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。

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。

深基坑开挖支护方案二：重力式水泥土墙支护一、重力式水泥土墙支护的概念重力式水泥土墙（图1）以结构自身重力来维持支护结构在侧向水、土压力作用下的稳定。

水泥土墙以水泥为固化剂的主剂，通过强制搅拌机械（如深层搅拌机或高压旋喷剂等），将固化剂和地基土强制搅拌，并在施工时将加固桩体相互搭接，连续成桩，形成具有一定强度、刚度、水稳定性和整体结构性的水泥土壁墙或水泥土格栅状墙。

典型的重力式水泥土墙支护结构剖面图如图2所示。

图1 重力式水泥土墙图2 典型支护结构剖面图二、重力式水泥土墙支护的特点1、水泥土墙基坑支护的优点（一）施工时无侧向挤出、无振动、无噪声和无污染，对周边建构筑物影响小。

（二）水泥土墙渗透系数小，墙体具有止水和支护的双重功能。

（三）自立式挡土支护，最大限度利用原地基土，不需加支撑，便于基坑开挖及地下室施工。

（四）材料和施工设备单一。

（五）工程造价相对较低，具有良好的经济效益。

2、水泥土墙基坑支护的缺点（一）水泥土桩的材料强度较低，其抗拉能力几乎为零。

（二）桩体强度受施工因素影响导致水泥桩的质量离散性较大。

（三）自立式挡土，在软基中变形位移相对较大。

三、重力式水泥土墙支护的适用范围1、地质条件国内外大量试验和工程时间表明，水泥土桩墙除适用于淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、粉质粘土、粉土外，随着施工设备能力的提高，亦广泛应用于砂土及砂质粘土等较硬质的土质，但当用于泥炭土或土中有机质含量较高，酸碱度（pH值）较低（<7）及地下水有侵蚀性时，应慎重对待并宜通过试验确定其实用性。

对于场地地下水受江河潮汐涨落影响或其他原因而存在动地下水时，宜对成桩可行性做现场试验确定。

2、基坑开挖深度对于软土基坑，支护深度不宜大于6m；对于非软土基坑，支护深度达10m的重力式水泥土墙（加劲水泥土墙、组合式水泥土墙等）也有成功工程实践。

重力式水泥土墙的侧向位移控制能力较弱；基坑开挖越深，墙体的侧向位移越难控制；在基坑周边环境保护要求较高的情况下，开挖深度应严格控制。