某大學建筑施工技術講座課件

第三節(jié)土壁支護[目的要求]了解:深層攪拌法水泥土樁擋墻施工工藝，鋼筋水泥樁排樁擋墻的形式，單錨鋼板樁常見的工程事故及其原因，支護結構的破壞形式，土層錨桿施工工藝。

熟悉：地下連續(xù)墻施工工藝原理，鋼板樁類型及施工工藝。

掌握：基槽支撐的形式，土層錨桿的構造、類型。

[講授重點]鋼板樁類型及施工工藝，土層錨桿的構造、類型。

[講授難點]深層攪拌法水泥土樁擋墻施工工藝，地下連續(xù)墻施工工藝原理。

[講授內容]

土壁支撐根據基坑（槽）的寬度及深度大小采用不同形式表1-3。

1、深層攪拌法水泥土樁擋墻

深層攪拌法是利用特制的深層攪拌機在邊坡土體需要加固的范圍內，將軟土與固化劑強制拌合，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強度的水泥加固土，又稱為水泥土攪拌樁。

深層攪拌法利用的固化劑為水泥漿或水泥砂漿，水泥的摻量為加固土重的

7％

～15％，水泥砂漿的配合比為1：1或

1：2。

A、深層攪拌機

它是深層攪拌水泥土樁施工的主要機械。目前國內外應用的有中心管噴漿方式和葉片噴漿方式。前者的輸漿方式中的水泥漿是從兩根攪拌軸之間的另一根管子輸出，不影響攪拌均勻度，可適用于多種固化劑；后者是使水泥漿從葉片上若干個小孔噴出，使水泥漿與土體混合較均勻，適用于大直徑葉片和連續(xù)攪拌，但因噴漿孔小易堵塞，它只能使用純水泥漿而不能采用其它固化劑。

圖1—26為SJB-1型深層攪拌機，它采用雙攪拌軸中心管輸漿方式。

圖1—27是利用進口鉆機改裝的GZB-600型深層攪拌機，它采用單軸攪拌、葉片噴漿方式。

深層攪拌水泥土樁擋墻的施工工藝流程如圖1—28。

（1）定位

用起重機懸吊攪拌機到達指定樁位，對中。

（2）預拌下沉

待深層攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉。

（3）制備水泥漿

待深層攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

（4）提升、噴漿、攪拌

待深層攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基，且邊噴漿、邊攪拌，同時按設計確定的提升速度提升深層攪拌機。

圖1—28施工工藝流程

（a）定位；（b）預攪下沉；（c）噴漿攪拌上升；

（d）重復攪拌下沉；（e）重復攪拌上升；（f）完畢

（5）重復上下攪拌

為使土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計深度后再提升出地面。樁體要互相搭接200毫米，以形成整體。

（6）清洗、移位

向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清除全部管路中殘存的水泥漿，并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。移位后進行下一根樁的施工。

C、深層攪拌水泥土樁擋墻，宜用425號水泥，摻灰量應不小于10%，以12~15%為宜，橫截面宜連續(xù)，形成封閉的實體（圖1—29）或格狀結構（圖1—30）。

圖1—29

深層攪拌水泥土樁擋墻（格狀連續(xù)壁）

圖1—30

深層攪拌水泥土樁擋墻（塊狀連續(xù)壁）

D、提高深層攪拌水泥土樁擋墻支護能力的措施

深層攪拌水泥土樁擋墻屬重力式支護結構，主要由抗傾覆、抗滑移和抗剪強度控制截面和入土深度。目前這種支護的體積都較大，為此可采取下列措施：

（1）卸荷

如條件允許可將頂部的土挖去一部分，以減少主動土壓力。

（2）加筋

可在新攪拌的水泥土樁內壓入竹筋等，有助于提高其穩(wěn)定性。但加筋與水泥土的共同作用問題有待研究。

（3）起拱

漿水泥土擋墻作成拱行，在拱腳處設鉆孔灌注樁，可大大提高支護能力，減小擋墻的截面?；驅τ谶呴L大的基坑，于邊長中部適當起拱以減少變形。目前這種型式的水泥土擋墻已在工程中應用。

（4）擋墻變厚度

對于矩行基坑，由于邊腳效應，在角部的主動土壓力有所減小。為此于角部可將水泥土擋墻的厚度適當減薄，以節(jié)約投資。

2、旋噴樁擋墻

又叫高壓噴射注漿法

旋噴樁擋墻是利用工程鉆機鉆孔至設計標高后，將鉆桿從地基深處逐漸上提，同時利用安裝在鉆桿端部的特殊噴嘴，向周圍土體噴射固化劑，將軟土與固化劑強制混合，使其膠結硬化后在地基中形成直徑均勻的圓柱體。該固化后的圓柱體稱為旋噴樁。樁體相連形成帷幕墻，用作支護結構。

（二）非重力式支護墻類型

1、H型鋼支柱擋板支護擋墻

這種支護擋墻支柱按一定間距打入土中，支柱之間設木擋板或其它擋土設施（隨開挖逐步加設），支護和擋板可回收使用，較為經濟。它適用于土質較好地下水位較低的地區(qū)，國外應用較多，國內亦有應用。如北京京城大廈深23.5m的深基坑即用這種支護結構，將長27m的488mm×300mm的H型鋼按1.1m間距打入土中，用三層土錨拉固。

2、鋼板樁

（1）槽形鋼板樁

這是一種簡易的鋼板樁支護擋墻，由槽鋼正反扣搭接組成。槽鋼長6~8M，型號由計算確定。由于其抗彎能力較弱，用于深度不超過4M的基坑，頂部設一道支撐或拉錨。

（2）熱軋鎖口鋼板樁

型式有：U型

圖1—33（a）,Z型圖1—33（b）(又叫“波浪型”或“拉森型”；一字型

圖1—33（c）（又叫平板樁）；組合型圖1—33（d）。

圖1—33常用鋼板樁截面形式

（a）Z型；（b）U型；（c）一字型；（d）組合型

常用者為U型和Z型兩種，基坑深度很大時才用組合型。一字型在建筑施工中基本上不用，在水工等結構施工中有時用來圍成圓形墩隔墻。U型鋼板樁可用于開挖深度5~10米的基坑，目前在上海等地區(qū)廣泛使用。由于一次性投資較大，多以租賃方式租用，用后拔出歸還。在軟土地基地區(qū)鋼板樁打設方便，有一定擋水能力，施工迅速，且打設后可立即開挖，當基坑深度不太大時往往是考慮的方案之一。

（3）單錨鋼板樁常見的工程事故及其原因：

1）鋼板樁的入土深度不夠

當鋼板樁長度不足或由于挖土超深或基底土過于軟弱，在土壓力作用下，可能使鋼板樁入土部分向外移動，使鋼板樁繞拉錨點轉動失效，坑壁滑坡。圖1—34（a）。

圖1—34單錨鋼板樁破壞情況及原因

（a）板樁的入土深度不足（b）板樁截面太小（c）錨碇設置在土體破壞稜體以內

1—板樁；2—拉桿；3—錨碇；4—堆土；5—破壞面；

2）鋼板樁本身剛度不足

由于鋼板樁截面太小，剛度不足，在土壓力作用下失穩(wěn)而彎曲破壞圖（b）。

3）拉錨的承載力不夠或長度不足

拉錨承載力過低被拉斷，或錨碇位于土體滑動面內而失去作用，使鋼板樁在土壓力作用下向前傾倒圖（c）。

因此，對于單錨鋼板樁，入土深度、錨桿拉力和截面彎矩被稱為單錨鋼板樁設計的“三要素”。

（4）鋼板樁的施工

①鋼板樁打設前的準備工作

（A）鋼板樁的檢驗與矯正

1)表面缺陷矯正

先清洗缺陷附近表面的銹蝕和油污，然后用焊接修補的方法補平，再用砂輪磨平。

2)端部矩形比矯正

一般用氧乙炔切割樁端，使其與軸線保持垂直，然后再用砂輪對切割面進行磨平修整。當修整量不大時，也可直接采用砂輪進行修理。

3)樁體撓曲矯正

腹向彎曲矯正是將鋼板樁彎曲段的兩端固定在支承點上，用設置在龍門式頂梁架上的千斤頂頂在鋼板樁凸處進行冷彎矯正，側向彎曲矯正通常在專門的矯正平臺上進行，將鋼板樁彎曲段的兩端固定在矯正平臺的支座上，設置在鋼板樁彎曲段側面的矯正平臺上面間隔一定距離設置千斤頂，用千斤頂頂壓鋼板樁彎凸處進行冷彎矯正。

4)樁體扭曲矯正

這種矯正較復雜，可視扭曲情況，采用3)中的方法矯正。

5)樁體截面局部變形矯正

對局部變形處用千斤頂頂壓，大錘敲擊與氧乙炔焰熱烘相結合的方法進行矯正。

6)鎖口變形矯正

用標準鋼板樁作為鎖口整形胎具，采用慢速卷揚機牽拉調整處理，或采用氧乙炔焰熱烘和大錘敲擊胎具推進的方法進行調直處理。

（B）導架安裝為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設置一定剛度的、堅固的導架，亦稱；“施工圍檁”。

導架通常由導梁和圍檁樁等組成，它的形式，在平面上有單面和雙面之分，在高度上有單層和雙層之分。一般常用的是單層雙面導架；圍檁樁的間距一般為2.5~3.5m，雙面圍檁之間的間距一般比板樁墻厚度大8—15mm。

導架的位置不能與鋼板樁相碰。圍檁樁不能隨著鋼板樁的打設而下沉或變形。導梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高工效，要用經緯儀和水平儀控制導梁的位置和標高（圖1—35）。

圖1—35

導架及屏風式打入法

1—圍檁樁；2—導梁；3—兩端先打入的定位鋼板樁。

（C）沉樁機械的選擇

②鋼板樁的打設

1)鋼板樁打設方式選擇

(A)單獨打入法

這種方法是從板樁墻的一角開始，逐塊(或兩塊為一組)打設，直至工程結束。這種打入方法簡便、迅速，不需要其他輔助支架。但是易使板樁向一側傾斜，且誤差積累后不易糾正。為此，這種方法只適用于板樁墻要求不高，且板樁長度較小(如小于10m}的情況。

(B)屏風式打入法

這種方法是將10—20根鋼板樁成排插入導架內，呈屏風狀，然后再分批施打。施打時先將屏風墻兩端的鋼板樁打至設計標高或一定深度，成為定位板樁，然后在中間按順序分1／3、1／2板樁高度呈階梯狀打入(圖1—35)。

這種打樁方法的優(yōu)點是可以減少傾斜誤差積累，防止過大的傾斜，而且易于實現封閉合攏，能保證板樁墻的施工質量。其缺點是插樁的自立高度較大，要注意插樁的穩(wěn)定和施工安全，一般情況下多用這種方法打設板樁墻，它耗費的輔助材料不多，但能保證質量。

鋼板樁打設允許誤差：樁頂標高±100mm，板樁軸線偏差±100mmj板樁垂直度1%。

2)鋼板樁的打設

先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊。在打樁過程中，為保證鋼板樁的垂直度，用兩臺經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心線平面位移，可在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡

板，阻止板樁位移。同時在圍檁上預先算出每塊板塊的位置，以便隨時檢查校正。

鋼板樁分幾次打入，如第一次由20m高打至15m,第二次則打至10rn，第三次打至導梁高度，待導架拆除后第四次才打至設計標高。

打樁時，開始打設的第一，二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m應測量一次。

3）鋼板樁的拔除

3、鋼筋水泥樁排樁擋墻

常用直徑500-1000毫米，計算確定，做成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈粱。

圖1一38為鋼筋混凝土灌注樁灌注樁的布置形式。

圖1—38鋼筋混凝土灌注樁的布置形式

雙排式灌注樁支護結構一般采用直徑較小的灌注樁作雙排布置，樁頂用圈梁連接，形成門式結構以增強擋土能力。當場地條件許可，單排樁懸臂結構剛度不足時，可采用雙排樁支護結構。這種結構的特點是水平剛度大，位移小，施工方便。

雙排樁在平面上可按三角形布置，也可按矩形布置(圖1一39)。前后排樁距δ=1．5

～3．0(中心距)，樁項連梁寬度為(6+d+20>，即比雙排樁稍寬一點。

圖1—39雙排樁擋土結構

（a）三角形布置（b）矩形布置

4、地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻施工工藝原理

地下連續(xù)墻施工工藝，即在工程開挖土方之前，用特制的挖槽機械在泥漿護壁的情況下每次開挖一定長度(一個單元槽段)的溝槽，待開挖至設計深度并清除沉淀下來的泥渣后，將在地面上加工好的鋼筋骨架(一般稱為鋼筋籠)用起重機械吊放入充滿泥漿的溝槽內，用導管向溝槽內澆筑混凝土，由于混凝土是由溝槽底部開始逐漸向上澆筑，所以隨著混凝土的澆筑即將泥漿置換出來，待混凝土澆至設計標高后，一個單元槽即施工完畢。各個單元槽之間由特制的接頭連接，形成連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻，圖1—40。

圖1—40

接頭管接頭的施工程序(a)開挖槽段；(b)吊放接頭管和鋼筋籠；

(c)澆筑混凝土；

(d)拔出接頭管；(e)形成接頭1一導墻；2一已澆筑混

凝土的單元槽段；3一開挖的槽段；4一未開挖的槽段；5—接頭管；6—鋼筋籠；7一正澆筑混凝土的單元槽段；8—接頭管拔出后的孔洞。

（三）支護結構的破壞形式

1、非重力式支護結構的破壞

⑴非重力式支護結構的強度破壞

①拉錨破壞或支撐壓曲（1—46a）

②支護墻底部走動（1—46b）

③支護墻的平面變形過大或彎曲破壞（1—46c）

⑵非重力式支護結構的穩(wěn)定性破壞

①墻后土體整體滑動失穩(wěn)（1—46d）

②坑底隆起（1—46e）

③管涌（1—46f）

2、重力式支護結構的破壞亦包括強度破壞和穩(wěn)定性破壞兩方面。其強度破壞只有水泥土抗剪強度不足，產生剪切破壞，為此需驗算最大剪應力處的墻身應力。其穩(wěn)定性破壞包括以下幾類：

（1）傾覆

（2）滑移

（3）土體整體滑動失穩(wěn)

（4）坑底隆起

（5）管涌

圖1—46

非重力式支護結構的破壞形式

(a)拉錨破壞或支撐壓曲；(b)底部走動；(c)平面變形過大或彎曲破壞；

(d)墻后土體整體滑動失穩(wěn)；(e)坑底隆起；(f)管涌

（四）拉錨

拉錨是通過鋼筋或鋼絲繩一端固定在支護板上的腰梁上，另一端固定在錨碇上，中間設置花藍螺絲以調整拉桿長度。

錨碇的做法：

當土質較好時，可埋設混凝土梁或橫木做錨碇；當土質不好時，則在錨碇前打打短樁。拉錨的間距及拉桿直徑要經過計算確定。

拉錨式支撐在坑壁上只能設置一層，錨碇應設置在坑壁上主動滑移面之外。當需要設多層拉桿時，可采用土層錨桿。圖1—47、圖1—48所示。

圖1—47

拉錨式支撐

圖1—48

（五）土層錨桿

（1）土層錨桿的構造

錨固支護結構的土層錨桿；通常由錨頭、錨頭墊座、支護結構、鉆孔，防護套管，拉桿(拉索)，錨固體、錨底板(有時無)等組成（圖1—49）。

圖1—49

土層錨桿的構造

1—錨頭；2—錨頭墊座；3—支護結構；4—鉆孔；

5—防護套管；6—拉桿(拉索)；7—錨固體；8—錨底板；

（2）土層錨桿的類型

1）一般灌漿錨桿。鉆孔后放入受拉桿件，然后用砂漿泵將水泥漿或水泥砂漿注入孔內，經養(yǎng)護后，即可承受拉力。

2）高壓灌漿錨桿(又稱預壓錨桿)。其與一般灌漿錨桿的不同點是在灌漿階段對水泥砂漿施加一定的壓力，使水泥砂漿在壓力下壓入孔壁四周的裂縫并在壓力下固結，從而使錨桿具有較大的抗拔力。

3）預應力錨桿。先對錨固段進行一次壓力灌漿，然后對錨桿施加預應力后錨固并在非錨固段進行不加壓二次灌漿也可一次灌漿(加壓或不加壓)后施加預應力。這種錨桿可穿過松軟地層而錨固在穩(wěn)定土層中，并使結構物減小變形。我國目前大都采用預應力錨桿。

4）擴孔錨桿。用特制的擴孔鉆頭擴大錨固段的鉆孔直徑，或用爆擴法擴大鉆孔端頭，從而形成擴大的錨固段或端頭，可有效提高錨桿的抗拔力。擴孔錨桿主要用在松軟地層中。

另外，還有重復灌漿錨桿，可回收錨筋錨桿等。

在灌漿材料上，可使用水泥漿、水泥砂漿、樹脂材料、化學漿液等作為錨固材料。

(3)土層錨桿施工

土層錨桿施工，包括鉆孔、安放拉桿、灌漿和張拉錨固。在正式開工之前還需進行必要的準備工作。

1）施工準備工作

2）鉆孔

A、鉆孔機械選擇

土層錨桿鉆孔用的鉆孔機械，按工柞原理分，有旋轉式鉆孔機，沖擊式鉆孔機和旋轉沖擊式鉆孔機三類。主要根據土質、鉆孔深度和地下水情況進行選擇。

我國目前在土層錨桿鉆孔中常用的鉻孔機械，一部分是從國外引進的土層錨桿專用鉆機，如德國的KRUPP鉆機、日本的KOKEN鉆機和意大利的WORTHINGTQ鉆機等，另一部分是利用我國常用的地質鉆機和工程鉆機適當加以改裝用來進行土層錨桿鉆孔，如XU-300型、XU-600型、XJ-100型和SH-30型鉆機等。我國自制的QYDZ型汽車式全液壓多功能鉆孔機亦可用來進行土層錨桿鉆孔。

B、土層錨桿鉆孔的特點及應達到的要求

孔壁要求平直，以便安放鋼拉桿和灌注水泥漿。

孔壁不得坍陷和松動，否則影響鋼拉桿安放和土層錨桿的承載能力。

鉆孔時不得使用膨潤土循環(huán)泥漿護壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低錨固體與土壁向的摩阻力。

土層錨桿的鉆孔多數有一定的傾角，因此孔壁的穩(wěn)定性較差。

由于土層錨桿的長細比很大，孔洞很長，保證鉆孔的準確方向和直線性較困難，易偏斜和彎曲。

3）安放拉桿

土層錨桿用的拉桿，常用的有鋼管、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線。主要根據土層錨桿的承載能力和現有材料的情況來選擇，承載能力較小時，多用粗鋼筋，承載能力較大時，我國多用鋼絞線。

A、鋼筋拉桿

鋼筋拉桿由一根或數根粗鋼筋組合而成，如為數根粗鋼筋則需用綁扎或電焊連接成一整體。其長度應按錨桿設計長度加上張拉長度(等于支撐圍檁高度加錨座厚度和螺母高度)。

對有自由段的土層錨桿，鋼筋拉桿的自由段要做好防腐和隔離處理。防腐層施工時，宜先清除拉桿上的鐵銹，再涂一度環(huán)氧防腐漆冷底子油，待其干燥后，再涂二度環(huán)氧玻璃銅（或玻璃聚胺酯預聚體等)，待其固化后，再纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜。

對于粒鋼筋拉桿，國外常用的幾種防腐蝕方法是：

a）將經過潤滑油浸漬過的防腐帶，用粘膠帶繞在涂有潤滑油的鋼筋上。

b）將半剛性聚氯乙烯管或厚約2～3mm的聚乙烯管套在涂有潤滑油(厚度大于2mm)的鋼筋拉桿上。

c)將一種聚丙烯管套在涂有潤滑油的鋼筋拉桿上，制造時這種聚丙烯管的直徑為鋼筋拉桿直徑的2倍左右，裝好后加以熱處理則收縮緊貼在鋼筋拉桿上。

鋼筋拉桿的防腐，一般是用將防腐系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)結合起來的辦法。

土層錨桿的長度一般都在10m以上，有的達30m甚至更長為了將拉桿安置在鉆孔的中心，防止自由段產生過大的撓度和插入鉆孔時不攪動土壁，對錨固段，還為了增加拉桿與錨固體的握裹力，所以在拉桿表面需設置定位器(或撐筋環(huán))。鋼筋拉桿的定位器用細鋼筋制作，在鋼筋拉桿軸心按1200夾角布置(圖1-51)，間距一般2—2．5m。定位器的外徑宜小于鉆孔直徑10mm。

圖1—51粗鋼筋拉桿用的定位器

(a)中國****投資公司大廈用的定位器；（b）美國用的定位器；

（c）北京地下鐵道用的定位器

1—擋土板；2一支承滑條；3一拉桿；

4一半圓環(huán)；5一Φ38鋼管內穿Φ32拉桿；6—35×3鋼帶；7—2Φ32鋼筋；

8一Φ65鋼管，J=60，間距

1~1.2m；9一灌漿膠管。

B、鋼絲束拉桿

鋼絲束拉桿可以制成通長一根，它的柔性較好，往鉆孔中沉放較方便。但施工時應將灌漿管與鋼絲束綁扎在一起同時沉放，否則放置灌漿管有困難。

鋼絲束拉桿的自由段需理順扎緊，然后進行防腐處理。防腐方法可用玻璃纖維布纏繞兩層，外面再用粘膠帶纏繞，亦可將鋼絲束拉桿的自由段插入特制護管內，護管與孔壁間的空隙可與錨固段同時進行灌漿。

鋼絲束拉桿的錨固段亦需用定位器，該定位器為撐筋環(huán)，如圖1-52所示。鋼絲束的鋼絲分為內外兩層，外層鋼絲綁扎在撐筋環(huán)上，撐筋環(huán)的間距為0．5~1.0m，這樣錨固段就形成一連串的菱形，使鋼絲束與錨固體砂漿的接觸面積增大，增強了粘結力，內層鋼絲則從撐筋環(huán)的中間穿過。

圖1-52

鋼絲束拉桿的撐筋環(huán)

1一錨頭；2一自由段及防腐層；3一錨固體砂漿；

4一撐筋環(huán)；

5一

鋼絲束結；6一錨固段的外層鋼絲；7—小竹筒

鋼絲束拉桿的錨頭要能保證各根鋼絲受力均勻，常用者有鐓頭錨具等，可按預應力結構錨具選用。

沉放鋼絲束時要對準鉆孔中心，如有偏斜易將鋼絲束端部插入孔壁內，既破壞了孔壁，引起坍孔，又可能堵塞灌漿管。為此，可用一長25cm的小竹筒將鋼絲束下端套起來。

C、鋼絞線拉桿

鋼絞線拉桿的柔性更好，向鉆孔中沉放更容易，因此在國內外應用的比較多，用于承載能力大的土層錨桿。

錨固段的鋼絞線要仔細清除其表面的油脂，以保證與錨固體砂漿有良好的粘結。自由段的鋼絞線要套以聚丙烯防護套等進行防腐處理。

鋼絞線拉桿需用特制的定位架。

4）壓力灌漿

壓力灌漿是土層錨桿施工中的一個重要工序。施工時，應將有關數據記錄下來，以備將來查用。灌漿的作用是：

A、形成錨固段，將錨桿錨固在土層中；

B、防止鋼拉桿腐蝕；

C、充填土層中的孔隙和裂縫。

灌漿的漿液為水泥砂漿(細砂)或水泥漿，水泥一般不宜用高鋁水泥，由于氯化物會引起鋼拉桿腐蝕，因此其含量不應超過水泥重的0．1%。由于水泥水化時會生成SO3，所以硫酸鹽的含量不應超過水泥重的4%。我國多用普通硅酸鹽水泥，有些工程(如北京中國*****公司大廈等)為了早強，抗凍和抗收縮，曾使用過硫鋁酸鹽水泥。

拌合水泥漿或水泥砂漿所用的水，一般應避免采用含高濃度氯化物的水，因為它會加速鋼拉桿的腐蝕。若對水質有疑問，應事先進行化驗。

選定最佳水灰比亦很重要；要使水泥漿有足夠的流動性，以便用壓力泵將其順利注入鉆孔和鋼拉桿周圍。同時還應使灌漿材料收縮小和耐久性好，所以一般常用的水灰比為0．4~0．45。

表1-5所示為上海土層錨桿施工中常用的灌漿材料及其配合比。

灌漿方法有一次灌漿法和二次灌漿法兩種。一次灌漿法只用一根灌漿管，利用2DN-15／40型等泥漿泵進行灌漿，灌漿管端距孔底20cm左右，待漿液流出孔口時，用水泥袋紙等搗塞入孔口，并用濕粘土封堵孔口，嚴密搗實，再以2~4MPa的壓力進行補灌，要穩(wěn)壓數分鐘灌漿才告結束。

二次灌漿法要用兩根灌漿管(直徑3／4in鍍鋅鐵管)，第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端50mm左右(圖1-53)，管底出口處用黑膠布等封住，以防沉放時土進入管口。第二次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端1000mm左右，管底出口處亦用黑膠布封位，且從管端500m處開始向上每隔2m左右作出lm長的花管，花管的孔眼為Φ8mm，花管做幾段視錨固段長度而定。

圖1—53

二次灌漿法灌漿管的布置

1一錨頭；2一第一次灌漿用灌漿管；3一第二次灌漿用灌漿管；

4一粗鋼筋錨桿；5一定位器；6一塑料瓶

第一次灌漿是灌注水泥砂漿，利用普通的單缸活塞式壓漿機，其壓力為0．3~0．5MPa，流量為100L／min。水泥砂漿在上述壓力作用下沖出封口的黑膠布流向鉆孔。鉆孔后曾用清水洗孔，孔內可能殘留有部分水和泥漿，但由于灌入的水泥砂漿相對密度較大，能夠將殘留在孔內的泥漿等置換出來。第一次灌漿量根據孔徑和錨固段的長度而定。第一次灌漿后把灌漿管拔出，可以重復使用。

待第一次灌注的漿液初凝后，進行第二次灌漿，利用BW200-40／50型等泥漿泵，控制壓力為2MPa左右，要穩(wěn)壓2min，漿液沖破第一次灌漿體，向錨固體與土的接觸面之間擴散，使錨固體直徑擴大(圖1-54)，增加徑向壓應力。由于擠壓作用，使錨固體周圍的土受到壓縮，孔隙比減小，含水量減少，也提高了土的內摩擦角。因此，二次灌漿法可以顯著提高土層錨桿的承載能力。

圖1-54

第二次灌漿后錨固體的截面

1一鋼絲束；2一灌漿管；3一第一次灌漿體；4一第二次灌漿體；5一土體

國外對土層錨桿進行二次灌漿多采用堵漿器。我國是采用上述方法進行二次灌漿，由于第一次灌入的水泥砂漿已初凝，在鉆孔內形成“塞子”，借助這個“塞子”的堵漿作用，就可以提高第二次灌漿的壓力。

對于二次灌漿，國內外都試用過化學漿液(如聚胺酯漿液等）代替水泥漿，這些化學漿液滲透能力強，且遇水后產生化學反應，體積可膨脹數倍，這樣既可提高土的抗剪能力，又形成如樹根那樣的脈狀滲透。

如果鉆孔時利用了外套管，還可利用外套管進行高壓灌漿。上海商城的土層錨桿施工中就利用了這種灌漿方法。其順序是：向外拔幾節(jié)外套管(一般每節(jié)長1．5m)，加上帽蓋，加壓灌漿一次，壓力約2MPa；再向外拔幾個外套管，再加壓灌漿，如此反復進行，直至全部外套管拔出為止。

5）張拉和錨固

土層錨桿灌漿后，待錨固體強度達到80%設計強度以上，便可對錨桿進行張拉和錨固。張拉前先在支護結構上安裝圍檁。張拉用設備與預應力結構張拉所用者相同。

從我國目前情況看，鋼拉桿為變形鋼筋者，其端部加焊一螺絲端桿，用螺母錨固。鋼拉桿為光圓鋼筋者，可直接在其端部攻絲，用螺母錨固。如用精軋鋼紋鋼筋，可直接用螺母錨固。張拉粗鋼筋用一般千斤頂。

鋼拉桿和鋼絲束者，錨具多為鐓頭錨，亦用一般千斤頂張拉。

預加應力的錨桿，要正確估算預應力損失。由于土層錨桿與一般預應力結構不同，導致預應力損失的因素主要有：

A、張拉時由于摩擦造成的預應力損失；

B、錨固時由于錨具滑移造成的預應力損失；

C、鋼材松弛產生的預應力損失；

D、相鄰錨桿施工引起的預應力損失；

E、支護結構(板樁墻等)變形引起的預應力損失；

F、土體蠕變引起的預應力損失；

G、溫度變化造成的預應力損失。

上述七項預應力損失，應結合工程具體情況進行計算。

[思考題]

1、什么叫深層攪拌法水泥土樁擋墻？

2、深層攪拌法水泥土樁擋墻采用的固化劑有：

。第四節(jié)

基槽檢驗與處理[目的要求]了解:夯探方法。

熟悉：鋼釬的規(guī)格，釬探記錄和結果分析。

掌握：觀察驗槽方法，釬孔驗槽方法。

[講授重點]觀察驗槽

[講授難點]釬孔驗槽

[講授內容]

基槽（坑）挖至基底設計標高后，必須通知勘察、設計、監(jiān)理、建設部門會同驗槽，經處理合格后簽證，再進行基礎工程施工。這是確保工程質量的關鍵程序之一。驗槽目的在于檢查地基是否與勘察設計資料相符合。

一般設計依據的地質勘察資料取自建筑物基礎的有限幾個點，無法反映鉆孔之間的土質變化，只有在開挖后才能確切地了解。如果實際土質與設計地基土不符，則應由結構設計人員提出地基處理方案，處理后經有關單位簽署后歸檔備查。

驗槽主要靠施工經驗觀察為主，而對于基底以下的土層不可見部位，要輔以釬探、夯音配合共同完成。

1、觀察驗槽

主要觀察基槽基底和側壁土質情況，土層構成及其走向，是否有異?，F象，以判斷是否達到設計要求的土層。由于地基土開挖后的情況復雜、變化多樣，這里只能將

常見基槽觀察的項目和內容進行簡要說明。見表1一6：表1一6驗槽觀察內容觀察目的觀察內容槽壁土層土層分布情況及走走向重點部位柱基、墻角、承重重墻下及其它它受力較大部部位整個槽底槽底土質是否挖到老土層上上（地基持力力層）土的顏色是否均勻一致，有有無異常過干干過濕土的軟硬是否軟硬一致土的虛實有無振顫現象，有有無空穴聲音音

2、釬探

對基槽底以下2~3倍基礎寬度的深度范圍內，土的變化和分布情況，以及是否有空穴或軟弱土層，需要用釬探明。

釬探方法，將一定長度的鋼釬打入槽底以下的土層內，根據每打入一定深度的錘擊次數，間接的判斷地基土質的情況。打釬分人工和機械兩種方法。

(1)鋼釬的規(guī)格和數量

人工打釬時，鋼釬用直徑為22~25毫米的鋼筋制成，釬尖為600尖錐狀，釬長為1.8~2.0米，見圖1—57。打釬用的錘重為3.6~4.5磅，舉錘高度約50~70厘米，將鋼釬垂直打入土中，并記錄每打入土層30厘米的錘擊數。用打釬機打釬時，其錘重約10千克，錘的落距為50厘米，鋼釬為直徑25毫米，長1.8米。

圖1-57鋼釬圖1-58基坑釬探示意圖1—重錘；2—滑輪；3—操縱繩；

4—三角架；5—鋼釬；6—基坑底圖；

（2）釬孔布置和釬探深度

釬孔布置和釬探深度應根據地基土質的復雜情況和基槽寬度、形狀而定，一般參考表1—7。

表1—7

釬孔布置

槽寬(cm)排列方式及圖示間距(m)

釬探深度(m)小于80中心一排1~2

1.280~200兩排錯開1~2

1.5大于200梅花形1~2

2.0柱基梅花形1~2

大于或等于1.55米，并不淺于于短邊寬度

注：對于較軟弱的新近沉積粘性土和人工雜填土的地基，釬孔間距應不大于1.5米。

（3）釬探記錄和結果分析

先繪制基槽平面圖，在圖上根據要求確定釬探點的平面位置，并依次編號制成釬探平面圖。釬探時按釬探平面圖標定的釬探點順序進行，最后整理成釬探記錄表，表1—8。全部釬探完畢后，逐層的分析研究釬探記錄，逐點進行比較，將錘擊數顯著過多或過少的釬孔在釬探平面圖上做上記號，然后再在該部位進行重點檢查，如有異常情況，要認真進行處理。

表1—8

釬探記錄表探孔號打入長度（米）每30厘米錘擊數總錘擊數備注12345678

打釬者

施工員

質量檢查員

3、夯探

夯探較之釬探方法更為簡便，不用復雜的設備而是用鐵夯或蛙式打夯機對基槽進行夯擊，憑夯擊時的聲響來判斷下臥后的強弱或有否土洞或暗墓。

[思考題]

1、基槽（坑）挖至基底設計標高后為什么要進行驗槽？

2、基槽（坑）挖至基底設計標高后，必須通知、、、部門會同驗槽，經處理合格后簽證，再進行基礎工程施工。第五節(jié)

土方填筑與壓實[目的要求]了解:填筑要求

熟悉：土料選擇

掌握：填土的壓實方法和影響填土壓實質量的因素

[講授重點]填土的壓實方法和影響填土壓實質量的因素

[講授難點]填土的壓實方法和影響填土壓實質量的因素

[講授內容]

一、土料選擇

選擇填方土料應符合設計要求。如設計無要求時，應符合下列規(guī)定：

碎石類土、砂土(使用細、粉砂時應取得設計單位同意)和爆破石碴，可用作表層以下的填料；

含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料；碎塊草皮和有機質含量大于8％的土，僅用于無壓實要求的填方工程；淤泥和淤泥質土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經過處理其含水量符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位；含鹽量符合規(guī)定的鹽漬土，一般可以使用，但填料中不得含有鹽晶、鹽塊或含鹽植物的根莖。

碎石類土或爆破石碴用作填料時，其最大粒徑不得超過每層鋪填厚度的2／3(當使用振動輾時，不得超過每層鋪填厚度的3／4)。鋪填時，大塊料不應集中，且不得填在分段接頭處或填方與山坡連接處。填方內有打樁或其他特殊工程時，塊(漂)石填料的最大粒徑不應超過設計要求。

二、填筑要求

1．施工要求

填方前，應根據工程特點、填料種類、設計壓實系數、施工條件等合理選擇壓實機具，并確定填料含水量控制范圍、鋪土厚度和壓實遍數等參數。對于重要的填方工程或采用新型壓實機具時，上述參數應通過填土壓實試驗確定。

填土時應先清除基底的樹根、積水、淤泥和有機雜物，并分層回填、壓實。填土應盡量采用同類土填筑。如采用不同類填料分層填筑時，上層宜填筑透水性較小的填料，下層宜填筑透水性較大的填料。填方基土表面應作成適當的排水坡度，邊坡不得用透水性較小的填料封閉。填方施工應接近水平的分層填筑。當填方位于傾斜的地面時，應先將斜坡挖成階梯狀，然后分層填筑以防填土橫向移動。

分段填筑時，每層接縫處應作成斜坡形，輾跡重疊0．5～1．0m。上、下層錯縫距離不應小于1m。

2．填土壓實的質量檢查

填土壓實后要達到一定的密實度要求。填土的密實度要求和質量指標通常以壓實系數λc表示。壓實系數是土的施工控制干密度ρd和土的最大干密度ρdmax的比值。壓實系數一般根據工程結構性質、使用要求以及土的性質確定。如未做規(guī)定，可采用表1—9

中的數值。

填土必須具有一定的密實度，以避免建筑物的不均勻沉陷。填土密實度以設計規(guī)定的控制干密度ρd或規(guī)定壓實系數λc，作為檢查標準。利用填土作為地基時，設計規(guī)范規(guī)定了各種結構類型、各種填土部位的壓實系數值表1—9

。各種填土的最大干密度乘以設計的壓實系數即得到施工控制干密度。即ρd=λcρdmax。表1—9填土壓實系數結構類型填土部位壓實系數（λc))砌體承重結構和框框架結構在地基主要持力層層范圍內＞0.96在地基主要持力層層范圍以下0.93~0.996簡支結構和排架結結構在地基主要持力層層范圍內0.94~0.997在地基主要持力層層范圍以下0.91~0.993一般工程基礎四周或兩側一一般回填土0.9室內地坪、管道地地溝回填土0.9一般堆放物件場地地回填土0.85

填土壓實后的實際干密度，應有90％以上符合設計要求，其余10％的最低值與設計值的差不得大于0．08g／cm3，且差值應較為分散。

填土壓實后土的實際干密度的測定：可采用環(huán)刀法取樣，其取樣組數為：基坑回填每20~50m3取樣一組（每個基坑不少于一組)；基槽或管溝回填每層按長度20~50m3取樣一組；室內填土每層按100～500m2取樣一組；場地平整填方每層按取樣一組。取樣部位應在每層壓實后的下半部。試樣取出后，先稱量出土的濕密度并測定其含水量，然后計算土的實際干密度ρ0見公式(1-29)。

ρ

ρ0=——————

(1-19)

1+0.01W

ρ——土的濕密度，g/cm3；

W——土的含水量，%。

如用上式算得土的實際干密度ρ0≥ρd（ρd為施工控制干密度），則壓實合格；若ρ0＜ρd，則壓實不夠，應采取相應措施，提高壓實質量。

三、填土的壓實方法

填土壓實方法有碾壓、夯實和振動三種，此外還可利用運土工具壓實。

1、碾壓法

碾壓法是由沿著表面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實土壤。一切拖動和自動的碾壓機具，如平滾碾、羊足碾和氣胎碾等的工作都屬于同一原理。

適用范圍：主要用于大面積填土。

常用碾壓工具：

（1）平碾：適用于碾壓粘性和非粘性土。平碾又叫壓路機，它是一種以內燃機為動力的自行式壓路機，按碾輪的數目，有兩輪兩軸式（圖1—58）和三輪兩軸式（圖1—59）。圖1—58兩輪光碾壓路機

1—轉向輪；2—刮泥板；3—操縱臺；4—機身；5—驅動輪；

圖1—59

三輪光碾壓路機

1—轉向輪（前輪）；2—叉腳；3—機身；4—驅動輪（后輪）；5—操縱臺

平碾按重量分有：輕型（5t以下）、中型（8t以下）、重型（10~15t），在建筑工地上多用中型或重型光面壓路機。

平碾的運行速度決定其生產率，在壓實填方時，碾壓速度不宜過快，一般碾壓速度不超過2KM/小時。

（2）羊足碾：

羊足碾和平碾不同，它是碾輪表面上裝有許多羊蹄形的碾壓凸腳（圖1—60），一般用拖拉機牽引作業(yè)。

圖1—60羊足碾

1—連接器；2—框架；3—輪滾；4—投壓重物口5—羊蹄；

6—灑水口；7—后連接器；8—鏟刀

羊足碾有單桶和雙桶之分，桶內根據要求可分為空桶、裝水、裝砂，以提高單位面積的壓力，增加壓實效果。由于羊足碾單位面積壓力較大，壓實效果、壓實深度均較同重量的光面壓路機高，但工作時羊足碾的羊蹄壓入土中，又從土中拔出，致使上部土翻松，不宜用于無粘性土、砂及面層的壓實。一般羊足碾適用于壓實中等深度的粉質粘土、粉土、黃土等。

2，夯實法

夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，主要用于小面積的回填土。夯實機具類型較多，有木夯、石夯、蛙式打夯機（圖1—61）以及利用挖土機或起重機裝上夯板后的夯土機等。其中蛙式打夯機輕巧靈活，構造簡單，在小型土方工程中應用最廣。

夯實法的優(yōu)點是可以夯實較厚的土層。采用重型夯土機(如1t以上的