水泥土墙设计，应包括：方案选择；结构布置；结构讣算；水泥掺量与外加 剂配合比确定；构造处理；土方开挖；施工监测。
水泥土墙一般宜用于坑深不大于6m的基坑支护，特殊情况例外。
1. 水泥土墙布置
水泥土墙和平面布置，主要是确定支护结构的平面形状、格栅形式及局部构 造等。平面布置时宜考虑下述原则：
（1） 支护结构沿地下结构底板外围布置，支护结构与地下结构底板应保持 一定
净距，以便于底板、墙板侧模的支撑与拆除，并保证地下结构外墙板防水层 施工作业空间。
当地下结构外墙设计有外防水层时，支护结构离地下结构外墙的净距不宜小 于
800mm：当地下结构设计无外防水层时，该净距可适当减小，但不宜小于 500mm；如施
工场地狭窄，地下室设汁无外防水层且基础底板不挑出墙面时，该 净距还可减小，考虑到水泥土墙的施工偏差及支护结构的位移，净距不宜小于 200mm。此时，模板可采用砖胎模、多层夹板等不拆除模板。如地下室基础底板 挑出墙面，则可以使地下室底板边与水泥土墙的净距控制在200mm左右。
（2） 水泥土墙应尽可能避免向内的折角，而采用向外拱的折线形（图6-76）, 以
利减小支护结构位移，避免山两个方向位移而使水泥土墙内折角处产生裂缝。
图6-76水泥土墙平面形状
（a）向内折角一较为不利的形状：（b）向外拱形一较为有利的形状
1-支护结构：2-基础底板边线
（3）水泥土墙的组成通常采用桩体搭接、格栅布置，常用格栅的形式如图
6-77 o
I— ktv Bl.
⑷
(e) (/)
(g) (A) ⑴
200
200
200
It
2500
(刃)
3000
（町
(P)
图6-77典型的水泥土桩格栅式布萱
(a) n=3； (b)、(c) n=4： (h)> (d)、(e) n=5； (f)^ (g) n=6： (h) n=7： (i), (j) n=8： (k)» (1), (m) n=9； (n), (p) n=10
1) 搭接长度Ld
搅拌桩桩径6/o=700mm时，Ld 一般取200mm；
do=600mm 时，Ld —般取 150mm ； Jo=500mm 时，厶一般取 100-150mmo
水泥土桩与桩之间的搭接长度应根据挡土及止水要求设定，考虑抗渗作用 时，桩的有效搭接长度不宜小于150mm；当不考虑止水作用时，搭接宽度不宜 小于lOOmmo在土质较差时，桩的搭接长度不宜小于200mmo
2) 支护挡墙的组合宽度\"
水泥土搅拌桩搭接组合成的围护墙宽度根据桩径do及搭接长度乙1,形成一 定的模数，其宽度方可按下式讣算
b=do+ (n—1) (do—Ld)
式中b——水泥土搅拌桩组合宽度(m)；
(6-70)
do ---- 搅拌桩桩径(m)；
L.——搅拌桩之间的搭接长度(m)； n——搅拌桩搭接布置的单排数。
3) 沿水泥土墙纵向的格栅间距离厶
当格栅为单排桩时，心取1500~2500mm； 当格栅为双排桩时，心取2000~3000mm； 当格栅为多排桩时，也可相应的放大。
格栅间距应与搅拌桩纵向桩距相协调，一般为桩距的3~6倍。
图6-77为典型的水泥土桩格栅式布置形式。当采用双钻头搅拌桩机施工时, 桩的布置应尽可能使钻头方向一致，以便于施工。当发生钻头方向不一致时(图 6-98 (e)、(i)、(k)、
(m)), 一台桩机往往因钻头不可转向而无法施工，故需由 两台桩机先后施工两个不同方向的
桩体，这样先后施工的桩在搭接上质量不易控 制。
表6-71为釆用图6-77布置形式的不同桩径、不同搭接长度的水泥土墙墙体 宽度。
各种布置形式的水泥土墙墙体宽度（mm） 表6-7 \"Q 3 4 5 700 200 1700 2200 2700 3200 3700 4200 4700 5200 150 1800 2350 2900 3450 400() 4550 5100 5650 200 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 n 6 / 8 9 10 600 150 1500 1950 2400 2850 3300 3750 4200 4650 500 100 1600 2100 2600 3100 3600 4100 4600 5100 150 1200 1550 1900 2250 2600 2950 3300 3650 100 1300 1700 2100 2500 2900 3300 3700 4100 4）水泥土墙宜优先选用大直径、双钻头搅拌桩，以减少搭接接缝，加强支 护结构的整体性，
同时也可提高生产效率。国外有4钻头、6钻头甚至更多钻头 的搅拌桩机，其效果更佳。
5）根据基坑开挖深度、土压力的分布、基坑周围的环境平面布置可设计成 变宽度的
形式。
水泥土墙的剖面主要是确定挡土墙的宽度方、桩长力及插入深度加，根据基 坑开挖深度，可按下式初步确定挡土墙宽度及插入深度：
b= （0.5~0.8） h hd= （0.8-1.2） h
式中b——水泥土墙的宽度（m）；
（6-71） （6-72）
hd——水泥土墙插入基坑底以下的深度（m）： h——基坑开挖深度（m）。
当土质较好、基坑较浅时，b、加取小值；反之，应取大值。根据初定的b、 加进行支护
结构讣算，如不满足，则重新假设〃、加后再行验算，直至满足为止。
按式（6-71）估算的支护结构宽度，还应考虑布桩形式，b的取值应与按式 （6-70）
IT算的结果吻合。
如计算所得的支护结构搅拌桩桩底标高以下有透水性较大的土层，而支护结 构乂兼作止水帷幕时，桩长的设讣还应满足防止管涌及丄程所要求的止水深度， 通常可采用加长部分桩长的方法，使搅拌桩插入透水性较小的土层或加长后满足 止水要求。插入透水性较小的土层的长度可取（1~2） do,加长部分加宽度不宜 小于1/2的加长段长度并不小于1200mm （图
6-78）,以防止支护结构位移造成 加长段折断而失去止水效果。此外，加长部分在沿支护结
构纵向必须是连续的。
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KJ W 凶. * r • 图6-78采用局部加长形式保证支护结构的止水效果
1-水泥上墙；2-加长段（用于止水）；3-透水性较大的上层；4-透水性较小的上层 2. 水泥土墙计算
水泥土墙的全面讣算应包括表6-72中的内容。我国《建筑基坑支护技术规 程》JGJ
120-99规定的计算内容和方法如下所示：
水泥土墙计算内容表6-72 项目 抗倾覆稳定 抗滑动稳定 整体稳定 抗隆起稳定 抗管涌（抗渗透〉稳定 桩体强度 基底地基承载力 格柵稳定 位移 验算 必须验算 必须验算 墙体下部为软弱土层时应验算 墙体下部为软弱土层时应验算 坑底或墙体下部为砂石及砂土时应验算 基坑开挖深度较大时应验算 墙体下部为软弱土层时应验算 格栅分格较大时应验算 对支护结构及墙背土体有位移控制要求时应验算 （1）嵌固深度讣算
水泥土墙的嵌固深度设计值加的讣算，同多层支点的排桩、地下连续墙嵌 固深度设计值加的计算，亦宜按圆弧滑动简单条分法进行计算，参见图6-68, 此处不再重复。
当基坑底的土质为砂土和碎石土、而且基坑内降排水且作用有渗透水压时， 水泥土墙的嵌固深度除按圆弧滑动简单条分法计算外，尚应按图6-69所示按抗 渗透稳定条件进行验算。
当按上述方法计算的嵌固深度设计值加小于0.4A时，宜取0.4//o
（2）墙体厚度计算
水泥土墙厚度设讣值b,宜根据抗倾覆稳定条件计算确定。
1）当水泥土墙底部位于碎石土或砂土时（图6-79a），墙体厚度设计值宜按
下式确定:
图6-79水泥土墙宽度计算简图
(a)墙底位于碎石土或砂土； (b)墙底位于粘上或粉上
b> I
15 (l・2yoha》Ea厂 ZlpXEpj)
y 5ycs (h + hd) -2/o/w (2k + 3kd - hwp-2hwa) (6-73)
式中 S£ai——水泥土墙底以上基坑外侧水平荷载标准值的合力之和；
工Epj——水泥土墙底以上基坑内侧水平抗力标准值的合力之和； 加一一合力为Eai作用点至水泥土墙底的距离；
hp——合力工Ep作用点至水泥土墙底的距离；
Yes——水泥土墙的平均重度； Yw——水的重度；
/hva——基坑外侧地下水位深度；
h、、¥——基坑内侧地下水位深度。
2)当水泥土墙底部位于粘性土或粉土中时(图6-79b),墙体厚度设计值b,
宜按下列经验公式计算:
(1・2%ho2E就 - hp^Epj) Yes(人+加)
当按上述计算方法确定的水泥土墙厚度小于0.4//时，宜取0.4/?o
(6-74)
(3) 正截面承载力验算
水泥土墙疗度设计值，除应符合上述要求外，其正截面承载力尚需符合下述
要求:
1）压应力验算
1.25/o/cs^ +
器 ©CS
(6-75)
式中 Y CS——水泥土墙平均重度；
Yo一一重要性系数，见表6・64； z——山墙顶至计算截面的深度;
M——单位长度水泥土墙截面组合弯矩设计值，按式（6・56）计算;
W——水泥土墙的截面模量； /cs——水泥土开挖龄期的抗压强度设计•值。 2）拉应力验算
W
（6-76）
【例】某基坑属二级基坑，开挖深度为5.5m,地面荷载qo=2OkN/m2, 土的 内摩擦角
9=15° ,粘聚力c=8kN/m2, 土的重度丫 =18kN/m\\拟采用水泥土墙 支护结构，试计算水泥土
墙的嵌固深度及墙体厚度。
【解】按《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99 II-算。 ①嵌固深度讣算
本工程为均质粘性土且无地下水，按加=讪计算。 土层固结快剪粘聚力系数
18X5.5
根据处5査表6・68得no = O.69 则，嵌固深度为：
人0=\"人=0.69X5.5 = 3・8m 二级基坑重要性参数九取1,则嵌固深度 设计值hd为
= 0.08
hd= 1・ 10A0 = 1・10X3・8 = 4.18 (m)
取 4.5m。
②水平荷载及抗力计算
a .水平荷载 K•严風45•-于)
=tg2( 45° -号)=0.59
(XT截面处：
兀4 = % + 呱+九=% = 20 (kN/m2)
e
aik = ^aik* K就 ~~ 2ci JK応
= 20X0.59-2X8 Vo759 =-0.49 (kN/m2)
图6・80水平荷载及抗力计算简图
A\"截面处：
乙 ik= ayk + %k+ alk
=7miZi + ?o
= 18x5.5 + 20 = 119 (kN/m2)
•心 -2c JK~
= 119X0.59-2X8 70759 = 57.9 (kN/m2) 0.49 X5.5 = 0.046 (m)
57.9 + 0.49 Tzo很小，近似取％ = 0
EAi = *e；\" = *x57・9x5.5 = 159.2 (kN/m) + Aj = -y x 5.5 + 4-5 = 6.33 (m) £^ = <^^3 = 57.9X4.5 = 260.6 (kN/m)
ha2 = ~hd = -^x ^.5 = 2.25 (m) SEaf = Eai +£^ = 159.2 + 260.6 = 419.8 (kN/m)
159.2X6.33 + 260.6X2.25 = 3.8 (m) h& = 419.8
b.水平抗力
Kp严制45。+钊=1『冶+号）=1.7
AA'截面处:
弘k = °
1 1
e；,-k = 2c 斥= 2.8 >0 = 20.9 (kN/m2) Epi = ep/k* Ad = 20.9 x 4.5 = 94.1 (kN/m) ^Pi = ~^hd=.2.25 (m)
BB'截面处：
p.k = apik*^P« = 81x1-7 = 137.7 (kN/m2) Ep2 = ^e；ik・hd = + >< 137.7X4.5 = 309.8 (kN/m) hp2 = \"jhd=l.S (m) SEP； = Epi + Ep2 = 94・ 1 + 309・8 = 403・9 (kN/m) E pi h pi + E p2 \" p2 94.1X2.25 + 309.8X1.5 = 1.67 (m) hp = 403.9 ③墙体厚度 ]2 (1.2yo%aXEa, — /ip》Ep) y Yes (A + Ad) /2 (l・2x 1・0X3・8X419・8-1・67X403・9) V 19 (5.5 + 4.5) = 3.6 (m) 采用2<1）700水泥土搅拌桩，搭接200,格栅式布置，按表6・71取b = 3・70m, 共设置7排。 （4）构造要求 水泥土墙采用格栅式布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0.8,淤泥 质土不宜小于0.7； —般粘性土及砂土不宜小于0.6：格栅长宽比不宜大于2。 当水泥土墙变形不能满足要求时，宜釆用基坑内侧土体加固、水泥土墙插筋 加混凝土面板或加大嵌固深度等措施。 在软弱土层中，采用坑底加固方法对控制水泥土墙的侧向位移有显著效果。 坑底加固可采用下述儿种方法：水泥土搅拌桩、高圧喷射注浆桩、压密注浆 及分段开挖加用素混凝土垫层或设置配筋垫层等，其中水泥土搅拌桩加固运用最 为广泛，也有工程釆用水泥土搅拌桩加桩间注浆的方法。加卑垫层或设置配筋垫 层的方法往往是在工程出现未预见的过大位移及其他意外情况时才用，事前设计 很少采用。 坑底加固的布置可采用满堂布置方法（图6-81a）,也可采用坑底四周布置方 法，如：梅花形布置法（图6-81b）>格栅式布置法（图6-81C）及墩式布置法（图 6-81d）o 1 , 0.57.7 九 • ••・• ••亠♦♦ •••••••••• <• •・o・o o «c• a» •SW.hPy•叫 • ••••♦• •• a o 0 ・o. a • • •••••• ••• (c) 2 图6-81坑底加固 （a）满堂布垃：（b）梅花形布垃：（c）格栅式布置：（d）墩式布置 1-水泥上墙：2-工程桩；3-加固桩（注浆） 满堂布置一般适用于较小的基坑，加固桩多用满堂梅花形，必要时可在桩间 增设注 浆点，提高加固效果。如采用注浆方式作满堂加固，其注浆孔也可按梅花 形布置，山于注浆加固的质量离散性较大，因此，注浆孔的孔距不宜大于注浆扩 散半径的1.4倍。加固深度一般为（0.5~1.0）届。 对大面积的基坑，坑底满堂加固的工程量太大，不经济。此时，可釆用坑底 四周加固方法。四周加固宽度可取（0.4~0.8） hd，视基坑深度及土质状况而定。 加固深度也为 （0.5~1.0）加。坑边墩式布置还常用于坑内有多桩承台的惜况， 此时由于承台下桩较密， 而承台之间乂有较大间距，则可在承台之间布置墩式加 固区。 加压垫层或配筋垫层多用于意外处理等情况，当基坑开挖后发生过大位移， 此时已无法再进行水泥土搅拌桩等坑底加固措施，则可补充设计加疗垫层或配筋 垫层，必要时，还可设置反梁，利用较高强度的混凝土形成“板式支撑”，以减 少水泥土墙的位移。但应注意，采用此法必须采取“分段开挖、随挖随浇”的方 法，以减小坑底的暴露面积，否则坑底开敞面过大，位移一旦发生，再浇筑加厚 （或配筋）垫层也无济于事了。此外，由于混凝土需要一定的养护期，在进行土 方开挖时也应注意开挖进度，必要时，可适当提高垫层混凝土的强度等级或掺入 早强剂。 基坑中还经常出现不同开挖标高及“坑中坑”的情况，此时，坑底的加固不 但要考虑111外围水泥土墙的稳定及位移，还应考虑“深浅坑”或“坑中坑”的施 丄安全。这类坑底加固一般应考虑坑内本身土体的稳定，同时必须充分考虑基坑 上下二层的整体滑动稳定（图6-82）o Oj / ■ • • • • / 7 * ・\"// / 3 X/ 图 6_82 1 •上层丄体的滑移曲线：2-下层上体的滑移曲线：3-考虑上下二层的整体滑移曲线 在边长较长的水泥土墙中采用局部加墩形式，对于减小水泥土墙的位移也有 一定作用，同时，对水泥土墙的稳定也有帮助。 局部加墩的形式，可根据施工现场的条件及水泥土墙的长度分别采用间隔布 置或集中布置的形式。 间隔布置就是每隔一段距离布置一个加强墩，对边长较大的水泥土墙应采用 这一方法。一般取加强墩的长度为3~5m、墩与墩之间的间距为10~20m,加强 墩的宽度为1 ~2m,加强墩仍可采用格栅式布置（图6-83a）o 集中布置就是在挡土墙的一边的中央集中布置一个加强墩，其长度较间隔布 置要长，一般可取水泥土墙长度的1/4~1/3。边长相对较短的水泥土圉护墙可釆 用这种加墩方法（图6-83b）o 加墩设讣在水泥土墙整体稳定及抗倾覆稳定讣算时均不计其有利作用，即水 泥土墙宽度仍以未加墩处讣取。 图6-83局部加墩 （a）间隔布置：（b）中央集中布巻 水泥土墙起拱亦能有效地减少水泥土墙位移。一是利用地下结构外形尽可能 将水泥土墙设计成向外起拱的形状，有利于围护墙的稳定，并可减少位移：二是 对于较长的直线段水泥土墙，将其设计成起拱的折线，对减少位移亦有一定作用。 采用圆弧形、多边形(图6-84a、b)及带内折角的折线形改为外拱形，都是 设计中应优先考虑的布置形式。对较长直线形水泥土墙采用起拱形式。起拱大小 对减小位移有直接影响，起拱越大，对减小位移越为有利；起拱较小，其作用也 相应地减小。但前者往往会造成开挖土方量增加及圉护结构占地过大的弊病，很 大的起拱一般也不可取。起拱高度一般可按水泥土墙长度的1/100 (图6-84c)o 起拱较小有时对减小墙体位移作用不很显著，但如发生位移后对地下结构施工不 会产生操作面不够的情况，这仍是有利的。 (0) (6) 图6-84水泥土墙起拱 水泥土墙顶插筋对减小墙体位移有一定作用，特别是采用毛竹插筋或钢管插 筋作用更大。 插筋通常的形式有 (图 6-85)： 图6-85水泥土墙插筋 (a)插入钢筋:(b)墙后插入毛竹或细管：(c)墙前.墙后插入毛竹或细管 1 ■钢筋：2■毛竹或细管 1) 插入长2m左右212的钢筋，每1桩(单桩)插入1根，以后将其与墙 顶面板钢筋绑扎 连接。 2） 水泥土墙后或墙前、后插入毛竹。由于毛竹不易插入，长度一般取6m 左右，并以 插入坑底以下不小于lm为宜，毛竹竹梢的直径不宜小于40mmo过 于弯曲的毛竹在插入施工前应用火烘调直，便于插入桩内。 3） 水泥土墙后或墙前、后插入钢管。由于钢管较直，刚度也大，易于插入, 故采用 此法可根据需要增加钢管的插入深度。 水泥土搅拌桩围护结构通常在其顶部设置100~200mm厚的面板，并适当配 筋。为减小位移，将面板加厚并加强配筋，或增设较宽的冠梁，只要面板或压顶 梁与水泥土墙顶面之间能承受足够的剪力，则对于减小位移的作用是十分显著 的。在这种惜况下，面板或宽冠梁的配筋应将其作为卧梁来考虑，承受水泥土墙 传来的水平荷载。为增强面板或冠梁与水泥土墙之间的抗剪强度，可在水泥土桩 中增强插筋，此时，可采用下述方法（图6-86）： (°) 图6-86加强面板或冠梁的设置 （a）加强而板:（b）冠梁 1 ■面板：2■冠梁；3■增强插筋 1） 加大钢筋直径，如采用\"16,长度也宜适当增加。 2） 增加毛竹插筋。 3） 采用钢管或型钢插筋，如用<1>48/3.5钢管，必要时可每桩（单桩）插入1 根。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容