文章编号:1009 6825(2004) 03 0030 02
水泥土墙支护结构设计与施工
张维 吕晶
摘 要:结合具体工程实例, 从施工工艺流程、技术要求、工艺参数及施工等方面介绍了水泥土墙格栅式支护结构的设计
与施工, 经实践证明, 该方法施工速度快, 经济合理, 安全可靠, 取得了良好的效果。关键词:水泥土墙, 止水帷幕, 基坑支护中图分类号:T U 46+3
文献标识码:A
圾, 一般厚度为1. 5m~6. 5m;
#粉土:黄褐色, 稍密、稍湿, 可见零星煤屑、砾石、夹粉细砂, 为中等压缩性土层, 一般厚度为1. 0m~5. 5m; ∃粉土:黄褐色、中密、稍湿, 可见零星煤屑、砾石、夹粉细砂和粉质粘土, 中等压缩性土层, 一般厚度为3. 5m~7. 5m; %砂砾层:黄褐色, 稍密、稍湿, 分选较差, 局部夹粗砂, 夹薄层粉土, 厚度3m 。
场地内地下水为2. 5m~3m, 属潜水层无压力。地下水对混凝土无浸蚀。
引言
水泥土墙支护结构, 国内多采用格栅形式, 即重力坝式挡墙。该种支挡结构不透水, 既起支护作用, 又起止水帷幕作用, 不设支撑, 使基坑能在敞开的条件下开挖, 而使用的材料仅水泥而已。因此具有较好的经济效益, 深受欢迎, 近几年来被广泛应用于4m ~7m 深基坑围护结构。
近几年来, 山西捷远建筑实业有限公司在省内承揽了多处水泥土墙支护结构的设计与施工任务, 现结合太原柳巷商城支护结构的情况介绍如下。
1 工程概况
捷远公司在太原市最繁华地段, 号称太原的 王府井 柳巷商城承揽数万米的CF G 桩桩基的施工任务, 由于公司的价款合理、施工力量雄厚、质量好、速度快。业主又委托公司负责该工程支护结构的设计与施工任务, 该工程占地面积12000m 2。基坑开挖深度分别为5. 5m~6. 5m 。
3 支护结构设计
3. 1 支护结构形式的确定
根据场地条件和基坑周边环境, 经过方案对比, 最后确定采用格栅重力坝式水泥土挡墙作支护结构。
基坑挖土放坡1m, 基坑支护开挖深度5. 5m, 根据地质报告资料综合确定内摩擦标准值 =20&, 粘聚力标准值C =15kP a,
3
重度 =20kN /m 3, 水泥土重度 0=22kN /m , 基底摩擦系数 =0. 25。
2 工程地质报告
根据太原地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告, 场地属汾河! 级阶地, 为河流冲积地貌单元, 与基坑支护有关的地质情况分述如下:
∀杂填土:杂色, 结构松散、稍湿, 主要为建筑垃圾和生活垃 若地基为软弱土层或厚薄不均, 或上部结构荷载轻重变化悬殊时, 基础将会发生严重沉降和不均匀沉降, 其结果将使建筑物发生倾斜、开裂, 甚至倒塌等事故, 影响建筑物的正常安全使用。为此, 不但要在建筑设计时, 充分考虑地基的变形控制, 而且要在施工期间与竣工后使用期间进行系统的沉降观测。
建筑物的沉降观测对建筑物的安全使用具有重要意义。1) 沉降观测能够验证建筑工程设计与计算的准确性, 如果沉降观测时发现沉降计算偏差过大, 必须及时对原设计进行复核, 必要时要对建筑地基进行加固处理。
2) 沉降观测能够判别施工质量好坏。如果设计时采用的相
水泥土墙的嵌固深度, 因按止水帷幕设计考虑h a 为8. 50m, 桩长坡面14m, 坡里为12m 。
水泥土墙厚度的设计值, 根据JGJ 120 99规程要求, 因水泥关数据指标与设计方法都是正确的, 那么施工期间的变形情况必然和施工质量相联系, 因此可以根据沉降观测来进行质量判别与控制。
3) 一旦发生事故后, 建筑物的沉降观测可以作为分析事故原因和加固处理的依据。沉降观测对一级建筑物, 高层建筑物, 重要的、新型的或有代表性的建筑物, 体型复杂、形式特殊或构造上、使用上对不均匀沉降有严格限制的建筑物, 大型高炉、平炉以及软弱地基或地基软硬突变, 存在古河道、池塘、暗浜或局部基岩等地基上的建筑物尤其具有重要意义。
Uneven settlement prevention measures of buildings
ZHU Shu zhen
(Shanx i Br anch of China A luminum Co. L td. , H e j in 043300, China)
Abstract:T he reasons caused the uneven settlement of buildings are analy zed and from architecture desig n, construction, safet y o peration and ot her aspects cor responding measures are proposed in order to prev ent and reduce uneven settlement o f buildings. Key words:uneven settlement , measures, building
收稿日期:2003 11 26
作者简介:张 维(1963 ) , 男, 1985年毕业于山西电大工民建专业, 工程师, 山西捷远建筑实业有限公司, 山西太原 030012
吕 晶(1958 ) , 男, 1982年毕业于河北工学院岩土工程专业, 高级工程师, 山西捷远建筑实业有限公司, 山西太原 030012
土墙底部位于砂土上, 因此按如下公式确定墙体厚度:b ([10) (1. 2 0h a ∗E ai -h p ∗E pj ) ]+5 cs (h +h a ) -2 0 w (2h +3h a -h wp -2h wa ) ]1/2应按上述公式计算结果b =2. 45
150mm, 排距0. 35m, 桩距0. 35m, 水泥土墙厚度为2. 95m>0. 4(h +h 1) =2. 6m, 格栅间距2. 8m, 根据JGJ 120 99建筑基坑支护技术规程5. 4. 1条规定, 水泥土的置换率0. 683>0. 6(可以) , 格栅长宽比0. 95
主动土压力:E a 1=1/2(5. 5-2. 14) ) (20) 5. 5) 0. 49-2) 15) 0. 491/2) =55. 27kN /m;
剪应力:#=(E a 1-G 1 ) /B =-10. 35
3) 抗拉强度验算
求剪力为零处, 即最大弯矩距坑底距离x =0. 9m;
M max =1/6(h +X -Z 0) 2[r (h +X ) K a -2CK a 1/2]-1/2(1/2∋r ∋X 2∋K p +2CK P 1/2∋X ) =101. 86kN ∋m/m;
挡墙最大拉应力:∀ma x =6M max /B 2=70. 23kPa
4 支护结构施工工艺4. 1 工艺流程
施工工艺流程:场地平整, 测量放线, 桩机就位, 旋转钻进, 喷浆提升, 重复搅拌, 结束移位。
3. 2 支护结构计算3. 2. 1 土压力计算
1) 主动土压力系数:K a =tg n 2(45&-! /2) =tg n 235&=0. 49; 主动土压力等于零处距地表深度:Z 0=2C/ K a 1/2=(2) 15) /20) 0. 491/2=2. 14m; 主动土压力:
E a =1/2(H -Z 0) ( H K a -2CK
a 1/2
4. 2 工艺参数
主要技术参数:钻机速度1. 14m/min~1. 49m/min, 旋转速
度21r /min~52r /min, 喷浆提升速度∀−0. 5m/min, 喷浆压力为0. 3M Pa~0. 35M Pa 。
) =689. 07kN/m;
主动力臂:h a =1/3(H -Z 0) =3. 95m 。
2) 被动土压力系数:K p =tg n 2(45&+! /2) =tg n 255&=2. 039;
1/2被动土压力:E p =1/2 h 2h a =1837. 35kN/m; a K p +2CK p
4. 3 工程量
总桩数为4630根, 总延米约为60000m, 施工作业为40d 。
坑底处被动土压力:e p 1=2CK p 1/2=42. 84kPa;
墙底处被动土压力:e p 2= h a K p +2CK p 1/2=389. 47kPa; 被动力臂:h p =[1/2e p 1h a 2+1/6(e p 2-e p 1) h a 2]/E p =3. 11m 。3) 挡墙自重:G = H ) 1. 25+ 0) 0. 85) 14+ 0) 0. 85) 12=836. 20kN /m 。G 1、G 2对墙趾A 的重心矩分别为:
B G 1=B 1/2=0. 85/2=0. 425m; B G 2=B 1+B 2/2=1. 9m 。
G 的重心距b 为:b =(G 1B G 1+G 2-B G 2) /G =1. 427m 。
4. 4 质量保证措施
1) 严格按照有关规程、规范设计图纸及施工方案施工。2) 加强科学管理, 严格执行ISO 9000 2000标准, 强化质量意识。
3) 自觉接受监理工程师监督, 虚心接受意见, 及时整改, 保证
工程质量, 可持续发展。
4) 保证桩身垂直偏差不大于1. 5%, 钻机移位时, 准确测量桩间距, 确保相邻桩之间的搭接不小于100mm, 桩底标高. 200mm, 桩位偏差小于50mm, 桩径小于0. 04D =20mm, 28d 水泥土的强度不小于1M Pa 。
5) 岗位责任制, 树立质量是企业生命的观点, 明确岗位责任, 奖罚分明。
3. 2. 2 抗倾覆验算
K 0=(E p h pa +Gb ) /E a h a =2. 01>1. 5, 安全。
3. 2. 3 抗滑稳定验算
K c =(E p +G ) /E a =2. 97>1. 3, 安全。
5 结语
基坑开挖由土建方进行, 基坑挖至底标高后, 支护结构止水帷幕均正常, 事实证明, 此方案安全可靠, 经济合理。参考文献:
[1]JG J 120 99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[2]叶方麟. 地基处理工程实例应用手册[M ]. 中国建筑工业出版
社, 1998. [3]陈忠汉, 程丽萍. 深基坑工程[M ]. 北京:机械工业出版社,
1999.
3. 2. 4 墙身应力验算
根据室内资料分析, 每米水泥喷量为50kg , 30d 的抗压强度大于1M Pa, 抗剪强度大于100kPa, 抗拉强度∀t =200kPa 。
1) 法向压力验算(取底断面处)
水泥土挡墙自重:G 1=1. 25) 20) 5. 5+1. 7) 2. 2) 5. 5=343. 20kN /m;
压应力:∀=G 1/B =116. 34kPa
2) 剪应力验算(取坑底断面处)
Design and construction of soil cement wall for bearing structure
ZHANG Wei LV Jing
(Shanx i Jieyuan Construction I ndustry Co. Ltd. , T aiyuan 030012, China)
Abstract:Combined w ith practical wor k the desig n and construction of so il cement wall fo r bearing structure w ith gr id ty pe are intro duced from construction technolog y, technical requir ements, technological parameters and ot her aspects. Application acquired good effect. Key words:so il cement w all, water resisting curtain, foundation pit support
文章编号:1009 6825(2004) 03 0030 02
水泥土墙支护结构设计与施工
张维 吕晶
摘 要:结合具体工程实例, 从施工工艺流程、技术要求、工艺参数及施工等方面介绍了水泥土墙格栅式支护结构的设计
与施工, 经实践证明, 该方法施工速度快, 经济合理, 安全可靠, 取得了良好的效果。关键词:水泥土墙, 止水帷幕, 基坑支护中图分类号:T U 46+3
文献标识码:A
圾, 一般厚度为1. 5m~6. 5m;
#粉土:黄褐色, 稍密、稍湿, 可见零星煤屑、砾石、夹粉细砂, 为中等压缩性土层, 一般厚度为1. 0m~5. 5m; ∃粉土:黄褐色、中密、稍湿, 可见零星煤屑、砾石、夹粉细砂和粉质粘土, 中等压缩性土层, 一般厚度为3. 5m~7. 5m; %砂砾层:黄褐色, 稍密、稍湿, 分选较差, 局部夹粗砂, 夹薄层粉土, 厚度3m 。
场地内地下水为2. 5m~3m, 属潜水层无压力。地下水对混凝土无浸蚀。
引言
水泥土墙支护结构, 国内多采用格栅形式, 即重力坝式挡墙。该种支挡结构不透水, 既起支护作用, 又起止水帷幕作用, 不设支撑, 使基坑能在敞开的条件下开挖, 而使用的材料仅水泥而已。因此具有较好的经济效益, 深受欢迎, 近几年来被广泛应用于4m ~7m 深基坑围护结构。
近几年来, 山西捷远建筑实业有限公司在省内承揽了多处水泥土墙支护结构的设计与施工任务, 现结合太原柳巷商城支护结构的情况介绍如下。
1 工程概况
捷远公司在太原市最繁华地段, 号称太原的 王府井 柳巷商城承揽数万米的CF G 桩桩基的施工任务, 由于公司的价款合理、施工力量雄厚、质量好、速度快。业主又委托公司负责该工程支护结构的设计与施工任务, 该工程占地面积12000m 2。基坑开挖深度分别为5. 5m~6. 5m 。
3 支护结构设计
3. 1 支护结构形式的确定
根据场地条件和基坑周边环境, 经过方案对比, 最后确定采用格栅重力坝式水泥土挡墙作支护结构。
基坑挖土放坡1m, 基坑支护开挖深度5. 5m, 根据地质报告资料综合确定内摩擦标准值 =20&, 粘聚力标准值C =15kP a,
3
重度 =20kN /m 3, 水泥土重度 0=22kN /m , 基底摩擦系数 =0. 25。
2 工程地质报告
根据太原地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告, 场地属汾河! 级阶地, 为河流冲积地貌单元, 与基坑支护有关的地质情况分述如下:
∀杂填土:杂色, 结构松散、稍湿, 主要为建筑垃圾和生活垃 若地基为软弱土层或厚薄不均, 或上部结构荷载轻重变化悬殊时, 基础将会发生严重沉降和不均匀沉降, 其结果将使建筑物发生倾斜、开裂, 甚至倒塌等事故, 影响建筑物的正常安全使用。为此, 不但要在建筑设计时, 充分考虑地基的变形控制, 而且要在施工期间与竣工后使用期间进行系统的沉降观测。
建筑物的沉降观测对建筑物的安全使用具有重要意义。1) 沉降观测能够验证建筑工程设计与计算的准确性, 如果沉降观测时发现沉降计算偏差过大, 必须及时对原设计进行复核, 必要时要对建筑地基进行加固处理。
2) 沉降观测能够判别施工质量好坏。如果设计时采用的相
水泥土墙的嵌固深度, 因按止水帷幕设计考虑h a 为8. 50m, 桩长坡面14m, 坡里为12m 。
水泥土墙厚度的设计值, 根据JGJ 120 99规程要求, 因水泥关数据指标与设计方法都是正确的, 那么施工期间的变形情况必然和施工质量相联系, 因此可以根据沉降观测来进行质量判别与控制。
3) 一旦发生事故后, 建筑物的沉降观测可以作为分析事故原因和加固处理的依据。沉降观测对一级建筑物, 高层建筑物, 重要的、新型的或有代表性的建筑物, 体型复杂、形式特殊或构造上、使用上对不均匀沉降有严格限制的建筑物, 大型高炉、平炉以及软弱地基或地基软硬突变, 存在古河道、池塘、暗浜或局部基岩等地基上的建筑物尤其具有重要意义。
Uneven settlement prevention measures of buildings
ZHU Shu zhen
(Shanx i Br anch of China A luminum Co. L td. , H e j in 043300, China)
Abstract:T he reasons caused the uneven settlement of buildings are analy zed and from architecture desig n, construction, safet y o peration and ot her aspects cor responding measures are proposed in order to prev ent and reduce uneven settlement o f buildings. Key words:uneven settlement , measures, building
收稿日期:2003 11 26
作者简介:张 维(1963 ) , 男, 1985年毕业于山西电大工民建专业, 工程师, 山西捷远建筑实业有限公司, 山西太原 030012
吕 晶(1958 ) , 男, 1982年毕业于河北工学院岩土工程专业, 高级工程师, 山西捷远建筑实业有限公司, 山西太原 030012
土墙底部位于砂土上, 因此按如下公式确定墙体厚度:b ([10) (1. 2 0h a ∗E ai -h p ∗E pj ) ]+5 cs (h +h a ) -2 0 w (2h +3h a -h wp -2h wa ) ]1/2应按上述公式计算结果b =2. 45
150mm, 排距0. 35m, 桩距0. 35m, 水泥土墙厚度为2. 95m>0. 4(h +h 1) =2. 6m, 格栅间距2. 8m, 根据JGJ 120 99建筑基坑支护技术规程5. 4. 1条规定, 水泥土的置换率0. 683>0. 6(可以) , 格栅长宽比0. 95
主动土压力:E a 1=1/2(5. 5-2. 14) ) (20) 5. 5) 0. 49-2) 15) 0. 491/2) =55. 27kN /m;
剪应力:#=(E a 1-G 1 ) /B =-10. 35
3) 抗拉强度验算
求剪力为零处, 即最大弯矩距坑底距离x =0. 9m;
M max =1/6(h +X -Z 0) 2[r (h +X ) K a -2CK a 1/2]-1/2(1/2∋r ∋X 2∋K p +2CK P 1/2∋X ) =101. 86kN ∋m/m;
挡墙最大拉应力:∀ma x =6M max /B 2=70. 23kPa
4 支护结构施工工艺4. 1 工艺流程
施工工艺流程:场地平整, 测量放线, 桩机就位, 旋转钻进, 喷浆提升, 重复搅拌, 结束移位。
3. 2 支护结构计算3. 2. 1 土压力计算
1) 主动土压力系数:K a =tg n 2(45&-! /2) =tg n 235&=0. 49; 主动土压力等于零处距地表深度:Z 0=2C/ K a 1/2=(2) 15) /20) 0. 491/2=2. 14m; 主动土压力:
E a =1/2(H -Z 0) ( H K a -2CK
a 1/2
4. 2 工艺参数
主要技术参数:钻机速度1. 14m/min~1. 49m/min, 旋转速
度21r /min~52r /min, 喷浆提升速度∀−0. 5m/min, 喷浆压力为0. 3M Pa~0. 35M Pa 。
) =689. 07kN/m;
主动力臂:h a =1/3(H -Z 0) =3. 95m 。
2) 被动土压力系数:K p =tg n 2(45&+! /2) =tg n 255&=2. 039;
1/2被动土压力:E p =1/2 h 2h a =1837. 35kN/m; a K p +2CK p
4. 3 工程量
总桩数为4630根, 总延米约为60000m, 施工作业为40d 。
坑底处被动土压力:e p 1=2CK p 1/2=42. 84kPa;
墙底处被动土压力:e p 2= h a K p +2CK p 1/2=389. 47kPa; 被动力臂:h p =[1/2e p 1h a 2+1/6(e p 2-e p 1) h a 2]/E p =3. 11m 。3) 挡墙自重:G = H ) 1. 25+ 0) 0. 85) 14+ 0) 0. 85) 12=836. 20kN /m 。G 1、G 2对墙趾A 的重心矩分别为:
B G 1=B 1/2=0. 85/2=0. 425m; B G 2=B 1+B 2/2=1. 9m 。
G 的重心距b 为:b =(G 1B G 1+G 2-B G 2) /G =1. 427m 。
4. 4 质量保证措施
1) 严格按照有关规程、规范设计图纸及施工方案施工。2) 加强科学管理, 严格执行ISO 9000 2000标准, 强化质量意识。
3) 自觉接受监理工程师监督, 虚心接受意见, 及时整改, 保证
工程质量, 可持续发展。
4) 保证桩身垂直偏差不大于1. 5%, 钻机移位时, 准确测量桩间距, 确保相邻桩之间的搭接不小于100mm, 桩底标高. 200mm, 桩位偏差小于50mm, 桩径小于0. 04D =20mm, 28d 水泥土的强度不小于1M Pa 。
5) 岗位责任制, 树立质量是企业生命的观点, 明确岗位责任, 奖罚分明。
3. 2. 2 抗倾覆验算
K 0=(E p h pa +Gb ) /E a h a =2. 01>1. 5, 安全。
3. 2. 3 抗滑稳定验算
K c =(E p +G ) /E a =2. 97>1. 3, 安全。
5 结语
基坑开挖由土建方进行, 基坑挖至底标高后, 支护结构止水帷幕均正常, 事实证明, 此方案安全可靠, 经济合理。参考文献:
[1]JG J 120 99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[2]叶方麟. 地基处理工程实例应用手册[M ]. 中国建筑工业出版
社, 1998. [3]陈忠汉, 程丽萍. 深基坑工程[M ]. 北京:机械工业出版社,
1999.
3. 2. 4 墙身应力验算
根据室内资料分析, 每米水泥喷量为50kg , 30d 的抗压强度大于1M Pa, 抗剪强度大于100kPa, 抗拉强度∀t =200kPa 。
1) 法向压力验算(取底断面处)
水泥土挡墙自重:G 1=1. 25) 20) 5. 5+1. 7) 2. 2) 5. 5=343. 20kN /m;
压应力:∀=G 1/B =116. 34kPa
2) 剪应力验算(取坑底断面处)
Design and construction of soil cement wall for bearing structure
ZHANG Wei LV Jing
(Shanx i Jieyuan Construction I ndustry Co. Ltd. , T aiyuan 030012, China)
Abstract:Combined w ith practical wor k the desig n and construction of so il cement wall fo r bearing structure w ith gr id ty pe are intro duced from construction technolog y, technical requir ements, technological parameters and ot her aspects. Application acquired good effect. Key words:so il cement w all, water resisting curtain, foundation pit support