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1、水泥土墙 （案例）第1页/共35页水泥土搅拌桩围护结构的设计水泥土搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成，抗压强度远大于抗拉强度。一般采用水泥土搅拌桩作围护结构以“重力式”挡墙为宜。常用的布置形式如下图所示。第2页/共35页6.2 支护结构计算支护结构可分为两类：重力式支护结构非重力式支护结构重力式包括深层搅拌水泥土桩挡墙旋喷桩帷幕墙非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等。第3页/共35页包括 强度破坏 稳定性破坏。强度破坏（非重力式）a 拉锚破坏或支撑压曲 地面荷载增加过多、一 非重力式支护结构挡墙的破坏土压力过大使拉杆断裂，或锚固失败、腰梁破坏、内支撑受压失稳
2、。第4页/共35页 b 支护墙体底部走动支护墙入土深度不够或挖土过深以及水的冲刷均可产生这种破坏。需正确的计算入土深度 第5页/共35页C 支护墙的平面变形过大或弯曲破坏支护墙截面过小、土压力估不准、墙后增大量地面荷载或挖土超深，需准确计算最大弯矩值以验算截面。第6页/共35页非重力式支护结构的稳定性破坏 a 墙后土体整体滑动失稳拉锚的长度不够、软粘腿发生圆弧滑动，引起支护结构整体失稳。第7页/共35页b 挡墙倾覆c 坑底隆起如挖土深度大，由于卸土过多，在墙后土重及地面荷载作用下引起坑底隆起。第8页/共35页d 管涌在砂土区，当地下水较高坑较深时，在动水压力作用下，地下水绕过支护墙连砂土一同涌
3、入基坑。第9页/共35页二 重力式支护结构的破坏重力式支护结构的破坏包括强度破坏稳定性破坏其强度破坏主要是水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏，为此需验算最大剪应力处的墙身应力。第10页/共35页 重力式支护结构的稳定性破坏包括：1.倾覆2.滑移3.土体整体滑动失稳4.坑底隆起5.管涌第11页/共35页三 重力式支护结构计算（一）原理 重力式支护结构是依靠结构自身重力来维持极限平衡状态的。（二）荷载组合 1 土压力；2 重力式结构自重；3 地面超载包括：永久荷载、道路荷载、可变地下水位和施工荷载（施工机械荷载、材料堆放荷载）以及偶然荷载（地震荷载、人防荷载）。第12页/共35页墙体尺寸的确定抗倾覆
4、稳定计算抗滑移稳定计算整体验算抗渗验算墙体应力验算基底地基承载力验算格仓压力验算水泥土挡墙水平位移的计算水泥土挡墙的设计计算内容第13页/共35页(1)挡墙尺寸的确定嵌固深度确定采用圆弧滑动简单条分法第14页/共35页墙体厚度确定当水泥土墙底部位于碎石土或砂土时，墙体厚度设计值宜按下式确定当水泥土墙底部位于粘性土或粉土中时，墙体厚度设计值宜按下列经验公式确定：当按上述规定确定的水泥土墙厚度小于0.4h时宜取0.4h。第15页/共35页(2)倾覆稳定性验算(a).当水泥土墙底部位于碎石土或砂土时：第16页/共35页水泥土墙的重度对点A的弯矩标准值（kNm）；对矩形截面s-水泥土墙横断面重心到点A
5、的距离（m）。MEa-水泥土墙底以上主动侧水平荷载对点A的弯矩标准值（kNm）；MEp水泥土墙底以上被动侧水平荷载对点A的弯矩标准值（kNm）；Mw为水泥土墙底部水的浮力对点A的弯矩标准值（kN.m），当内外侧水位都在支护结构底部以下时，Mw=0；第17页/共35页(b).粉土及粘性土：第18页/共35页(3)抗滑移稳定性验算EEa-作用于挡土结构上的主动侧水、土压力（kN）；EEp-作用于挡土结构上的被动侧水、土压力（kN）；-挡土结构基底摩擦系数，第19页/共35页水泥土桩挡墙由于水泥掺量少，故将其看作提高了强度的部分土体，进行土体整体稳定性验算。R(4)整体滑动验算第20页/共35页(5
6、)坑底隆起验算开挖面以下墙体能起帮助抵抗地基土隆起的作用，宜假定土体沿墙体底面滑动，认为墙体底面以下为一圆弧，如图所示。产生滑动力的是 和q,抵抗滑动的则为土体抗剪强度。qzABOCDHE第21页/共35页土的抗剪强度：AB面上 应为水平侧压力，取第22页/共35页将滑动力矩与抗滑力矩分别对圆心O取矩，得第23页/共35页抗滑动力矩将上式积分并整理后得第24页/共35页抗隆起安全系数为达稳定，避免基坑隆起，必须满足 如要严格控制地面沉降，则需增加挡墙入土深度，或进行坑底土体加固，提高土体抗剪强度，使该系数达到1.52.0。第25页/共35页当基坑地下水的向上渗流力 时土颗粒处于悬浮状态，于是坑
7、底产生管涌现象。不发生管涌的条件应为：（6）管涌验算tj第26页/共35页（7）墙体截面应力验算压应力验算 拉应力验算 第27页/共35页6.36.3 水泥土墙 （构造）水泥土置换率0.60.8；格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100 200mm；插筋、面板、局部加墩；坑底加固。第28页/共35页第29页/共35页第30页/共35页第31页/共35页第32页/共35页实例计算绵阳某商业中心总建筑面积为绵阳某商业中心总建筑面积为38491.9m38491.9m2 2 其中地上其中地上8482.4m8482.4m2 2 ,地下地下10009.1m10009.1m2 2,基坑面积为基坑面积为5
8、200.3m5200.3m2 2,开挖深度开挖深度10.5m10.5m。采用先放坡开挖，然后用土钉支护。具体设计参数如下：采用先放坡开挖，然后用土钉支护。具体设计参数如下：地表堆载地表堆载20kPa20kPa。施工前先放坡。施工前先放坡,放坡角度为放坡角度为1.2m1.2m。基坑开挖。基坑开挖坡度为坡度为1 1：0.27 0.27（坡角为（坡角为7575）。）。0 0-4.5m-4.5m：粉土：粉土,=19kN/m=19kN/m3 3,c=6.6kPa,c=6.6kPa,=19,q,qsksk=60kPa=60kPa；-4.5m-4.5m以下为中密或密实卵石层，以下为中密或密实卵石层，=22k
9、N/m=22kN/m3 3,=45,q qsksk=180kPa=180kPa，首排土钉从放坡后地面以下，首排土钉从放坡后地面以下1.0m1.0m处开始布置，处开始布置，土钉竖直和水平间距均为土钉竖直和水平间距均为1.5m1.5m，土钉与水平面的夹角为，土钉与水平面的夹角为1515。拟设置拟设置6 6层土钉，呈梅花形布置。层土钉，呈梅花形布置。土钉之间采用喷射混凝土护壁，铺设土钉之间采用喷射混凝土护壁，铺设6200200双向钢筋网双向钢筋网片并用钢筋片并用钢筋22(l=400)固定，喷射细石混凝土面层厚度固定，喷射细石混凝土面层厚度,细细石混凝土的配合比为：水泥：砂：细石石混凝土的配合比为：水泥：砂：细石=1=1：2 2：2 2，并加入水，并加入水泥用量的泥用量的2 25%5%的速凝剂。的速凝剂。第33页/共35页土钉墙计算示意图如下：土钉墙计算示意图如下：(单位：单位：m)m)试确定土钉的长度和钢管最小壁厚。试确定土钉的长度和钢管最小壁厚。（拟采用外径（拟采用外径48mm48mm的钢管作为土钉，抗拉强度取的钢管作为土钉，抗拉强度取210MPa210MPa）第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页