地鐵明挖法樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工地下連續(xù)墻深層攪拌樁排樁支護(hù)土釘墻單元二、明挖法施工一、概述1.水泥上攪拌法的概念水泥上攪拌法是適用于加固飽和粘性土和粉土等地基的一種方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作為固化劑通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體件、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土—水泥土，從而提高地基土強(qiáng)度和增大變模。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，它可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌，后者是用粉體或石灰和地基土攪拌。深層攪拌樁2.水泥固化劑水泥土攪拌法分為深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。3.適用條件水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0％（黃土含水量小于25%）、大于70％或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。冬期施工時(shí)，應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。濕法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m。水泥土攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500mm。一般認(rèn)為用水泥作加固料，對(duì)含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好；而對(duì)含有伊利石、氯化物和水鋁石英等礦物的粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高，pH值較低的粘性土加固效果較差。4.石灰固化劑石灰固化劑一般適用于粘土顆粒含量大于20%，粉粒及粘粒含量之和大于35%，粘土的塑性指數(shù)大于10，液件指數(shù)大于0.7，土的pH值為4～8，有機(jī)質(zhì)含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土質(zhì)加固。5.水泥土攪拌法加固軟土其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)最大限度地利用了原土；攪拌時(shí)施工，對(duì)原有建筑物影響很?。桓鶕?jù)地基土的不同性質(zhì)和工程要求，可以合理選擇固化劑的類型及其配方，設(shè)計(jì)靈活；攪拌時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、無(wú)噪音，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中施工；加固后土體的重度基本不變，不會(huì)產(chǎn)生附加沉降；與鋼筋混凝土樁基相比，降低成本的幅度較大；可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固型式。二、加固機(jī)理（一）水泥的水解和水化反應(yīng)水泥遇水后，其顆粒表面的礦物很快與水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣及含水鐵酸鈣等化合物。其中前二種化合物溶于水，使水泥顆粒表面暴露出來(lái)，再與水作用，逐漸使溶液達(dá)到飽和，新生成物便以膠體析出，懸浮于溶液形成凝膠體。（二）離子交換和團(tuán)?；饔谜惩僚c水結(jié)合即表現(xiàn)膠體特征，如土中含量最多的二氧化硅與水形成硅酸膠體，其表面帶有Na+或K+，和水泥水化生成的氫氧化鈣中的Ca2+進(jìn)行當(dāng)量吸附交換。使較小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒；由于其產(chǎn)生了很大的比表面能，可使較大的土粒進(jìn)一步聯(lián)合，形成水泥土團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各土團(tuán)的空隙，形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)，從而使土體強(qiáng)度提高。（三）硬凝反應(yīng)隨著水泥水化反應(yīng)的深入，深液中析出大量的Ca2+，當(dāng)其數(shù)量超過(guò)離子交換需要量后，則在堿性環(huán)境中，與組成粘土礦物的二氧化硅和三氧化二鋁的一部分或大部分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：逐漸生成了不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，其在水中和空氣中逐漸硬化，增大了水泥土的強(qiáng)度。（四）碳酸化作用水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳酸化反應(yīng)：生成不溶于水的碳酸鈣，能使水泥土的強(qiáng)度增長(zhǎng)，但速度較慢，幅度較小。水泥和軟土攪拌越充分，混合越均勻，則水泥土強(qiáng)度的離散性越小，宏觀的總體強(qiáng)度也越高。三、水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)（一）、水泥土的物理性質(zhì)1.重度水泥土的重度僅比天然軟上重度增如0.5%～3.0%，也不會(huì)產(chǎn)生較大的附加沉降。2.相對(duì)密度由于水泥的相對(duì)密度為3.1，比一般軟土的相對(duì)密度2.65～2.75為大，故水泥土的相對(duì)密度比天然軟土的相對(duì)密度稍大。水泥土相對(duì)密度比天然軟土的相對(duì)密度增加0.7%～2.5%。3.含水量水泥土的含水量一般比原狀土降低0.5～7%4.抗?jié)B性滲透系數(shù)K一般在10-7～10-8cm/s（二）、水泥土的力學(xué)性質(zhì)1.無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu在0.3～4.0MPa之間，比原狀土提高幾十倍乃至幾百倍。2.抗拉強(qiáng)度3.抗剪強(qiáng)度4.變形特性5.壓縮系數(shù)和壓壓縮模量（三）、影響響水泥土的無(wú)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)強(qiáng)度的因素影響因素主要要有：水泥摻入比水泥標(biāo)號(hào)齡期含水量有機(jī)質(zhì)含量外摻劑養(yǎng)護(hù)條件等1.水泥摻入比水泥土的強(qiáng)度度隨著水泥摻摻入比的增加加而增大，當(dāng)當(dāng)<5%時(shí)，由于水泥泥與土的反應(yīng)應(yīng)過(guò)弱，水泥泥土固化程度度低，強(qiáng)度離離散性也較大大，故在水泥泥土攪拌法的的實(shí)際施工中中，選用的水水泥摻入比必必須大于7%?！纠}1】某工程采用水水泥土攪拌法法加固，樁徑徑為500mm，水泥用量為為55kg/m，土的濕重度度為17.0kN/m3，則：1、該工程的水水泥摻入量最最接近下列哪哪個(gè)值?(A)14.5%(B)15.5%(C)16.5%(D)17.5%2、該工程的水水泥摻量最接接近下列哪個(gè)個(gè)值?(A)270kg/m3(B)280kg/m3(C)290kg/m3(D)300kg/m32.齡期對(duì)強(qiáng)度的的影響水泥土的強(qiáng)度度隨著齡期的的增長(zhǎng)而提高高，一般在齡齡期超過(guò)28d后仍有明顯增增長(zhǎng)，根據(jù)試試驗(yàn)結(jié)果的回回歸分析,得到在其它條條件相同時(shí)，，不同齡期的的水泥土無(wú)側(cè)側(cè)限抗壓強(qiáng)度度間關(guān)系大致致呈線性關(guān)系系，這些關(guān)系系式如下:【例題2】某水泥土配比比，7d齡期的水泥土土抗壓強(qiáng)度為為0.8MPa，則其28d齡期的水泥土土強(qiáng)度最接近近下列哪個(gè)值值？其90d齡期的水泥土土強(qiáng)度最接近近下列哪個(gè)值值？(A)1.25MPa(B)1.45MPa(C)1.70MPa(D)2.00MPa(E)2.35MPa某水泥土配比比試驗(yàn)，在水水泥摻入量為為12%時(shí)，其90d齡期的水泥土土抗壓強(qiáng)度為為2.0MPa，在水泥摻入入量為15%時(shí)，其90d齡期的水泥土土強(qiáng)度最接近近下列哪個(gè)值值?(A)2.5MPa(B)3.0MPa(C)3.2MPa(D)3.5MPa3.水泥標(biāo)號(hào)對(duì)強(qiáng)強(qiáng)度的影響水泥土的強(qiáng)度度隨水泥標(biāo)號(hào)號(hào)的提高而增增加。水泥標(biāo)標(biāo)號(hào)提高100號(hào)，水泥土的的強(qiáng)度f(wàn)cu約增大(50～90)%。如要求達(dá)到到相同強(qiáng)度，，水泥標(biāo)號(hào)提提高100號(hào)，可降低水水泥摻入比(2～3)%。4.含水量對(duì)強(qiáng)度度的影響水泥土的無(wú)側(cè)側(cè)限抗壓強(qiáng)度度隨著著土樣含水量量的降低而增增大，當(dāng)土的的含水量從157%降低至47%時(shí)，無(wú)側(cè)限抗抗壓強(qiáng)度則從從260kPa增加到2320kPa。一般情況下下，土樣含水水量每降低10％，則強(qiáng)度可可增加(10～50)%。5.地基土中有機(jī)機(jī)質(zhì)含量對(duì)強(qiáng)強(qiáng)度影響有機(jī)質(zhì)含量少少的水泥土強(qiáng)強(qiáng)度比有機(jī)質(zhì)質(zhì)含量高的水水泥土強(qiáng)度大大得多。由于于有機(jī)質(zhì)使土土體具有較大大的水溶性和和塑性，較大大的膨脹性和和低滲透性，，并使土具有有酸性，這些些因素都阻礙礙水泥水化反反應(yīng)的進(jìn)行。。因此，有機(jī)機(jī)質(zhì)含量高的的軟土，單純純用水泥加固固的效果較差差。6.外摻劑對(duì)強(qiáng)度度的影響不同的外摻劑劑對(duì)水泥土強(qiáng)強(qiáng)度有著不同同的影響。如如木質(zhì)素磺酸酸鈣對(duì)水泥土土強(qiáng)度的增長(zhǎng)長(zhǎng)影響不大，，主要起減水水作用。石膏膏、三乙醇胺胺對(duì)水泥土強(qiáng)強(qiáng)度有增強(qiáng)作作用，而其增增強(qiáng)效果對(duì)不不同土樣和不不同水泥摻入入比又有所不不同，所以選選擇合適的外外摻劑可提高高水泥土強(qiáng)度度和節(jié)約水泥泥用量。摻加粉煤灰的的水泥土，其其強(qiáng)度一般都都比不摻粉煤煤灰的有所增增長(zhǎng)。不同水水泥摻入比的的水泥土，當(dāng)當(dāng)摻入與水泥泥等量的粉煤煤灰后，強(qiáng)度度均比不摻粉粉煤灰的提高高10%，故在加固軟軟土?xí)r摻入粉粉煤灰，不僅僅可消耗工業(yè)業(yè)廢料，還可可稍微提高水水泥土的強(qiáng)度度。7.養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)方法對(duì)水泥土土的強(qiáng)度影響主要要表現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)環(huán)境境的濕度和溫度。。國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)資料都都說(shuō)明，養(yǎng)護(hù)方法法對(duì)短齡期水泥土土強(qiáng)度的影響很大大，隨著時(shí)間的增增長(zhǎng)，不同養(yǎng)護(hù)方方法下的水泥土無(wú)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度趨趨于一致，說(shuō)明養(yǎng)養(yǎng)護(hù)方法對(duì)水泥土土后期強(qiáng)度的影響響較小。四、水泥土的應(yīng)用用1.支護(hù)結(jié)構(gòu)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；；止水帷幕；SMW工法2.地基加固提高地基強(qiáng)度；控控制沉降；防止液液化（一）、支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)—水泥土墻止水帷幕SMW工法承受荷載與防滲擋擋水結(jié)合起來(lái),使之成為同時(shí)具有有受力與抗?jié)B兩種種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的圍護(hù)墻導(dǎo)溝開挖置放導(dǎo)軌SMW鉆拌置放應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材（（H型鋼）施工完成SMW（二）、地基加固固a)柱狀布置；b)壁狀布置；c)格柵狀布置；d)塊狀布置五、水泥土攪拌樁樁地基的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)原理2.布樁型式3.單樁容許承載力4.復(fù)合地基承載力5.下臥層地基強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算6.沉降計(jì)算（一）、設(shè)計(jì)原理理1.樁土共同承載樁的承載力+樁間土承載力（折折減）2.沉降樁范圍的壓縮+樁端以下土的沉降降（二）、布樁型式水泥土樁的布置形形式對(duì)加固效果很很有影響，一般根根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)點(diǎn)和上部結(jié)構(gòu)要求求可采用柱狀、壁壁狀、格柵狀、塊塊狀以及長(zhǎng)短樁相相結(jié)合等不同加固固型式。1.柱狀每隔一定距離打設(shè)設(shè)一根水泥土樁，，形成柱狀加固型型式，適用于單層層工業(yè)廠房獨(dú)立柱柱基礎(chǔ)和多層房屋屋條形基礎(chǔ)下的地地基加固，它可充充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度度與樁周側(cè)阻力。。2.壁狀將相鄰樁體部分重重疊搭接成為壁狀狀加固型式，適用用于深基坑開挖時(shí)時(shí)的邊坡加固以及及建筑物長(zhǎng)高比大大、剛度小、對(duì)不不均勻沉降比較敏敏感的多層房屋條條形基礎(chǔ)下的地基基加固。3.格柵狀它是縱橫兩個(gè)方向向的相鄰樁體搭接接而形成的加固型型式。適用于對(duì)上上部結(jié)構(gòu)單位面積積荷載大和對(duì)不均均勻沉降要求控制制嚴(yán)格的建（構(gòu)））筑物的地基加固固。4.長(zhǎng)短樁相結(jié)合當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜，，同一建筑物坐落落在兩類不同性質(zhì)質(zhì)的地基土上時(shí)，，可用3m左右的短樁將相鄰鄰長(zhǎng)樁連成壁狀或或格柵狀，藉以調(diào)調(diào)整和減小不均勻勻沉降量。水泥土樁的強(qiáng)度和和剛度是介于柔性性樁（砂樁、碎石石樁等）和剛性樁樁（鋼管樁、混凝凝土樁等）間的一一種半剛性樁，它它所形成的樁體在在無(wú)側(cè)限情況下可可保持直立，在軸軸向力作用下又有有一定的壓縮性，，但其承載性能又又與剛性樁相似，，因此在設(shè)計(jì)時(shí)可可僅在上部結(jié)構(gòu)基基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，，不必像柔性樁一一樣需在基礎(chǔ)外設(shè)設(shè)置護(hù)樁。（三）、單樁容許許承載力單樁豎向承載力特特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定。。初步設(shè)計(jì)時(shí)也可可按（I式），并應(yīng)同時(shí)滿足（II式）的要求，應(yīng)使由樁樁身材料強(qiáng)度確定定的單樁承載力大大于（或等于）由由樁周土和樁端土土的抗力所提供的的單樁承載力：……(I式)……(II式)(四）、復(fù)合地基的的設(shè)計(jì)計(jì)算加固后攪拌樁復(fù)合合地基承載力特征征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)驗(yàn)確定，也可按下下式計(jì)算：式中：—復(fù)合地基容許承載載力(kPa)；—樁間天然地基土容容許承載力(kPa)；—樁土面積置換率；；—樁間土承載力折減減系數(shù)。當(dāng)樁端為為軟土?xí)r，可取0.5-1.0；當(dāng)樁端為硬土?xí)r時(shí)，可取0.1-0.4。(五)、下臥層地基強(qiáng)度度驗(yàn)算當(dāng)攪拌樁處理范圍圍以下存在軟弱下下臥層時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行下下層承載力驗(yàn)算。?！傧雽?shí)體基礎(chǔ)底面面壓力(kPa)；—基礎(chǔ)底面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)的自自重(kN)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)側(cè)表表面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)側(cè)表表面平均摩阻力(kPa)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)邊緣緣地基土的容許承承載力(kPa)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面面積(m2)；—假想實(shí)體基礎(chǔ)底面面經(jīng)修正后的地基基容許承載力(kPa)。(六）、沉降計(jì)算水泥土樁復(fù)合地基基的變形包括：攪拌樁復(fù)合土層的的平均壓縮變形S1樁端下未加固土層層的壓縮變形S21.攪拌樁復(fù)合土層的的壓縮變形S1可按下式計(jì)算P—樁群頂面的模量(kPa)A1—假想實(shí)體基礎(chǔ)的底底面積(m2)L—攪拌樁平均壓力(kpa)P0—樁群底面土的附加加壓力(kPa)Esp—樁群體的壓縮模量量(kPa)Ep—水泥土攪拌樁的壓壓縮模量(kPa)Es—樁間土的壓縮樁長(zhǎng)長(zhǎng)(m)γp—樁群底面以上土的的加權(quán)平均重度(kN/m3)f’—2.樁端下未加固土層層的壓縮變形S2樁端以下未加固土土層的壓縮變形可可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)計(jì)算?！纠}3】沿海某軟土地基擬擬建一幢六層住宅宅樓，天然地基土土承載力特征值為為70kPa，采用攪拌樁處理理。根據(jù)地層分布布情況，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)長(zhǎng)10m，樁徑0.5m，正方形布樁，樁樁距1.1m。依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)，這種布樁形式復(fù)復(fù)合地基承載力特特征值fsp最接近于下列那一一個(gè)數(shù)值?已知：樁周土的平平均摩擦力=15kPa，樁端天然地基土土承載力特征值qp=60kPa，樁端天然地基土土的承載力折減系系數(shù)α取0.5，樁間土承載力折折減系數(shù)取β=0.85，水泥攪拌樁試塊塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)強(qiáng)度平均值取1.5MPa，強(qiáng)度折減系數(shù)取取η=0.3)(A)105kPa(B)123kPa(C)146kPa(D)150kPa【例題4】某工程采用水泥土土攪拌樁處理地基基，樁徑為500mm，樁長(zhǎng)為6m，間距為1.2m的正方形布置，樁樁間土壓縮模量為為3.5MPa，攪拌樁樁身強(qiáng)度度為1.5MPa，則攪拌樁復(fù)合土土層的壓縮模量最最接近下列哪個(gè)值值?(A)19.5MPa(B)21.5MPa(C)23.5MPa(D)27.5MPa【例題5】某多層住宅建筑，，地上6層，采用筏板基礎(chǔ)礎(chǔ)，帶半地下室，，筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)60m，寬12m，基礎(chǔ)埋深為地表表下2.5m，地下水位在地表表下1.5m。筏基底板以下擬擬建場(chǎng)地的地層情情況及土層物理力力學(xué)指標(biāo)如下表所所示。荷載效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)礎(chǔ)底面處的平均壓壓力值為120kPa，荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久久組合時(shí)，基礎(chǔ)底底面處的附加壓力力p0為85kPa。序號(hào)土層名稱厚度(m)含水量(%)孔隙比Ip壓縮模量(MPa)

(kPa)(0)承載力特征值(kPa)1粉質(zhì)粘土1.0m350.95155.010151002淤泥質(zhì)土8-12m651.45182.295603粉質(zhì)粘土4-8m320.75118.915201304砂質(zhì)粉土大于10m300.7511.0825160水泥土攪拌樁基本本設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)樁長(zhǎng)l=8m，樁徑500mm。設(shè)計(jì)采用正方形布布樁，樁距1.2m，置換率m＝0.136，樁間土承載力折折減系數(shù)，按《建筑地基處理技術(shù)術(shù)規(guī)范》規(guī)定：“當(dāng)樁端未未經(jīng)修正的承載力力特征值小于或等等于樁周土的承載載力特征值的平均均值時(shí)，可取0.5～0.9，…”，β取0.5。樁身材料強(qiáng)度等級(jí)級(jí)：取水泥摻量15％，試驗(yàn)測(cè)出的kPa。樁身強(qiáng)度折減系數(shù)數(shù)η取0.3?！締?wèn)題】水泥土攪拌樁單樁樁承載力特征值最最接近下列哪個(gè)值值?(A)100kN(B)105kN(C)106kN(D)110kN(E)117kN水泥土攪攪拌樁復(fù)復(fù)合地基基承載力力特征值值最接近近下列哪哪個(gè)值?(A)98.8kPa(B)120kPa(C)125kPa(D)135kPa沉降計(jì)算算點(diǎn)a的沉降最最接近下下列哪個(gè)個(gè)值?(A)55.5mm(B)102.0mm(C)119.2mm沉降計(jì)算算點(diǎn)b的沉降最最接近下下列哪個(gè)個(gè)值?(A)55.5mm(B)102.0mm(C)119.2mm沉降計(jì)算算點(diǎn)c的沉降最最接近下下列哪個(gè)個(gè)值?(A)55.5mm(B)102.0mm(C)119.2mm六、水泥泥土攪拌拌樁的施施工施工機(jī)械械施工工藝藝水泥摻量量及外加加劑水泥土墻墻施工要要點(diǎn)（一）、、施工機(jī)機(jī)械－－主機(jī)一般的施施工工藝藝流程（（一次噴噴漿、二二次攪拌拌）（二）、、施工工工藝就位預(yù)攪下沉沉（制備水水泥漿））提升噴漿漿攪拌沉鉆復(fù)攪攪重復(fù)提升升攪拌(三）、水水泥摻量量及外加加劑1.水泥摻量量水泥摻入入比（單單位體積積攪拌樁樁中水泥泥與土的的重量比比），一一般為12～16%水灰比1：