【正文】 圖516 支護(hù)方案設(shè)計(jì)圖 方案設(shè)計(jì)信息根據(jù)基坑支護(hù)規(guī)范，該工程的基坑等級(jí)為二級(jí)，采用深層攪拌樁格柵式支護(hù)，沒(méi)有放坡，附近為馬路和河流，無(wú)堆載（見(jiàn)表517），土層信息及參數(shù)見(jiàn)表518和表519?；觾?nèi)側(cè)降水位為7m。 南北面基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 支護(hù)方案設(shè)計(jì)及基本信息 支護(hù)方案設(shè)計(jì) 該側(cè)基坑由于周?chē)鸁o(wú)高層建筑物，因此僅采用深層攪拌樁進(jìn)行支護(hù)便足以滿足工程要求。 D———樁(墻)入土深度(m)。 h39?！恋挠行е囟?kN/m3)。 δ = 0(mm) 抗管涌驗(yàn)算抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K = ): 式中 γ0———側(cè)壁重要性系數(shù)。 φ———樁(墻)底面處土層的內(nèi)摩擦角(度)。 H———基坑的開(kāi)挖深度(m)。 q———基坑頂面的地面超載(kPa)。 ri———第i層土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的飽和重度(kN/m3)。隆起量的計(jì)算 ：注意：按以下公式計(jì)算的隆起量，如果為負(fù)值，按0處理! 式中δ———基坑底面向上位移(mm)。 序號(hào) 支錨類(lèi)型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 錨桿 2 錨桿 3 錨桿 抗滑安全系數(shù)(Kh = ): Kh = 整體穩(wěn)定驗(yàn)算計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度: 滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 圓弧半徑(m) R = 圓心坐標(biāo)X(m) X = —圓心坐標(biāo)Y(m) Y = 抗隆起驗(yàn)算Prandtl(普朗德?tīng)?公式(Ks = ～)，注：安全系數(shù)取自《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB 9258～97(冶金部): Ks = = , 滿足規(guī)范要求。 序號(hào) 支錨類(lèi)型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 錨桿 2 錨桿 3 錨桿 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù) Ks = = , 滿足規(guī)范要求。 fcs———水泥土抗壓強(qiáng)度(MPa)。 M———單位長(zhǎng)度水泥土墻截面彎矩設(shè)計(jì)值()。圖514 地表沉降圖 截面承載力驗(yàn)算 內(nèi)力取值 序內(nèi)力類(lèi)型彈性法經(jīng)典法號(hào) 計(jì)算值計(jì)算值基坑外側(cè)最大彎矩()1基坑外側(cè)最大彎矩距墻頂(m)基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩()基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩距墻頂(m)一. 采用彈性法計(jì)算結(jié)果：： 基坑內(nèi)側(cè)計(jì)算結(jié)果： 計(jì)算截面距離墻頂 , 彎矩設(shè)計(jì)值 = = 1). 壓應(yīng)力驗(yàn)算: 抗壓強(qiáng)度滿足! 2). 拉應(yīng)力驗(yàn)算: 抗拉強(qiáng)度滿足! 基坑外側(cè)計(jì)算結(jié)果： 計(jì)算截面距離墻頂 , 彎矩設(shè)計(jì)值 = = 1). 壓應(yīng)力驗(yàn)算: 抗壓強(qiáng)度滿足! 2). 拉應(yīng)力驗(yàn)算: 抗拉強(qiáng)度滿足! 二. 采用經(jīng)典法計(jì)算結(jié)果： ： 基坑內(nèi)側(cè)計(jì)算結(jié)果： 計(jì)算截面距離墻頂 , 彎矩設(shè)計(jì)值 = = 1). 壓應(yīng)力驗(yàn)算: 抗壓強(qiáng)度滿足! 2). 拉應(yīng)力驗(yàn)算: 抗拉強(qiáng)度滿足! 基坑外側(cè)計(jì)算結(jié)果： 計(jì)算截面距離墻頂 , 彎矩設(shè)計(jì)值 = = 1). 壓應(yīng)力驗(yàn)算: 抗壓強(qiáng)度滿足! 2). 拉應(yīng)力驗(yàn)算: 抗拉強(qiáng)度滿足! 式中 γcs———水泥土墻平均重度(kN/m3)。采用指數(shù)法計(jì)算時(shí)，地面沉降量隨距基坑側(cè)壁距離的增大而減小，基坑側(cè)壁處沉降量最大，為22mm。具體結(jié)果見(jiàn)表512和圖513. 表512 嵌固深度抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)抗滑穩(wěn)定性系數(shù)圖513 抗傾覆、抗滑穩(wěn)定性系數(shù)與嵌固深度的關(guān)系曲線 通過(guò)上述抗傾覆、抗滑穩(wěn)定性系數(shù)與嵌固深度的關(guān)系曲線可知，在滿足規(guī)范要求（Ks≥ ，Kh≥）的前提下。)(m)長(zhǎng)度(m)1錨桿2錨桿3錨桿57 支錨信息（續(xù)）支錨道號(hào)預(yù)加力(kN)支錨剛度(MN/m)錨固體直徑(mm)工況號(hào)錨固力調(diào)整系數(shù)材料抗力(kN)材料抗力調(diào)整系數(shù)11502～21504～31506～ 圖58 水泥土墻截面示意圖表59 水泥土墻參數(shù)信息水泥土墻厚度b(m)水泥土彈性模量E(104MPa)水泥土抗壓強(qiáng)度P(MPa)水泥土抗拉/抗壓強(qiáng)度比水泥土墻平均重度(kN/m3)水泥土墻底摩擦系數(shù)肋墻凈距S(m)基坑側(cè)墻厚t1(m)擋土側(cè)墻厚t2(m)肋墻厚t(m)表510 工況信息工況號(hào)工況類(lèi)型深度(m)支錨道號(hào)1開(kāi)挖～～～2加撐～～～3開(kāi)挖～～～4加撐～～～5開(kāi)挖～～～6加撐～～～7開(kāi)挖～～～ 支護(hù)方案的理論分析及計(jì)算 嵌固深度計(jì)算及最優(yōu)值的確定嵌固深度計(jì)算參數(shù)的選取見(jiàn)表511。深層攪拌樁采用格柵式布置，截面如圖58所示，水泥土墻具體參數(shù)見(jiàn)表59，工況信息見(jiàn)表510。錨桿長(zhǎng)21m，錨固段長(zhǎng)11m。錨桿長(zhǎng)21m，錨固段長(zhǎng)11m。錨桿長(zhǎng)21m，錨固段長(zhǎng)11m。 圖51 攪拌樁平面結(jié)構(gòu)圖 圖52 支護(hù)方案設(shè)計(jì)圖 方案設(shè)計(jì)信息根據(jù)基坑支護(hù)規(guī)范，該工程的基坑等級(jí)為二級(jí)，采用深層攪拌樁格柵式支護(hù)，沒(méi)有放坡，距離基坑側(cè)壁6m處有一高20層的高樓，荷載為110KN/m，作用寬度為145m（見(jiàn)表53和表54），土層信息及參數(shù)見(jiàn)表55和表56。基坑內(nèi)側(cè)降水位為7m。 東西面基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 支護(hù)方案設(shè)計(jì)及基本信息 支護(hù)方案設(shè)計(jì)該側(cè)基坑采用深層攪拌樁與錨桿相結(jié)合的方式進(jìn)行支護(hù)，以提高深層攪拌樁的抗滑穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)不同嵌固深度對(duì)基坑穩(wěn)定性影響的驗(yàn)算，并繪制關(guān)系曲線，從而確定最優(yōu)嵌固深度。該基坑兩側(cè)分別為馬路及河流，因此僅采用深層攪拌樁支護(hù)就可滿足工程各項(xiàng)要求。由于土層淤泥含量較高，周?chē)钟懈邩墙ㄖ?，堆載較大，單獨(dú)采用深層攪拌樁時(shí)無(wú)法滿足其抗拉穩(wěn)定性及抗滑穩(wěn)定性，因此采用深層攪拌樁與錨桿組合支護(hù)結(jié)構(gòu)。因此，基于基坑四周堆載的差異性，本文分別對(duì)基坑的東西面，南北面進(jìn)行了深層攪拌樁支護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。%，%時(shí)，減水效果無(wú)明顯變化。 不同外摻劑對(duì)水泥土的強(qiáng)度有著不同的影響，例如木質(zhì)素硫酸鈣對(duì)水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)影響不大，主要起減水作用。因此有機(jī)質(zhì)含量較高的軟土，單純用水泥加固的效果較差。 土中有機(jī)質(zhì)的影響 ，兩種土樣均為某地海相沉積的淤泥質(zhì)土，%,%，圖中可見(jiàn)有機(jī)質(zhì)含量較高的水泥土強(qiáng)度高得多。7%至15%，一般情況下，不宜小于12%。從圖中我們可以看出，水泥摻入比越大，水泥土的強(qiáng)度也越大?？梢远ㄐ缘闹v，水泥和土之間的強(qiáng)制攪拌越充分，土塊粉碎得越小，水泥分布到土中越均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的離散性越小，其宏觀的總體強(qiáng)度也越高。因此，水泥土中不可避免會(huì)有強(qiáng)度較大和水穩(wěn)定性較好的水泥石區(qū)和強(qiáng)度較低的土塊區(qū)。所以加固后的水泥土中形成在大小土團(tuán)中沒(méi)有水泥，而周?chē)噍^多的情況。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。當(dāng)水泥的各種水化物生成后，有的自身繼續(xù)硬化形成水泥石骨架，有的則與周?chē)哂幸欢ɑ钚缘恼惩令w粒發(fā)生反應(yīng)。用水泥加固軟土?xí)r，水泥顆粒表面的礦物很快與軟土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣等化合物。 水泥土加固的基本原理是水泥與土經(jīng)攪拌后發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化，其主要反應(yīng)有: (1)水泥的水解和水化反應(yīng)?；炷恋挠不饕撬嘣诖旨?xì)填充料中進(jìn)行水解和水化作用，所以凝結(jié)速度較快。含有伊里石、氯化物等粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高、酸堿度較低的粘性土的加固效果較差。加固深度從數(shù)米到50一60m，國(guó)內(nèi)最大深度可達(dá)15一18m。當(dāng)采用干法施工時(shí),開(kāi)挖深度不超過(guò)5m,當(dāng)支檔高度較小或工程量較小時(shí),可能不經(jīng)濟(jì)?　　(4)墻體占地面積大,根據(jù)廣州地區(qū)經(jīng)驗(yàn),水泥攪拌樁按格柵形布置,～,～? 　　(5)水泥或石灰用量較大,以一般軟土中10m深的墻體(包括插入坑底深度)為例,每100延米,墻體約需水泥或石灰500～600t? 　　(6)成樁后需要7～10天以上的保養(yǎng)期,一般不能立即開(kāi)挖土方? 　　 深層攪拌樁的作用機(jī)理 深層攪拌樁是加固軟土地基的一種新方法，它是利用水泥、石灰等材料作固化劑通過(guò)深層攪拌機(jī)械，將軟土和固化劑(漿體或粉體)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體。深層攪拌樁支護(hù) 深層攪拌樁的特性 深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)與其他支護(hù)體系相比所具有如下優(yōu)點(diǎn)? 　　(1)施工時(shí)無(wú)振動(dòng)?無(wú)噪音?無(wú)泥漿廢水污染? 　　(2)施工操作簡(jiǎn)便?成樁工期較短?造價(jià)較低? 　　(3)基坑開(kāi)挖時(shí)一般不需要支撐拉錨,坑外不需要井點(diǎn)降水? 　　(4)隔水防滲性能好,基坑內(nèi)外可以有水位差? 　　(5)基坑內(nèi)干燥整潔,空間寬敞,有利于文明施工和安全生產(chǎn),方便后期結(jié)構(gòu)施工? 　　(6)基坑周?chē)鼗冃涡?對(duì)鄰近建筑物或地下設(shè)施影響小? 　　(7)擋墻頂面在可設(shè)置路面行駛施工車(chē)輛,而路面結(jié)構(gòu)又可增加擋墻剛度? 　　(8)同一墻體設(shè)計(jì)成變截面?變深度?變強(qiáng)度? 　　(9)有利于縮短綜合工期? 　　(10)可就近利用一部分粉煤灰等工業(yè)廢料作為固化劑的外摻劑? 深層攪拌樁擋墻在應(yīng)用上存在下列制約 　　 (1)對(duì)有機(jī)質(zhì)含量高?pH值低?初始抗剪強(qiáng)度甚低(2～3KPa)的土,或土中含伊里石?氯化物?水鋁石英等礦物及地下水具有侵蝕性時(shí),加固效果差? 　　(2)貫穿地面或地下硬土或障礙物有困難,有時(shí)可用沖水或注水下沉解決,有時(shí)難以解決需進(jìn)行地下清除障礙物? 　　(3)根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備,目前最大支檔高度約為9m,個(gè)別工程達(dá)14m,而常用的支檔高度為4～7m。深層攪拌樁厚1. 2m隔水帷幕3上海華僑大廈12028深層攪拌水泥土樁帷幕深15m4上海虹橋友誼商城5天津日?qǐng)?bào)綜合業(yè)務(wù)樓12037雜填土新近代粉質(zhì)粘土深層攪拌樁6天津交通指揮中心16陸相沉積粉質(zhì)粘土7上海環(huán)球世界商業(yè)人廈11030雜填土～ 3. 4m粉質(zhì)粘土c=21KPa ，Φ=16176。粘質(zhì)粉土c=1OKPa ,Φ=10176。通過(guò)理論分析和工程實(shí)踐證明:深層攪拌樁技術(shù)用于加固基坑被動(dòng)區(qū)土體是經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施，它能減少樁身內(nèi)力、樁身水平位移、地面沉降，防止被動(dòng)土體破壞，防止產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。深層攪拌樁技術(shù)在我國(guó)建筑業(yè)有廣泛的應(yīng)用，如下表41所示。能提高軟十承載力、減少地面沉降、防止地下水滲透。深層攪拌樁技術(shù)在國(guó)外多應(yīng)用于建筑物基礎(chǔ)處理以及在有地面荷載的工業(yè)廠房、高填方等地基的加固方面，有時(shí)也用于地下防滲墻工程用以防止地下水滲流。雖然日本深層攪拌樁技術(shù)發(fā)展比較迅速，其技術(shù)并不比我國(guó)成熟和應(yīng)用范圍也不如我國(guó)廣泛，但由于其先進(jìn)的施工設(shè)備及其市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)理念，深層攪拌樁技術(shù)在日本迅速得以推廣和應(yīng)用。我國(guó)于1977年末由交通部和冶金部協(xié)作進(jìn)行研制和開(kāi)展室內(nèi)外試驗(yàn)，并在工程中投入使用。國(guó)內(nèi)目前主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土等的加固，加固深度一般為20m左右。第4章 深層攪拌樁介紹 深層攪拌樁的發(fā)展及應(yīng)用歷史 深層攪拌樁是一種加固飽和軟粘土地基的新方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械