文档介绍：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:
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。
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
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:
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:
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。
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:
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
力的不足。
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。
可能的失稳情况:
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。