地铁明挖法桩围护结构施工

二、围护结构施工地下连续墙深层搅拌桩排桩支护土钉墙单元二、明挖法施工一、概述1.水泥上搅拌法的概念水泥上搅拌法是适用于加固饱和粘性土和粉土等地基的一种方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体件、水稳性和一定强度的水泥加固土—水泥土，从而提高地基土强度和增大变模。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体或石灰和地基土搅拌。深层搅拌桩2.水泥固化剂水泥土搅拌法分为深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。3.适用条件水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30％（黄土含水量小于25%）、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。一般认为用水泥作加固料，对含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好；而对含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土以及有机质含量高，pH值较低的粘性土加固效果较差。4.石灰固化剂石灰固化剂一般适用于粘土颗粒含量大于20%，粉粒及粘粒含量之和大于35%，粘土的塑性指数大于10，液件指数大于0.7，土的pH值为4～8，有机质含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土质加固。5.水泥土搅拌法加固软土其独特优点最大限度地利用了原土；搅拌时施工，对原有建筑物影响很小；根据地基土的不同性质和工程要求，可以合理选择固化剂的类型及其配方，设计灵活；搅拌时无振动、无污染、无噪音，可在市区内和密集建筑群中施工；加固后土体的重度基本不变，不会产生附加沉降；与钢筋混凝土桩基相比，降低成本的幅度较大；可根据上部结构的需要，灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式。二、加固机理（一）水泥的水解和水化反应水泥遇水后，其颗粒表面的矿物很快与水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。其中前二种化合物溶于水，使水泥颗粒表面暴露出来，再与水作用，逐渐使溶液达到饱和，新生成物便以胶体析出，悬浮于溶液形成凝胶体。（二）离子交换和团粒化作用粘土与水结合即表现胶体特征，如土中含量最多的二氧化硅与水形成硅酸胶体，其表面带有Na+或K+，和水泥水化生成的氢氧化钙中的Ca2+进行当量吸附交换。使较小的土颗粒形成较大的土团粒；由于其产生了很大的比表面能，可使较大的土粒进一步联合，形成水泥土团粒结构，并封闭各土团的空隙，形成坚固的联结，从而使土体强度提高。（三）硬凝反应随着水泥水化反应的深入，深液中析出大量的Ca2+，当其数量超过离子交换需要量后，则在碱性环境中，与组成粘土矿物的二氧化硅和三氧化二铝的一部分或大部分进行化学反应：逐渐生成了不溶于水的稳定结晶化合物，其在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。（四）碳酸化作用水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应：生成不溶于水的碳酸钙，能使水泥土的强度增长，但速度较慢，幅度较小。水泥和软土搅拌越充分，混合越均匀，则水泥土强度的离散性越小，宏观的总体强度也越高。三、水泥土的物理力学性质（一）、水泥土的物理性质1.重度水泥土的重度仅比天然软上重度增如0.5%～3.0%，也不会产生较大的附加沉降。2.相对密度由于水泥的相对密度为3.1，比一般软土的相对密度2.65～2.75为大，故水泥土的相对密度比天然软土的相对密度稍大。水泥土相对密度比天然软土的相对密度增加0.7%～2.5%。3.含水量水泥土的含水量一般比原状土降低0.5～7%4.抗渗性渗透系数K一般在10-7～10-8cm/s（二）、水泥土的力学性质1.无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。2.抗拉强度3.抗剪强度4.变形特性5.压缩系数和压缩模量

（三）、影响水泥土的无侧限抗压强度的因素影响因素主要有：水泥掺入比水泥标号龄期含水量有机质含量外掺剂养护条件等1.水泥掺入比水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大，当<5%时，由于水泥与土的反应过弱，水泥土固化程度低，强度离散性也较大，故在水泥土搅拌法的实际施工中，选用的水泥掺入比必须大于7%。【例题1】某工程采用水泥土搅拌法加固，桩径为500mm，水泥用量为55kg/m，土的湿重度为17.0kN/m3，则：1、该工程的水泥掺入量最接近下列哪个值?(A)14.5%(B)15.5%(C)16.5%(D)17.5%2、该工程的水泥掺量最接近下列哪个值?(A)270kg/m3(B)280kg/m3(C)290kg/m3(D)300kg/m3

2.龄期对强度的影响水泥土的强度随着龄期的增长而提高，一般在龄期超过28d后仍有明显增长，根据试验结果的回归分析,得到在其它条件相同时，不同龄期的水泥土无侧限抗压强度间关系大致呈线性关系，这些关系式如下:【例题2】某水泥土配比，7d龄期的水泥土抗压强度为0.8MPa，则其28d龄期的水泥土强度最接近下列哪个值？其90d龄期的水泥土强度最接近下列哪个值？(A)1.25MPa(B)1.45MPa(C)1.70MPa(D)2.00MPa(E)2.35MPa某水泥土配比试验，在水泥掺入量为12%时，其90d龄期的水泥土抗压强度为2.0MPa，在水泥掺入量为15%时，其90d龄期的水泥土强度最接近下列哪个值?(A)2.5MPa(B)3.0MPa(C)3.2MPa(D)3.5MPa

3.水码泥标号弓对强度杜的影响水泥土的牲强度随水过泥标号的轨提高而增避加。水泥案标号提高颗100号驴，水泥土惧的强度fcu约增大(聋50～9坚0)%。司如要求达霉到相同强钳度，水泥春标号提高功100号暴，可降低忙水泥掺入牙比(2～近3)%。4.虽含水娘量对盛强度纲的影滥响水泥土的果无侧限抗武压强度颤随着馆土样含水级量的降低驻而增大，蜘当土的含穷水量从1腹57%降插低至47滑%时，无款侧限抗压盛强度则从催260k社Pa增加棍到232溪0kPa失。一般情乔况下，土瞒样含水量望每降低1抬0％，则继强度可增令加(10陶～50)粪%。5.地戒基土中兵有机质理含量对挎强度影驳响有机质含鞠量少的水绵泥土强度怜比有机质手含量高的位水泥土强摔度大得多钱。由于有哨机质使土旁体具有较歌大的水溶棚性和塑性桐，较大的辞膨胀性和扫低渗透性己，并使土趋具有酸性缩慧，这些因秆素都阻碍侦水泥水化午反应的进饼行。因此劫，有机质槐含量高的始软土，单梯纯用水泥燥加固的效猾果较差。6.外掺添剂对强度杂的影响不同的吵外掺剂慌对水泥或土强度辩有着不暮同的影咐响。如往木质素掉磺酸钙纲对水泥滋土强度冻的增长拾影响不惰大，主颂要起减阶水作用锅。石膏遣、三乙曲醇胺对玻水泥土竟强度有辩增强作杨用，而摸其增强丙效果对泛不同土命样和不猫同水泥奋掺入比两又有所榆不同，踩所以选旅择合适迫的外掺前剂可提狠高水泥予土强度粉和节约咏水泥用昌量。掺加落粉煤掩灰的修水泥北土，往其强被度一街般都市比不姥掺粉挨煤灰赢的有南所增讯长。酷不同宪水泥翼掺入桐比的与水泥若土，子当掺眯入与挖水泥遥等量坝的粉残煤灰熄后，饰强度千均比与不掺泳粉煤往灰的参提高脸10郑%，汽故在胳加固倘软土允时掺棋入粉编煤灰潜，不圆仅可毙消耗的工业智废料打，还护可稍斧微提鞠高水狸泥土片的强未度。7.扶养护盒方法养护右方法置对水滨泥土腰的强翅度影放响主杰要表迁现在书养护观环境住的湿聪度和皮温度骗。国内外试孙验资料都渡说明，养兄护方法对漫短龄期水得泥土强度因的影响很闻大，随着工时间的增慨长，不同铅养护方法蜻下的水泥性土无侧限间抗压强度爱趋于一致肤，说明养拒护方法对狡水泥土后挽期强度的尊影响较小伴。四、水摆泥土的拜应用1.锄支护腰结构重力式支冶护结构；籍止水帷幕徐；SMW糊工法2.地够基加固提高地暗基强度洪；控制织沉降；弱防止液泳化（一伐）、汇支护腐结构灭—水葡泥土帜墙止水才帷幕SMW寨工法承受埋荷载介与防锈渗挡筐水结茶合起铲来,友使之交成为传同时辈具有师受力祸与抗渐渗两延种功污能的抗支护纵结构歌的围项护墙导沟开挖置放导轨SM捎W钻田拌置放应力倡补强材（雾H型钢）施工锄完成锻SM激W（二挡）、他地基丘加固a)柱梨状布置貌；b)贴壁状锣布置；丑c)较格栅状伴布置；纠d)肠块状布趣置五、水泥后土搅拌桩谱地基的设熔计1.设飘计原理2.布罪桩型式3.哥单桩样容许趋承载少力4.复合孕地基承载劫力5.下卧症层地基强除度验算6.沉画降计算（一）、天设计原理1.桩台土共同桑承载桩的承载仗力+纲桩间土承伍载力（折奴减）2.霸沉降桩范围的再压缩+区桩端以摆下土的沉声降（二贪）、让布桩漠型式水泥土桩贯的布置形另式对加固咬效果很有坡影响，一鹊般根据工可程地质特饺点和上部离结构要求填可采用柱酷状、壁状厚、格栅状蜓、块状以笑及长短桩槐相结合等元不同加固绍型式。1.柱负状每隔一他定距离小打设一晓根水泥习土桩，叮形成柱忧状加固寨型式，组适用于惕单层工狂业厂房肌独立柱那基础和罩多层房晋屋条形迟基础下旧的地基揭加固，盒它可充短分发挥凭桩身强添度与桩旦周侧阻允力。2.亡壁状将相邻桩末体部分重拜叠搭接成雄为壁状加铺固型式，划适用于深梅基坑开挖胆时的边坡畏加固以及清建筑物长肌高比大、卧刚度小、圆对不均匀酬沉降比较盛敏感的多嚼层房屋条展形基础下陆的地基加唯固。3.格栅卧状它是纵横干两个方向义的相邻桩兵体搭接而疑形成的加次固型式。毯适用于对厦上部结构鹊单位面积保荷载大和辣对不均匀蓄沉降要求王控制严格大的建（构蜡）筑物的香地基加固抢。4.长短谣桩相结合当地质碧条件复月杂，同辱一建筑疤物坐落准在两类占不同性详质的地义基土上恭时，可报用3m德左右的郊短桩将骗相邻长择桩连成鱼壁状或序格栅状顾，藉以饺调整和筛减小不个均匀沉帝降量。水泥土扁桩的强坦度和刚丛度是介铲于柔性双桩（砂粥桩、碎远石桩等著）和刚隶性桩（宫钢管桩皇、混凝抹土桩等专）间的布一种半牺刚性桩托，它所摊形成的狠桩体在勉无侧限跳情况下张可保持形直立，畏在轴向笋力作用齿下又有然一定的灭压缩性侨，但其挤承载性娃能又与县刚性桩培相似，耗因此在汉设计时累可仅在歪上部结巧构基础元范围内漏布桩，柱不必像蝇柔性桩洁一样需竟在基础铜外设置径护桩。（三）、珠单桩容许股承载力单桩授竖向娇承载予力特壁征值庙应通蛮过现丽场载翼荷试洁验确战定。争初步赖设计钓时也蒙可按（I式），并应同后时满足（II式）的要求辈，应使模由桩身侵材料强佛度确定脱的单桩误承载力美大于（谋或等于伐）由桩战周土和虏桩端土泼的抗力碑所提供两的单桩锄承载力惹：……(I式)……驱(II式)(四）、螺复合地基侍的设计计趋算加固夹后搅锡拌桩适复合军地基逢承载季力特蜘征值健应通靠过现束场复饼合地悔基载鱼荷试叙验确茅定，拍也可紧按下歇式计很算：式中良：怜—复悔合地园基容帽许承财载力心(k皇Pa面)；—桩间息天然地介基土容子许承载只力(k畏Pa)柏；—桩土亡面积置昼换率；—桩绍间土栋承载挥力折漂减系绝数。依当桩拣端为优软土复时，守可取；当桩齐端为硬土伟时，可取梯。(五)慈、下卧泄层地基裹强度验吉算当搅岸拌桩储处理抹范围止以下弦存在凭软弱乘下卧金层时将，应谢按现裙行国出家标骄准《建筑地基观基础设计抬规范》GB沸50票007的有关规逐定进行下博层承载力熟验算。—假址想实额体基块础底望面压量力(和kP茶a)织；弦—基穗础底税面积思(m2)；—假想实零体基础的秒自重(k个N)；怒—假想黎实体基础肆侧表面积盟(m2)；—假想实嗽体基础侧标表面平均秧摩阻力(她kPa)喉；—假想达实体基宗础边缘播地基土瓶的容许娘承载力互(kP朗a)；—假想尼实体基泊础底面师积(m2)；—假想实狭体基础底服面经修正呼后的地基院容许承载鱼力(kP暗a)。(六）已、沉降混计算水泥土保桩复合态地基的遮变形包光括：搅拌势桩复练合土没层的斥平均秋压缩竞变形S1桩端下未崭加固土层命的压缩变般形S21.圆搅拌捡桩复夹合土娘层的冈压缩创变形禽S1可按下昼式计算P—桩厦群顶僵面的股模量伴(k弄Pa捏)A1—假想鲁实体基谅础的底币面积(敞m2)L—搅拌租桩平均闹压力(瓜kpa纷)P0—桩劳群底饼面土晒的附勒加压健力(政kP搬a)Esp—桩群井体的压想缩模量量(kP毁a)Ep—水泥相土搅拌末桩的压朵缩模量著(kP启a)Es—桩间土侍的压缩桩婆长(m)γp—桩群漂底面以盼上土的罢加权平械均重度歉(kN填/m3)f’熄—2.桩端纤下未加固腊土层的压众缩变形S2桩端顽以下感未加兴固土川层的介压缩欧变形榜可按搅现行雾国家辟标准饭《建塌筑地笨基基腐础设震计规粪范》餐GB互50折00免7的钞有关柿规定永进行枕计算舞。【例题3咏】沿海某软迅土地基拟筐建一幢六戏层住宅楼树，天然地汉基土承载云力特征值泽为70k鞋Pa，采机用搅输拌桩归处理躲。根剪据地酱层分顽布情耳况，肌设计穴桩长10工m，桩径0.5腰m，正方形塑布桩，桩壁距1.1m。依据《建筑地基邮处理技术迁规范》(J猪GJ7穷9-2俱002饶)，这丙种布丙桩形啊式复沟合地鞠基承甘载力日特征师值fsp最接近纪于下列祸那一个坑数值?已知苗：桩畏周土旗的平予均摩吼擦力=1糊5k咬Pa，桩光端天袋然地京基土渴承载算力特璃征值qp=6睡0k裙Pa，桩端天啦然地基土沙的承载力迈折减系数α取0.5，桩间土蕉承载力折拳减系数取β=0.边85，水社泥搅星拌桩絮试块要的无狮侧限惕抗压脖强度方平均还值取1.5贤MPa，强绘度折期减系举数取η=挥0.复3)(A)1移05kP替a今(B)俩123k敲Pa吉(C)弦146k逮Pa慎(D颤)150度kPa【例题卷4】某工程采窃用水泥土俗搅拌桩处众理地基，低桩径为500m摩m，桩敬长为6m，间附距为1.2m的正方远形布置劣，桩间翠土压缩将模量为3.六5M坛Pa，搅拌桩眨桩身强度哈为1.5M佳Pa，则搅拌贸桩复合土项层的压缩末模量最接塘近下列哪纠个值?(A)烂19.疤5MP窄a及(B抄)21双.5M曲Pa忌(描C)2贤3.5段MPa轰(D)摩27.痛5MP通a【例产题5佩】某多意层住炊宅建瓶筑，腊地上6层，采令用筏板况基础，缠带半地援下室，湿筏板基疮础长60m，宽12m，基础埋嘱深为地表宵下2.拾5m，地下水场位在地表驶下1.5象m。筏基圈底板以伤下拟建美场地的仪地层情粮况及土孤层物理苗力学指旅标如下塌表所示葡。荷载友效应标砖准组合蔬时，基牛础底面匙处的平降均压力奥值为120k袭Pa，荷载效培应准永久泊组合时，木基础底面汽处的附加究压力p0为85衬kP绸a。序号土层名称厚度(m)含水量(%)孔隙比Ip压缩模量(MPa)

(kPa)(0)承载力特征值(kPa)1粉质粘土1.0m350.95155.010151002淤泥质土8-12m651.45182.295603粉质粘土4-8m320.75118.915201304砂质粉土大于10m300.7511.0825160水泥效土搅乓拌桩宅基本裤设计寒参数尺：设桩长l=疗8m，桩径500m颗m。设计采用耳正方形布洲桩，桩距1.前2m，置换率m＝0.壤13雅6，桩间土乓承载力折宗减系数，汉按《建筑旗地基您处理朽技术每规范》规定蚂：“棋当桩另端未射经修太正的才承载蔬力特恼征值经小于潮或等绸于桩她周土李的承茧载力来特征诊值的心平均敏值时兼，可晚取0.5～0.9，…”，β取0.5。桩身材料黑强度等级装：取水泥厨掺量15％，试筹验测出叫的kP牺a。桩身强踢度折减络系数η取0.3。【问题菌】水泥土搅白拌桩单桩规承载力特怀征值最接欺近下列哪稳个值?(A)1蹈00kN弦(B终)105雪kN羊(C)1致06kN婶(D布)110紫kN句(E)1那17kN水泥夫土搅罗拌桩蹲复合确地基俊承载把力特红征值疫最接换近下耍列哪勺个值?(A候)9野8.的8k批Pa佛(B栋)1晴20怨kP紧a米(C惯)1苦25抹kP浪a尘(D搭)1中35备kP愚a沉降计谦算点a的沉姑降最项接近峰下列捡哪个熄值?(A庄)5垄5.市5m蔬m肾(礼B)瓜10范2.脾0m蛋m坟(C把)1君19鼠.2岁mm沉降计画算点b的沉降最脾接近下列米哪个值?(A)怠55.劝5mm政(B)竿102皂.0m帮m已(C)克119瞎.2m装m沉降计宰算点c的沉楼降最皱接近酸下列誉哪个笔值?(A露)5腊5.兵5m律m率(沸B)鸦10派2.祖0m铜m垮(C刮)1攻19椒.2励mm六、水园泥土搅睡拌桩的础施工施工末机械施工工艺水泥称掺量揪及外穴加剂水泥慎土墙乌施工乎要点（一）、疤施工机械湾－主机一般的施烫工工艺流纪程（一次坝喷浆、二查次搅拌）（二踩）、枝施工况工艺就位预搅各下沉（制完备水舒泥浆蓄）提升喷石浆搅拌沉钻复咸搅