第8章-型钢水泥土搅拌墙教学课件.pptxVIP

长春工程学院 《基坑工程》 第 8 章 型钢水泥土搅拌墙 导论： 型钢水泥土搅拌墙如图8-1所示，通常称为SMW工法(Soil Mixed Wall)，是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。即利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻机前端低压注入水泥浆液，与切碎土体充分搅拌形成隔水性较高的水泥土柱列式挡墙，在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢的一种地下工程施工技术。 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 8.1 型钢水泥土搅拌墙设计 8.2 型钢水泥土搅拌墙施工 8.3 8.1 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 型钢水泥土搅拌墙与钻孔灌注桩排桩相比，具有下面几方面的不同。 型钢水泥土搅拌墙的材料，一种是力学特性复杂的水泥土，一种是近似线弹性材料的型钢，二者相互作用，工作机理非常复杂。 从经济角度考虑，H型钢在支护结构施工完成后，部分基坑工程可以将H型钢从水泥土搅拌桩中拔出回收利用。从变形控制的角度看，H型钢可以通过跳插、密插调整围护体刚度。 在地下水水位较高的软土地区钻孔灌注桩围护结构尚需在外侧施工一排隔水帷幕，而型钢轴水泥土搅拌桩可兼作隔水帷幕，造价一般相对于钻孔灌注桩要经济。 8.1.1 型钢水泥土搅拌墙的特点 8.1 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 与其他围护形式相比，型钢水泥土搅拌墙还具有以下特点： 对周围环境影响小；防渗性能好；环保节能；适用土层范围广；工期短，投资省。 8.1.2型钢水泥土搅拌墙的适用条件 型钢水泥土搅拌墙以水泥土搅拌桩为基础，凡是能够施工三轴水泥土搅拌桩的场地都可以考虑使用该工法。从黏性土到砂性土，从软弱的淤泥和淤泥质土到较硬、较密实的砂性土，甚至在含有砂卵石的地层中经过适当的处理都能够进行施工，适用土质范围较广。 在实际工程中， 基坑围护设计方案选用型钢水泥土搅拌墙主要考虑基坑的开挖深度、基坑周边环境条件、场地土层条件、基坑规模等因素，还与基坑内支撑的设置也密切相关。 8.1 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 8.1.3型钢水泥土搅拌墙在工程应用中存在的问题 型钢水泥土搅拌墙主要应用于沿海软土地区，并积累了一定的经验。在其它地区特别是在内地硬土地区应用较少。 由于对型钢水泥土搅拌墙研究重视不够，缺乏有效的科研投入，在一定程度上制约了其工程应用。 型钢水泥土搅拌墙设计计算理论还有待进一步完善，特别是在搅拌桩和型钢协同工作方面。 对型钢水泥土搅拌墙的一些设计施工参数还没有统一的标准，如搅拌桩的水泥用量、水灰比等问题。因此，施工单位经常凭经验施工，施工质量难以保证。 8.1 型钢水泥土搅拌墙的特点及适用条件 工程中对搅拌桩强度的争议比较大，各种规范和手册的要求也不统一。 在水泥土搅拌桩的强度检测中，多种方法都存在不同程度的缺陷。因此，亟待对水泥土搅拌桩的强度检测方法进行系统研究，制定一种简单、可靠、可操作的搅拌桩强度检测方法。 搅拌桩的施工工艺有待进一步完善，施工机械有待进一步改进。 8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 型钢的设计计算主要是型钢平面形式的确定和型钢的入土深度，平面形式包括型钢的布设方式、间距、型钢的截面尺寸等参数。水泥土搅拌桩的设计计算主要是通过抗渗流和抗管涌验算确定搅拌桩的入土深度。 1. 型钢、水泥土搅拌桩入土深度的确定 （1）H型钢入土深度的确定 型钢的入土深度DH主要由基坑整体稳定性、抗隆起稳定性和抗滑移稳定性综合确定。 8.2.1 设计参数的确定 8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 （2）水泥土搅拌桩入土深度的确定 水泥土搅拌桩的入土深度DC主要由坑内降水不影响到基坑以外周边环境的水力条件决定，防止基坑内降水引起渗流、管涌发生，同时应满足DC≥DH 。 2. 型钢水泥土搅拌墙截面设计 型钢水泥土搅拌墙截面设计主要是确定型钢截面和型钢间距。 （1）型钢截面 型钢截面的选择由型钢的强度验算确定，包括型钢的抗弯及抗剪强度。 抗弯验算： 8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 抗剪验算： （2）型钢的间距 型钢水泥土搅拌墙中的型钢是按一定的间距插入水泥土中，这样相邻型钢之间便形成了一个非加筋区。型钢的间距越大，加筋区和非加筋区交界面上所承受的剪力就越大。因此，应该对型钢水泥土搅拌墙中型钢与水泥土搅拌桩的交界面进行局部承载力验算，确定合理的型钢间距。 8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 型钢水泥土搅拌墙应该满足水泥土搅拌桩桩身局部抗剪承载力的要求。 当型钢隔孔设置时，按下式验算型钢和水泥之间的错动剪切承载力： 当型钢隔孔设置时，按下式对水泥土搅拌桩进行最薄弱断面的局部抗剪验算： 8.2 型钢水泥土搅拌墙设计 1.型钢拔出影响因素 影响型钢拔出的主要因素有两点：一是型钢与水泥土之间的摩擦阻力；另一点是由于基坑开挖造成的型钢水泥土搅拌墙变形致使型钢产生弯曲，从而在拔出