7.4 型钢水泥土搅拌墙
7.4.1 型钢水泥土搅拌墙设计应符合下列规定:
图7.3.4 钻孔咬合桩构造图
1 型钢水泥土搅拌墙应主要用于填土、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、饱和黄土等地层。对淤泥、泥炭土、有机质土以及地下水具有腐蚀性和无工程经验的地区,应通过现场试验确定其适用性。
2 型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩的直径宜采用650mm,850mm,1000mm。
3 型钢水泥土搅拌墙的选型应根据竖井开挖深度、周边的环境条件、场地工程地质和水文地质条件、竖井形状与规模、支撑或锚杆体系的设置等情况综合确定。
4 型钢水泥土搅拌墙的计算变形容许值应根据周边环境条件和竖井开挖深度综合确定。
7.4.2 型钢水泥土搅拌墙中的三轴水泥搅拌桩和型钢应符合下列规定:
1 搅拌桩28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求,且不应小于0.5MPa。
2 水泥应采用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥,材料用量和水灰比应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定,并宜符合表7.4.2的规定。计算水泥用量时,被搅拌土体的体积可按搅拌桩单桩圆形截面面积与深度的乘积计算。在型钢依靠自重和必要的辅助设备可插入到位的前提下水灰比宜取小值。
表7.4.2 三轴水泥土搅拌桩材料用量和水灰比
土质条件 | 单位被搅拌土体中的材料用量 | 水灰比 | |
水泥(kg/m3) | 膨润土(kg/m3) | ||
黏性土 | ≥360 | 0~5 | 1.5~2.0 |
砂性土 | ≥325 | 5~10 | 1.5~2.0 |
砂砾土 | ≥290 | 5~15 | 1.2~2.0 |
3 在填土、淤泥质土等特别软弱的土中以及在较硬的砂性土、砂砾土中,钻进速度较慢时,水泥用量宜适当提高。
4 内插型钢宜采用Q235B和Q345B级钢,规格、型号及有关要求宜按现行国家标准《热轧H型钢和部分T型钢》GB/T 11263和国家现行标准《焊接H型钢》YB 3301选用。
7.4.3 型钢水泥土搅拌墙中的搅拌桩可作为截水帷幕,搅拌桩应采用套接一孔法施工。其抗渗性能应满足墙体自防渗要求。在砂性土中搅拌桩施工宜外加膨润土。
7.4.4 型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定,常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种,如图7.4.4所示。
7.4.5 型钢水泥土搅拌墙设计计算应符合下列规定:
1 支护结构的计算与验算应包括下列内容:
1)内力和变形按本规范第5.2节、第5.3节计算。
2)内插型钢的截面承载力验算,见本规范附录E.1。
3)桩身局部受剪承载力验算,见本规范附录E.2。
4)坑底抗隆起稳定性验算。
5)抗渗流稳定性验算。
6)竖井外土体变形估算。
2 型钢水泥土搅拌墙的墙体计算抗弯刚度,只应计算内插型钢的截面刚度,在进行支护结构内力和变形计算以及竖井抗隆起、抗倾覆、整体稳定性等各项稳定性分析时,支护结构的深度应取型钢的插入深度,不应计入型钢端部以下水泥土搅拌桩的作用。
3 水泥土搅拌桩的入土深度,除应满足型钢插入要求外,尚应满足竖井抗渗流稳定性的要求。
图7.4.4 内插型钢布置形式
D—搅拌桩直径;b—搅拌桩中心间距
7.4.6 型钢水泥土搅拌墙构造设计应符合下列要求:
1 搅拌桩应符合下列规定:
1)搅拌桩达到设计强度,且龄期不小于28d后方可进行竖井开挖。
2)搅拌桩的入土深度宜比型钢的插入深度大0.5m~1.0m。
3)搅拌桩体的垂直度不应大于1/200。
2 型钢水泥土搅拌墙中内插劲性芯材宜采用H型钢,H型钢截面型号宜按下列规定选用:
1)当搅拌桩直径为650mm时,内插H型钢截面宜采用HM500×300,HN500×200。
2)当搅拌桩直径为850mm时,内插H型钢截面宜采用HN700×300。
3)当搅拌桩直径为1000mm时,内插H型钢截面宜采用HN800×300,HN850×300。
3 型钢水泥土搅拌墙中内插型钢应符合下列规定:
1)内插型钢的垂直度不应大于1/20。
2)当型钢采用钢板焊接而成时,应按国家现行标准《焊接H型钢》YB 3301的有关要求焊接成型。
3)型钢宜采用整材;当需采用分段焊接时,应采用坡口焊等强焊接。对接焊缝的坡口形式和要求应符合国家现行标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81的有关规定,焊缝质量等级不应低于二级。单根型钢中焊接接头不宜超过2个,焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处;相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开布置,错开距离不宜小于1m,且型钢接头距离竖井底面不宜小于2m。
4)对周边环境条件要求较高,桩身在粉土、砂性土等透水性较强的土层中或对搅拌桩抗裂和抗渗要求较高时,宜增加型钢插入密度。
5)型钢水泥土搅拌墙的转角部位宜插型钢。
4 型钢水泥土搅拌墙的顶部应设置封闭的钢筋混凝土冠梁。冠梁的高度和宽度应由设计计算确定,计算时应考虑型钢穿过对冠梁截面的削弱影响,同时应满足起拔型钢时的需要,并应符合下列规定:
1)冠梁截面高度不应小于600mm,截面宽度宜比搅拌桩直径大350mm。
2)内插型钢应锚入冠梁,冠梁主筋应避开型钢设置。型钢顶部高出冠梁顶面不应小于500mm,型钢与冠梁间的隔离材料应采用不易压缩的材料。
3)冠梁的箍筋宜采用四肢箍,直径不宜小于8mm,间距不应大于200mm;由于内插型钢而未能设置封闭箍筋的部位宜在型钢翼缘外侧设置封闭箍筋予以加强。
5 在型钢水泥土搅拌墙中搅拌桩桩径变化处或型钢插入密度变化处,搅拌桩桩径较大区段或型钢插入密度较大区段宜作适当延伸过渡。