面突变处。
6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
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1.平面布置 水泥土墙平面布置可采用壁状体。若壁状的挡墙宽度
不够时，可加大宽度，做成格栅状支护结构，即在支护结
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水泥土桩与桩之间的搭接宽度 不宜小于150mm；当搅拌桩较长 时，应考虑施工时垂直度偏差 问题，增加设计搭接宽度。常 规设计中搭接宽度200mm。
6.4 SMW工法
一、概述
型钢水泥土墙：即在水泥土桩 内插入H 型钢等（多数为H 型 钢，亦有插入拉森钢板桩、钢 管等），将承受荷载与防渗挡 水结合起来，使之成为同时具 有受力与抗渗两种功能的支护 结构的围护墙。
及地下水流速过大的地基。
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
3.旋喷桩桩径 单管法一般可达500 ～800mm，双管法可达1000mm，三 管法可达2000mm。
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6.3 重力式水泥土墙设计计算
墙体嵌固深度 墙身宽度 水泥土轴心抗压强度 ≥0.8MPa 设计内容和步骤： 初步确定墙宽和嵌固深度 稳定性和截面承载力演算 平面和竖向布置
二、旋喷桩
按照喷射流移动轨迹分类：旋喷、定喷和摆喷。
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6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
2.高压喷射注浆桩的特点及适用范围 主要特点：适用范围广、施工灵活方便、环保效果好。 适用范围：适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或
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可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。
不宜用于处理硬粘性土、含较多块石或大量植物根茎以
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施工要求
绘制施工图
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度
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嵌固深度：对淤泥质土，不宜小于1.2h，对淤泥，不宜
小于1.3h。
挡墙宽度：对淤泥质土，不宜小于0.7h，对淤泥，不宜 小于0.8h。 抗滑移 整体滑动 抗隆起 抗渗流
经验确定
稳定性演算
6.3 重力式水泥土墙设计计算
6.1 概
重力式水泥土墙优点：
述
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施工简便，成桩工期短，造价较低，且无振动、无 噪音、无泥浆废水污染 依靠重力自稳，开挖时一般不需要支撑拉锚
墙体防渗好，坑外不需要设降水井，基坑内外可以
有水头差，且坑内干燥整洁。
6.1 概
重力式水泥土墙的缺点：
述
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与其它支挡式结构相比，位移控制能力差。 支挡高度一般为4-7m，开挖深度有限。
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 1. 抗滑移稳定性
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 2. 抗倾覆稳定性
对于水泥墙坑内脚，总的抗倾覆力矩与 总倾覆力矩之比，Eak、Epk中包含水压 力
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6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 3. 整体圆弧滑动稳定性
一、搅拌桩 4.施工工艺
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6.2 水泥土桩
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五轴搅拌桩
6.2 水泥土桩
LOGO
6.2 水泥土桩
二、旋喷桩 1.概念及成桩工艺： 旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及 喷头钻置于桩底设计高程，将预先 配制好的浆液通过高压发生装置使 液流获得巨大能量后，从注浆管边 的喷嘴中高速喷射出来，形成一股 能量高度集中的液流，直接破坏土 体，喷射过程中，钻杆边旋转边提 升，使浆液与土体充分搅拌混合， 在土中形成一定直径的柱状固结体， 从而使地基得到加固。
拌桩，只有在搅拌桩难以 施工的地层使用旋喷桩。
6.1 概
述
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重力式水泥土墙依靠墙体自重、 墙底摩阻力和墙前被动土压力来 稳定墙体，以满足墙体的整体稳 定、隆起稳定、滑移稳定以及渗 流稳定并控制墙体的变形。 墙体破坏形式：
墙体滑移； 墙体倾覆； 沿墙体以外土体中某一滑动面的土体整体滑动； 墙下地基承载力不足而使墙体下沉并伴随基坑隆起； 地下水下渗流破坏LOGOFra bibliotek.4 SMW工法
型钢水泥土墙：
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具有重力式水泥土墙的优点，又同时具有良好的结构稳定 性（抗压、抗拉、抗弯、抗剪）。 挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕，可以配合多道支撑 应用于较深的基坑。 此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙， 在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等材 料，则成本大大低于地下连续墙。 考虑成桩质量，目前型钢水泥土搅拌墙的搅拌桩多采用三 轴水泥土搅拌桩。
LOGO
6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 3. 整体圆弧滑动稳定性演算
当墙底以下存在软弱下卧层时， 稳定性验算的滑动面应包括圆弧与 软弱土层面组成的复合滑动面。
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6.3 重力式水泥土墙设计计算
一、墙体嵌固深度和墙身宽度 4. 抗隆起稳定性演算
5. 抗渗流稳定性演算 同支挡式结构
构宽度内，不需整个土体都进行搅拌加固，可按一定间距 将土体加固成相互平行的纵向壁，再沿纵向按一定间距加
固肋体，用肋体将纵向壁连接起来。
壁状
格栅状
6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
1.平面布置
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格栅的面积置换率：水泥土面积与水泥土墙面积的比值。
淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般粘性土及
砂土不宜小于0.6；格栅内侧长宽比不宜大于2。 每个格栅内的土体面积应符合下式要求：
A
cu
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6.3 重力式水泥土墙设计计算
三、平面和竖向布置
2.竖向布置
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水泥土挡墙支护结构断面形式
6.3 重力式水泥土墙设计计算
四、构造与施工要求
1.桩体搭接 2.水泥浆液及注浆 3.水泥掺入比 4.外掺剂 5.无侧限抗压强度 6.其它构造措施
墙体需要一定的厚度和嵌固深度，占地面积较大，水
泥用量也较大。 由于墙体体量较大，施工过程中可能导致周边土体产 生隆起或侧移。 抗拉、抗弯和抗剪承载力存在不足。
水泥土养护期需要28天以上，一般不能立即开挖土方
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 1.概述：水泥土搅拌桩是利用 水泥土搅拌机，钻进地基土一 定深度后，喷出水泥浆液，将 钻孔深度内的地基土与浆液强 行拌合，使软土硬结成具有整 体性、水稳定性和一定强度的 桩体。
第6章 重力式水泥土墙
LOGO
6.1 概
的重力式支护结构。
述
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重力式水泥土墙：是指由水泥土桩相互搭接成格栅或实体
功能：即可单独作为一种支护方式；也可作为其他挡土结 构的止水帷幕。
6.1 概
主要构件：水泥土桩 成桩工艺： 搅拌桩 高压旋喷桩 鉴于造价问题，在基坑支
述
LOGO
护结构中，较多地使用搅
抗剪强度：
0 f Vk S
Itw
fv
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
2.型钢的插入深度和水泥土桩的长度
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型钢：受力构件，插入深度由重力式墙稳定性演算确定。 水泥土搅拌桩：止水帷幕，由抗渗条件确定。 同时满足：水泥土桩的长度大于型钢长度。
6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
6.2 水泥土桩
一、搅拌桩 3.水泥土的物理力学性质
水泥土的力学性质
LOGO
1）无侧限抗压强度：水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～ 4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。影响因素 有：水泥掺入比、水泥强度、龄期、含水量、有机质含量、 外掺剂、养护条件及土性等。
2）抗剪与抗拉强度：水泥土的抗剪强度可取无侧限抗压 强度的1/6，抗拉强度可取qu的0.15倍。
3.型钢的布设方式及间距
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6.4 SMW工法
二、型钢水泥土墙设计
3.型钢的布设方式及间距 型钢间距越大，型 钢之间素水泥土需 承担的局部剪应力 越大，需进行相应 的受剪承载力演算
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6.2 水泥土桩
二、旋喷桩
旋喷桩施工中一般 分为两个工作流程， 即先钻后喷，再下 钻喷射，然后提升 搅拌，保证每米桩 浆土比例和质量。
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6.2 水泥土桩
二、旋喷桩 按注浆工艺：单重管法、双重管法、三重管法
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单管 （浆液）
双管 （内浆外气）
三重管 （气、水、浆）
6.2 水泥土桩