水泥土桩墙

另外,在墙体倾覆转动点由墙趾向墙踵方向的移动 过程中,抗倾覆稳定系数Kq会因绕墙趾的抗倾覆力矩 转化为倾覆力矩而降低。这就是按经典的朗肯土压力 理论计算的抗倾覆稳定系数虽然很大,但挡土结构位 移仍然很大的原因。
水泥土桩墙抗倾覆稳定系数计算图
工程实例：
重庆轨道交通环线渝鲁站~五里店站区间隧道基 坑明挖与暗挖处设计采用桩板挡墙支护结构。下面 拟在适用范围内，采用水泥土桩墙挡土结构进行有 限分析，比较与桩板挡墙支护结构的差异。
现有的水泥土桩墙挡土结构抗倾覆稳定 验算方法并不能真实地反映这种支挡结构 实际的抗倾覆稳定能力。为此,在计算Kq时 ,对朗肯土压力理论需要进行改进:
第一,墙体两侧与土体之间的摩擦力要考虑。
第二,墙体后侧的主动土压力采用矩形土压力模式, 即在基坑开挖面以下主动土压力强度不再发生变化。
采用这样的计算模式是基于下面的考虑:
2.水泥土桩墙支护工艺适用 于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、粉质粘土、 粉土等土层；可直接作为基坑开挖重力式围护结构，用 于较软土的基坑支护时深度不宜大于6m，对于非软土的 基坑支护，支护深度不宜大于l0m，止水帷幕则受到垂直 度要求的控制。
搅拌桩的平面布置形式
（a）柱式，正方形排列或三角形排列； （b）块式； （c）壁式，带肋或不带肋； （d）格栅；（e）拱式
水泥土桩墙 挡土结构
主讲: 胡治东
概念：
水泥土桩墙，是深基坑支护 的一种，指依靠其本身自重和 刚度保护基坑土壁安全。一般 不设支撑，特殊情况下经采取 措施后可局部加设支撑。水泥 土桩墙分深层搅拌水泥土桩墙 和高压旋喷桩墙等类型，通常 呈格构式布置。
使用范围：
1.基坑侧壁安全等级宜为 二、三级；水泥土桩施工范 围内地基土承载力不宜大于 150kPa；基坑深度不宜大干 6m。
①挡土墙是先筑墙后填土,水泥土桩墙挡土结构是 先施工水泥土桩,再开挖基坑,土压力是从静止土压 力向主动土压力、被动土压力转化。 ②挡土墙后的填土一般为无粘性土或被看成是散体 的粘性土,而基坑工程中的土体有粘性土、粉土、砂 土等,它们是经过多年自然压实的土 ③墙体两侧与土体之间的摩擦力是宏观存在的,不能 忽略。
深层搅拌水泥土墙格栅式支护图
受力分析：
水泥土桩墙挡土结构必须满足抗倾覆稳定要求。 现行的抗倾覆稳定验算方法是采用经典的朗肯土 压力理论，沿用重力式挡土墙的方法：假定墙在 主动土压力作用下绕墙趾转动,求出各力对墙趾的 抗倾覆力矩及倾覆力矩,定义前者与后者之比为抗 倾覆稳定系数Kq,要求其不小于1. 5,即:
数值分析材料参数：
材料 素填土 泥岩 弹模 1.2e7 4e8 泊松比 0.35 0.3 密度 1800 2400 黏聚力 3000 7.5e5 内摩擦角 25 36
挡土板
方桩、冠梁 水泥土桩
2.55e9
3e10 2.55e9
0.2
0.22 0.2
2450
2500 2450
/
/ /
/
/ /
数值分析单元选取：
因为墙前土体被开挖后,在基坑开挖面以下的土体 中会存在残余应力,这部分残余应力对墙前的被动土 压力是有影响的,如果不考虑它,就会使Kq中的稳定力 矩偏小;在主动侧采用矩形土压力模式后,减小了Kq中 的倾覆力矩,从而在一定程度上弥补了不考虑残余应 力的不百度文库。
可能的失稳情况：
水泥土桩墙挡土结构在重力和主动土压力的作 用下,如果不发生强度破坏,其失稳的一般形态可 能兼有滑动、沉陷及倾覆三者。 际上,若墙体顶部没有附加超载,考虑到墙体重度 与土体重度相差无几,可以不考虑墙体沉陷过大造 成的失稳。对于墙体平移造成的滑动失稳,由于其 机理比较简单,验算方法明确,通过采用相应的措施, 完全可以避免这类现象的发生。
相对而言,墙体的倾覆失稳机理就要复杂得多。 挡墙 的倾覆失稳有三种可能情况:
水泥土桩墙倾覆失稳机理
1.绕墙趾倾覆(图b)，当墙下地基土较坚硬,墙体具有 足够抗滑能力时,可能会出现这种情况。 2.绕墙踵倾覆(图c)，当墙下土体很软时可能会出现 这种情况。 3.绕墙底下某一点转动倾覆(图d)。 在墙体转动过程中转动点会逐渐由墙趾向墙踵方向 移动。 由此分析可以看到,刚性挡土结构的倾覆转动不仅与 墙体前后的土体性质有关,而且与墙底土体性质也密切 相关。
（1）挡土桩、冠梁：beam188 （2）喷射混凝土：shell43 （3）围岩：solid45
桩板挡墙支护 自重竖向位移云图
水泥土桩墙结构 自重竖向位移云图
开挖后X方向位移云图
开挖后X方向位移云图
开挖后竖向位移云图
开挖后竖向位移云图
桩板挡墙支护 桩板X方向位移云图
水泥土桩墙结构 水泥土桩墙X方向位移云图
采用上式计算水泥土桩墙挡土结构抗倾覆稳定系数Kq 有两个条件:
(1)墙体前后的被动、主动土压力的计算采用经典的朗肯 土压力理论。朗肯土压力理论假定:墙背光滑,即支挡结 构与土体之间没有摩擦力。由于没有考虑摩擦力,求得的 主动土压力偏大,被动土压力偏小。 (2)墙体倾覆破坏时只是绕墙趾转动倾覆。朗肯土压力 理论是为当时的挡土墙而建立的,水泥土桩墙挡土结构 与挡土墙是有区别的,具体表现在: