第7章 水泥土重力式挡土墙支护
基坑工程 水泥土重力式挡墙施工
基坑工程水泥土重力式挡墙施工水泥土重力式挡墙是用于加固软黏土地基的一种围护方法。
它是利用水泥材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌形成连续搭接的水泥土柱状加固体，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的挡土、防渗墙，从而提高地基强度和增大变形模量。
1施工机械与设施水泥土重力式挡墙施工机械种类繁多。
按机械传动方式可分为转盘式和动力头式；按喷射方式可分为中心管喷浆和叶片喷浆方式；按搅拌轴数量可分为单轴、二轴和三轴深层水泥土搅拌机。
水泥土搅拌机的配套设备有灰浆搅拌机、灰浆泵、冷却水泵、输浆胶管等，其型号、规格、性能等应与搅拌机匹配。
2施工准备1材料和设备准备(1)重力式水泥土墙可采用不同品种的水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥及其他品种的水泥，也可选择不同强度等级的水泥，要求水泥新鲜无结块。
(2)重力式水泥土墙所用砂子为中砂或粗砂，要求含泥量小于5%,搅拌用水不得影响水泥土的凝结与硬化，水泥土搅拌用水中的物质含量限值可参照素混凝土的要求。
(3)采用二轴水泥土搅拌机时，水泥掺量通常为12%s14%;采用三轴水泥土搅拌机时，水泥掺量通常为20%左右；采用高压喷射注浆法时，水泥掺量通常为25%~30%左右。
水泥掺量以每立方加固体所拌和的水泥重量与土重之比计算。
为改善水泥土性能或提高早期强度，宜加入粉煤灰、木质素磺酸钙、碳酸钠、氯化钙、三乙醇胺等外掺剂。
木质素磺酸钙减水剂的掺量一般为0∙2%s0.5%,碳酸钠为0.2%〜0.4%,氯化钙为2%~5%,三乙醇胺为0.05%~0.2%°水泥浆液的水灰比TS为0.50-0.60。
(4)施工前应确定搅拌机械灰浆泵输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数。
施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。
施工机械必须具备良好及稳定的性能,所有机具开机之前应进行检修、调试，检查机器运行和输料管畅通情况，经验收合格后方可开机。
重力式挡土墙
重力式挡土墙在土木工程领域，重力式挡土墙是一种常见且重要的结构，它在维持土体稳定、防止滑坡和保护建筑物等方面发挥着关键作用。
重力式挡土墙，顾名思义，主要依靠自身的重力来抵抗土体的压力，保持边坡的稳定。
这种挡土墙通常由石块、混凝土或砖块等材料砌成，具有结构简单、施工方便、成本较低等优点。
重力式挡土墙的工作原理其实并不复杂。
当土体对挡土墙施加压力时，挡土墙依靠自身的重量和与地基之间的摩擦力，将压力传递到地基深处，从而达到平衡和稳定的状态。
为了增加挡土墙的稳定性，其底部通常会加宽，形成一个较大的基础。
在设计重力式挡土墙时，需要考虑多个因素。
首先是土体的性质，包括土体的类型、密度、内摩擦角和黏聚力等。
不同类型的土体对挡土墙的压力是不同的，因此需要准确了解土体的特性，以便进行合理的设计。
其次是挡土墙的高度和坡度。
较高的挡土墙需要更大的自重和更稳固的基础来抵抗压力。
坡度的选择也会影响挡土墙的稳定性和经济性。
此外，还需要考虑环境因素，如地震、地下水、气候条件等。
在地震多发地区，挡土墙的设计需要考虑抗震性能；地下水的存在可能会影响地基的承载力和挡土墙的稳定性，需要采取相应的排水措施；气候条件则可能会对挡土墙的材料产生影响，如寒冷地区需要考虑材料的抗冻性能。
重力式挡土墙的施工过程也有一定的讲究。
首先要进行地基处理，确保地基具有足够的承载力和稳定性。
然后按照设计要求进行砌石或浇筑混凝土，施工过程中要保证材料的质量和施工工艺的规范性。
在砌石时，石块之间要紧密咬合，砂浆要饱满；浇筑混凝土时，要保证混凝土的配合比和振捣质量。
同时，要设置排水设施，及时排除墙后的积水，减少水压力对挡土墙的影响。
重力式挡土墙在实际工程中有广泛的应用。
在道路工程中，它可以用于填方路段的边坡支护，防止土体滑坡和坍塌，保障道路的安全；在水利工程中，可用于河堤、渠道的护坡，保护水利设施的稳定；在建筑工程中，可用于地下室的外墙、边坡的支护等。
然而，重力式挡土墙也并非完美无缺。
(优选)基坑支护水泥土重力式挡墙
连拱式水泥土挡墙支护结构
连拱式支护结构是一种组合空间结构，其原理是 将水土压力产生的拉弯力转化为沿拱轴方向的轴压力， 这样可以利用水泥土受压强度较高的特性，充分发挥 材料的作用，节省钢材，从而节省工程投资。而且这 一结构其截面惯性矩和抗弯刚度远大于壁状布置，因 而受力可靠，变位相对较小。
csz
0.06 fcs
另外，还需进行抗隆起、抗渗验算。
水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截 水要求确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不 宜小于150mm；考虑截水作用时，搭接宽度不宜小 于100mm。
h
E p (W u)tgcu Ccu B
Ea Ew
4.整体稳定性计算
K cili (qibi Wi ) cositgi (qibi Wi ) sini
5.墙体厚度计算与墙身应力验算 ⑴墙体厚度计算与墙身应力验算
水泥 土墙 底部 位于 碎石 土或 砂土
B
10 (1.2 0 M Ea M Ep )
5 cs(h hd ) 2 0 w (2h 3hd hwp 2hwa )
水泥 土墙 底部 位于 粘性 土或 粉土
B 2(1.2 0 M Ea M Ep )
cs (h hd )
⑵墙身应力验算 JGJ120－99验算规定
a.压应力验算
1.25
0
cs
z
M W
fcs
b.拉应力验算
M W
2.抗倾覆计算
t
M Ep
W
B 2
ulw
M Ea M w
∑MEP、∑MEa－分别为被动土压力与主动土压力绕墙 前趾A点的力矩和；∑Mw－墙前与墙后水压力对A点 的力矩之和；u－作用于墙底面上的水浮力；lw－水 浮力合力作用点距A点距离；γt－倾覆稳定抗力分项 系数。
水泥土重力式挡土墙的设计与施工
水泥土重力式挡土墙的设计与施工1慨述1.1水泥土重力式围护墙的慨念水泥土重力式围护墙是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
1996 年 5 月在日本东京召开的第二届地基加固国际会议上，这种加固法被称为 DMM 工法（Deep Mixing Method)。
我国《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002)称之为深层搅拌法（简称“湿法”），并启用了“水泥土”这一专用名词。
上海市《地基处理技术规范》（DBJ08-40-94)称之为水泥土搅拌法。
本手册将采用这种加固法、连续搭接施工所形成的挡土墙定名为水泥土重力式围护墙。
将水泥系材料和原状土强行搅拌的施工技术，近年来得到大力发展和改进，加固深度和搅拌密实性、均匀性均得到提高。
目前常用的施工机械包括：双轴水泥土搅拌机、三轴水泥土搅拌机、高压喷射注浆机。
由于施工工艺的不同，形成目前常用的水泥土重力式围护墙。
水泥土搅拌桩是指利用一种特殊的搅拌头或钻头，在地基中钻进至一定深度后，喷出固化剂，使其沿着钻孔深度与地基土强行拌和而形成的加固土桩体。
固化剂通常采用水泥浆体或石灰浆体。
高压喷射注浆是指将固化剂形成高压喷射流，借助高压喷射流的切削和混合，使固化剂和土体混合，达到加固土体的目的。
高压喷射注浆有单管、双重管和三重管法等，固化剂通常采用水泥浆体。
1.2水泥土的发展与现状搅拌法原是我国及古罗马、古埃及等文明古国，以石灰为拌合材料，应用最早而且流传最广泛的一种加固地基土的方法。
例如，我国房屋或道路建设中传统的灰土垫层(或面层)，就是将石灰与土按一定比例拌合、铺筑、碾压或夯实而成；又如万里长城和西藏佛塔以及古罗马的加普亚军用大道、古埃及的金字塔和尼罗河的河堤等，都是用灰土加固地基的范例。
应用水泥土较早的一些国家，如日本约始于1915年，美国约始于1917年。
随后，许多国家纷纷将水泥土用于道路、水利等工程。
深基坑开挖支护方案二重力式水泥土墙支护
深基坑开挖支护方案二重力式水泥土墙支护一、方案介绍：重力式水泥土墙支护是指利用水泥土的重力作用，结合钢筋混凝土挡墙的受力原理，进行深基坑开挖的支护工作。
该方案适用于较深的基坑开挖，具有施工简单、成本低廉等优点。
二、方案设计：(一)墙体结构设计1.墙体类型：采用重力式水泥土挡墙结构形式。
2.墙体材料：主要由水泥、砂、石子等原材料组成的水泥土。
3.墙体厚度：根据基坑深度和土质情况，确定墙体厚度，一般不小于0.6m。
4.墙体高度：根据基坑深度和土质情况，确定墙体高度，一般不超过5m。
5.墙体坡度：根据土质情况确定，一般采用1:1.5的坡度。
6.墙体钢筋：为增强墙体的承载能力和抗倾覆能力，设置钢筋筋框。
(二)墙体施工步骤1.土方开挖：根据基坑的深度和土质情况，进行土方开挖。
2.墙体基础施工：在基坑底部开挖出一定深度的基础沟槽，然后在沟槽中铺设一层砼做为墙基，进一步增加基坑的稳定性。
3.墙体施工：在基础沟槽上增设模板，然后进行水泥土墙体的浇筑。
浇筑完后及时进行养护，保证墙体的强度和稳定性。
4.钢筋连接：在水泥土墙体中设置钢筋筋框，通过焊接或扣件等方式进行连接。
5.后填土施工：待水泥土墙体达到设计强度和稳定性后，依次进行后填土工作。
6.墙体顶部处理：根据需要，可对墙体顶部进行加固处理，增加墙体的抗倾覆能力。
(三)墙体监测和加固1.墙体监测：在施工过程中，应进行墙体的实时监测，及时掌握墙体变形和应力情况。
2.墙体加固：若墙体变形或应力超过设计要求，应根据实际情况进行墙体的加固处理。
三、安全措施：1.施工现场应设置相应的警示标志，确保人员和车辆安全进出。
2.施工期间，应加强人员的安全教育和培训，提高他们的安全意识。
3.随时关注天气变化，遇到大风、暴雨等恶劣天气时，应立即停止施工。
四、方案评估：重力式水泥土墙支护方案具有简单、成本低廉等优点，适用于较深的基坑开挖。
但由于其受到水泥土墙自身重力的限制，适用于较小规模的基坑开挖，如果基坑较大，应考虑采用其他支护措施。
《重力式挡土墙》课件
重力式挡土墙的 维护与加固
重力式挡土墙的日常维护
定期ห้องสมุดไป่ตู้查：检查挡土墙的稳定性、裂缝、变形等情况 清理杂物：清除挡土墙上的杂物、杂草等，保持清洁 排水设施：检查排水设施是否畅通，防止积水对挡土墙造成影响
加固措施：根据挡土墙的实际情况，采取相应的加固措施，如增设支撑、加固墙体等
重力式挡土墙的加固方法
回填土：在 墙体砌筑完 成后进行回 填土，确保 墙体稳固
排水设施： 在墙体砌筑 完成后进行 排水设施的 安装，确保 墙体稳固
检查验收： 在施工完成 后进行检查 验收，确保 墙体稳固
重力式挡土墙的质量控制
原材料质量控制：确保混凝土、钢筋等原材料的质量符合设计要求 施工工艺控制：严格按照设计图纸和施工规范进行施工，确保施工质量 施工过程监控：对施工过程中的关键环节进行监控，及时发现并纠正质量问题 竣工验收：对重力式挡土墙进行竣工验收，确保其质量和安全性符合设计要求
缺点：占地面积大， 对地基要求高，不 适用于软土地基， 对环境影响较大
优点：可以适应各 种地形，可以承受 较大的土压力，可 以防止滑坡和崩塌
缺点：需要定期维 护，容易受到雨水 侵蚀，使用寿命较 短
重力式挡土墙的 设计与施工
重力式挡土墙的设计要点
墙体材料：选择强度高、耐久性好的材料 墙体高度：根据土压力和地基承载力确定 墙体厚度：根据土压力和地基承载力确定
重力式挡土墙的安全管理措施
定期检查：定期对挡土墙进行安全 检查，及时发现安全隐患
排水系统：确保排水系统畅通，防 止积水对挡土墙造成破坏
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
加固措施：对挡土墙进行加固，提 高其稳定性和安全性
监测系统：建立监测系统，实时监 测挡土墙的变形和位移情况，及时 发现异常情况
重力式挡土墙 ppt课件
3. 泄水孔间距一般为2~3M，上下交错设置。最下排泄水孔的底部应高出 墙趾前地面0.3m；当为路堑墙时，出水口应高出边沟水位0.3m：若为 浸水挡土墙．则应高出常水位以上0.3m，以避免墙外水流倒灌。
理位置。当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数量相近，其基础情况亦相仿时， 宜做路肩，因为采用路肩墙可减少填方和占地；但当路堤墙的墙高或圬工 数量比路肩墙显著降低，且基础可靠时，则宜做路堤墙。浸水挡土墒应结 合河流情况布置，以保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。山坡 挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定 性。 2．确定断面形式，绘制挡土墙横断面图 不论是路堤墙，还是路肩 墙．当地形陡峻时，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦时，则可采用仰斜 式。对路堑墙来说，宜采用仰斜式或折线式。 挡土墙横断面图的绘制，
选择在起讫点、墙高最大处、墙身断面或基础形式变异处，以及其他必须 桩号处的横断面图上进行。根据墙身形式、墙高和地基与填料的物理力学 指标等设计资料，进行设计或套用标准图，确定墙身断面尺寸，基础形式 和埋置深度，布置排水设施，指定墙背填料的类型等。
2021/3/30
21
(二)纵向布置
纵向布置主要在墙趾纵断面图上进行，布置后绘制挡土墙正面图。
② 地基有短段缺口(如深沟等)或挖基因难(如局部地段地基软弱等)， 可采用拱形基础。
③ 当地基为软弱土层，如淤泥、软粘土等，可采用砂砾、碎石、矿渣 或石灰土等材料予以换填，以扩散基底压应力，使之均匀地传递到 下卧软弱土层中。
2021/3/30
13
2．基础埋置深度
重力式水泥土挡墙
重力式水泥土挡墙【1】一般规定1、周边环境条件较好，无特殊保护要求且基坑开挖深度不大于5m时，可采用重力式水泥土挡墙支护结构。
2、水泥宜采用强度等级不低于P.O42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥掺入比应根据土质条件确定，且不宜小于15%。
淤泥和淤泥质土中应提高水泥掺量或掺加外加剂。
3、水泥土28天无侧限抗压强度标准值不宜小于0.5MPa。
4、软弱土层有机质含量较高时，应通过试验确定重力式水泥土挡墙的适用性。
【2】设计1、重力式水泥土挡墙的计算应包括如下内容：抗倾覆稳定验算、抗滑移稳定验算、整体稳定验算、抗坑底隆起稳定验算、抗渗流稳定验算以及水泥土墙身强度、墙下地基承载力验算等。
2、重力式水泥土挡墙进行正截面应力验算时，计算截面应包括以下部位：（1）基坑面以下主动、被动土压力强度相等处；（2）基坑底面处；（3）水泥土墙的截面突变处。
3、重力式水泥土挡墙墙顶的侧向位移量，可采用数值分析方法或工程类比法进行估算。
【3】构造1、重力式水泥土挡墙宜采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式，也可采用水泥土搅拌桩相互搭接形成的格栅状结构形式。
桩间搭接不宜小于150mm。
2、重力式水泥土挡墙采用格栅形式时，其截面置换率宜为0.6~0.8，且纵向墙肋净间距不宜大于1.3m，横向墙肋间净距不宜大于1.8m。
3、当需要增强墙身的抗拉性能时，可在水泥土桩内插入杆筋。
杆筋可采用钢筋、钢管或毛竹等。
杆筋的插入深度宜大于基坑深度。
4、重力式水泥土挡墙顶面宜设置与挡墙宽度一致的钢筋混凝土压顶板，板厚不宜小于200mm，且宜用插筋与前后排桩连接，插筋上端锚入压顶板，下端插入水泥土挡墙中不应小于1m。
放坡【4】一般规定1、当场地及环境条件允许，经验算能保证土坡稳定时，可采用放坡开挖。
2、当采用上部放坡，下部设置其它支护结构的形式时，放坡设计应考虑下部支护结构的变形对其稳定及变形控制的不利影响。
3、放坡开挖应做好坑边的截流和坑内外排水措施，必要时可采取降水措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
按搅拌机械的类型，可分为高压旋喷桩墙和搅 拌墙，高压旋喷桩墙由高压旋喷桩机施工，搅 拌墙由搅拌机施工。搅拌墙按搅拌机轴数的不 同，又可分为单轴、双轴及三轴搅拌桩墙，分 别由单轴、双轴和三轴搅拌机施工。 按墙体是否插筋可分为加筋和非加筋（加劲和 非加劲），插筋材料可为钢筋、钢管、型钢或 毛竹等。 按平面布置可分为壁状布置、锯齿形布置、格 栅状布置，最常见的布置形式为格栅状布置。 按竖向布置可分为等断面布置、台阶形布置， 常见的布置形式为等断面布置。
3.环境条件 水泥土重力式围护墙在施工过程中周边土体会产 生一定的隆起或侧移，且在基坑开挖阶段墙体的 侧向位移较大，会使坑外一定范围的土体产生沉 降和变位。
水泥土重力式挡土墙支护结构的特点如下： （1）施工方便。 （2）工程造价低。 （3）施工进度快。 （4）防渗性能好。 （5）加固后的土体重度基本不变，对软弱下卧 层不致产生附加沉降。 （6）适用范围有限，搅拌桩对土层地质条件要 求较高，对于土质条件较差的土层，水泥土重力 式挡土墙应慎重采用。 （7）与有支撑支护结构相比，重力式围护基坑 周围地基变形较大，对邻近建筑物或地下设施影 响较大。
水泥土重力式挡土墙是以水泥系材料为固 化剂，通过高压旋喷或搅拌机械将固化剂 和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥 土柱状加固体挡土墙，靠挡土墙自身的强 度抵抗水土压力。
1.基坑开挖深度 基坑的开挖深度越深，墙体的侧向位移就越大， 墙体宽度就越宽，造价就越高，根据经验，当基 坑挖深不超过7m时，可考虑采用水泥土重力式 挡土墙支护，当周边环境要求较高时，基坑开挖 深度宜控制在5m以内。 2.地质条件 水泥土搅拌桩和高压旋喷桩在淤泥质土、含水量 较高而地基承载力小于120KPa的黏土、粉土、砂 土等软土地基中施工效果较好；对于地基承载力 较高、黏性较大或较密实的黏土或砂土，可采用 先行钻孔套打、添加外加剂或其他辅助方法施工。
1.水泥土重力式挡土墙的嵌固深度 2.水泥土重力式挡土墙的宽度 3.水泥土重力式挡土墙的稳定性验算 4.水泥土重力式挡土墙的内力分析与应力验算 5.水泥土重力式挡土墙支护结构的变形计算
1.整体稳定破坏、基底土隆起破坏、墙 趾外移破坏 2.倾覆破坏、滑移破坏 3.地基承载力破坏 4.强度破坏
1.设计原理 水泥土重力式挡土墙作为一种支护结构形式， 是依靠墙体自重、墙底摩阻力和墙前坑底被 动区的水土压力（被动区土体抗力），来满 足水泥土墙的抗倾覆稳定、抗滑移稳定；通 过合理的嵌固深度D以满足基坑抗隆起、整 体稳定、抗流土、抗管涌、墙底地基承载力 等稳定要求；并通过合适的墙体宽度B的确 定使水泥土重力式挡土墙墙身应力和墙体变 形满足要求，保证地下室或地下工程的施工 及周边环境的安全。
2.水泥土的主要物理力学指标（设计基本参数） 工程实践中，水泥土的主要物理力学指标可 按以下原则确定： （1）水泥土的重度。 （2）水泥土的抗压强度。 （3）水泥土的抗拉、抗剪强度。 （4）变形模量。 （5）渗透系数。
3.被动区加固土层物理力学指标的确定 在软土基坑中，被动区加固常用于水泥土重 力式挡土墙支护结构的工程实践中。用于加 固被动区土体的方法有坑内降水、水泥搅拌 桩、高压旋喷、压密注浆、人工挖孔桩、化 学加固法。其中较为常用的是水泥搅拌桩， 该方法较为经济且加固质量易于控制。必须 一提的是尽管被动区局部加固法已在深基坑 支护工程广泛采用熟的设计计算方法， 常用的是有限元法、复合参数法。
（3）平面设计时应尽量避免出现内折角（阳 角），这是由于水泥土重力式挡土墙的侧向约束 有限，基坑阳角处变形较大。 （4）由于空间效应作用，基坑的四角或阴角处， 其应力分布较为复杂，横向剪应力大且可能出现 纵向拉应力，该处水泥土墙宜采用壁状布置，加 强其整体性及受力性能。 （5）当基坑开挖深度较大或坑底分布有深厚的 软土时，可考虑采用被动区加固的技术措施，被 动区的平面布置形式应结合主体结构基础的类型 及布置方案进行，以避免对主体结构基础的影响。
1.围墙的平面布置 典型的水泥土重力式挡土墙平面布置一般有壁状 布置、锯齿形布置、格栅状布置等形式。 2.围墙的竖向布置 典型的水泥土重力式挡土墙竖向布置一般有等断 面布置、台阶形布置等形式。
水泥土重力式挡土墙支护结构总体布置应 遵循以下原则： （1）根据基坑周边建（构）筑物的分布 情况及其结构、基础等特点，初步确定各 部位（区域）水泥土重力式挡土墙支护结 构的变形控制标准。 （2）由于空间的约束作用，总体上基坑 的变形呈四角（阴角）小、边线的中间大、 阳角处大的特点。