文档介绍：第九节水泥土墙施工
一、水泥土墙的工艺原理及特点
水泥土墙是利用水泥材料为固化剂,采用特殊的拌合机械(如深层搅拌和高压旋喷机)在地基深处就地将原状土和固化剂强制拌合,经过一系列的物理化学反应,形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体,将其相互搭接,连续成桩形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙,用以保证基坑边坡的稳定。
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。
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。
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。
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。
二、水泥土墙构造
根据土质情况,基坑开挖深度及已往的经验,墙高L=(~)H,墙宽B=(~)H,H为基坑开挖深度。
为了充分利用水泥土桩组成宽厚的重力式挡墙,常将水泥土墙布置成格栅式。为保证墙体的整体性,特规定了各种土类的置换率,即水泥土面积与水泥土墙挡土结构面积的比值。淤泥呈软流塑状,土的指标比较差,;淤泥质土次之,;其他土质如黏土、。计算面积时以桩中心计算面积。同时,为了保证格栅的空腔不至于过于稀疏,规定格栅的格子长宽比不宜大于2。水泥土墙的平面类型见图3-92。
图3-92 水泥土墙的平面类型
为增强墙体的整体性,在墙顶浇筑厚度不小于150mm的混凝土压顶。一般在压顶内配ф******@150mm的双向钢筋网。同时,在每根桩的桩顶预留一根直径为10mm的插筋插入压顶。墙体的厚度及嵌入深度应根据工程地质条件由计算确定。当基坑开挖深度小于5m时,一般可按经验选取墙厚等于(~)H,在开挖面以下嵌入深度为(~)H,H为基坑开挖深度。当墙体变形不能满足要求时,宜采用基坑土体加固或水泥土墙顶插筋加混凝土面板等措施。
根据使用要求和受力特性,搅拌桩的水泥土墙挡土结构的断面型式如图3-93。
图3-93 水泥土挡墙支护结构断面形式
三、水泥土墙设计
水泥土墙的设计,应包括:方案选择;结构布置;结构计算;水泥掺量与外加剂配合比确定;构造处理;土方开挖;施工检测。如图3-94为水泥搅拌桩的计算模式图。
水泥土墙的设计步骤如下:
(1)根据管涌或土体整体稳定性安全系数条件确定水泥土墙的嵌固深度,据分析表明,根据整体稳定求得的嵌固深度已满足了抗隆起条件;
(2)根据抗倾覆条件确定水泥土墙的宽度,此宽度在一般情况也将满足抗滑稳定条件;
(3)特殊条件下(如各土层性质变化较大)进一步验算抗隆起及抗滑移安全条件;
(4)验算水泥土墙强度(可按弹性支点法计算弯矩)
四、水泥土墙施工
(一)施工机具
(1)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。
(2)配套机械
主要包括灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵。
(二)施工工艺
深层搅拌水泥土挡墙的施工工艺流程如图3-95所示。
(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。