水泥加固（精选10篇）
水泥加固 篇1
摘要：现就地基处理措施搅拌桩复合地基施工方法进行了探讨实施,并在实际的施工过程中取得了良好的效果,对工程技术人员有一定的参考价值。
关键词：地基加固处理,搅拌桩复合地基
目前,大部分地基处理措施有:挖除换填、强夯、冲击压实、CFG桩、水泥搅拌桩、旋喷桩复合地基处理、刚性桩-网结构、堆载预压、岩溶地基注浆加固、溶洞回填砼等。本文主要简述水泥搅拌桩复合地基的加固方法,保证桩基施工的质量尤为重要。搅拌桩复合地基:搅拌桩复合地基桩间距1~1.5m(当用于侧向截水帷幕时,桩与桩间咬合≮0.2m);加固深度一般不超过15m,桩体水泥掺入量≮15%,桩顶面设置0.6m厚碎石垫层,垫层中铺设一层强度≮50k N/m双向土工格栅。当地层的含水量<30%,或PH<4时,宜采用湿法,否则采用粉喷法。施工前通过工艺性桩,掌握对该场地成桩经验及各种操作技术参数,每工点的试验桩不得少于2根。
1 粉喷桩施工
1.1 施工准备。
粉喷桩施工拟采用DTD5型粉喷桩机。平整临时施工便道,确保施工机具、材料进场道路畅通。清除施工范围内地下及空中障碍物。对地下管线进行拆迁或采取稳妥的保护措施。根据线路中心桩放出粉喷桩处理路段的路堤坡脚线(含护道);并在征地红线内侧挖设临时排水沟疏导地表水,推土机清除种植土,碾压整平。
1.2 粉喷桩施工程序。
根据设计要求测设粉喷桩桩位,并洒白灰标识,桩位误差≯3cm。桩机就位,钻头对位后调平桩机机台,精确对位,保证桩中心偏位≯5cm,钻杆垂直度偏差≯1%。启动主电机下钻,待钻头接近地面时,启动自动记录仪,空压机送气,并继续钻进。钻到设计深度时,停止钻进,钻头反钻,但不提升。打开送料阀门,关闭送气阀门,喷送加固料,确认加固粉料已到达桩底后,再边送料边搅拌边提升搅拌钻头。在喷灰搅拌过程中,送灰要连续足量,不得中断,每延米水泥用量不小于设计要求。严格控制搅拌速度、提升速度、气体流量、空气压力等参数,确保喷灰均匀、搅拌充分、喷灰量符合设计要求。提升钻头至设计标高,停止喷粉。打开送气阀,关闭送料阀,但空压机不停机,钻头升至桩顶时,停止提升,原位转动2min。搅拌钻头再钻至设计复搅深度,反钻提升进行复搅,当搅拌钻头提出地面,停止主电机和空压机。移动粉喷桩机到下一桩位。粉喷桩施工工艺流程见图
1.3 粉喷桩施工成桩质量要求。
粉喷桩施工成桩质量要求见表。
1.4 粉喷桩施工注意事项。
粉喷桩施工前,根据工艺性设计进行试桩,对桩机回转速度、提升速度、粉喷速度选择最佳组合。
施工全过程进行严格的质量控制,随时检查水泥用量、搅拌均匀度、桩长、桩径、复搅深度及有无异常情况,并记录其处理方法及措施。严格控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保桩长达到设计要求。用有效的电脑自动记录仪,正确记录各种参数并自动打印输出:桩号、日期、始钻和结束时间、设计桩长、实际桩深、每m喷粉量及累计数量、搅拌深度等,确保粉喷桩质量。定期复核、检查所用钻头直径,发现钻头直径磨耗量达到10mm,及时进行修补或更换,确保桩径符合设计要求。在粉喷成桩过程中遇有故障而停止喷粉时,第二次喷粉接桩的重叠长度≮1m,接桩间隔时间≯24h,否则重打该桩。钻头钻至设计深度,保留一定的时间,以保证加固粉料到达桩底。
2 浆喷桩施工
2.1 施工准备。
2.1.1 机械选型:
本工程浆喷桩拟采用GZJ-600型深层搅拌桩机施工。室内配比试验:到现场采集土样,做水泥土的配比试验,测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比试块抗压强度,为深层搅拌施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方。平整场地及场地布置:做好三通一平,清除地表下石块等硬物,根据场地条件因地制宜搭设灰浆拌制操作棚和存放水泥临时库房,防止水泥受潮变质。
2.1.2 试桩试验:
每地段正式施工前进行试桩不少于2根,以取得适宜的各项施工技术参数,如桩机的下沉提升速度、每次下沉提升的喷浆量等。
2.1.3 桩位放样:
根据设计桩位,用全站仪在路基断面内每10m放样每排的中间桩和坡脚桩,作为其它桩的定位控制桩。钻机长根据桩位图及控制桩用钢尺逐桩放样对位。桩机就位、对位:开动绞车移动桩机到达指定桩位对中。检查机械垂直度及偏差:采用经纬仪或全站仪检查,及时修正。
第1次喷浆搅拌下沉:开动灰浆泵,证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进并连续喷浆。本次喷浆量及钻进速度、钻速、喷浆压力等均按试桩成功后技术参数进行。当确定进入硬土层或满足设计深度时停止钻进,原地喷浆0.5min,再匀速反钻提升。第2次喷浆提升搅拌至停灰面:反钻匀速提升,同时连续喷浆直至设计停灰面。如搅拌头被软粘土包裹,及时清除。第3、第4次下沉提升喷浆搅拌与前述相同。第4次提升至停灰面后进行桩头复搅,时间约为2min。桩头复搅结束后即完成1根浆喷桩的作业,可以开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,移动桩机至下一施工地点。
2.2 施工注意事项。
试桩是修正、完善设计和施工参数的关键,必须认真完成。施工参数包括输浆量、输浆速度、走浆时间、来浆时间、停浆时间、搅拌轴提升下沉速度等,同时确定采用何种工艺、复搅次数、复搅浆量等。
桩机垂直度偏差由经纬仪检测控制,不得超过1%。定期检查搅拌叶片的磨损情况,磨损严重及时更换。防止和减少“溢浆”的发生,如有发生,采取防止溢浆的工艺。施工场地的地质情况可能跟设计不一样,根据实际情况调整工艺参数,以满足实际要求。桩顶质量因上覆土压力较小一般较难控制,施工可以先摊铺一层30~50cm土层,待桩施工完成后再挖除。浆液质量控制:水泥浆液严格按设计的配合比配置,预先筛除水泥中结块。为妨水泥浆离析,可在灰浆拌制中不断搅动,待压浆前缓慢倒入集料斗,倒入过程中清除过滤杂物。灰浆泵送必须连续。输浆管路必须清洗干净,严防水泥浆结块堵塞。
施工记录:专人负责。记录施工过程参数,如每次下沉深度和提升时间,时间记录准确,施工过程中出现的问题均记录在案。
电源问题:如桩机入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,减慢升、降速度或补给清水,一旦发生停钻、卡管现象,应切断电源,待将桩机强制提起以后方能重新启动电机。
2.3 质量检验。
a.测量必须采用工程部下发的导线点和水准点进行,在测量的过程中随时检查点位稳定情况,发现问题及时上报。在钻进的过程中,要随时复核桩位。b.投入本工程所有的原材料必须合格。c.计量设备必须经过标定,计量准确。
深层搅拌桩在施工中及竣工后都难以直观桩体质量,在施工阶段主要以施工记录、强度试验(N10触探)、开挖检验为主。深层搅拌桩加固效果检验在竣工后进行,对桩位、尺寸、无侧限抗压强度、复合地基承载力等采用取芯、开挖、小应变等方法进行检验,并可采用标准贯入或轻便触探检验地基土的加固效果。
水泥加固 篇2
1 工程概况
佛山市某市政道路，存在不少软土和弱土地基。路段全线有水泥搅拌桩887个，达1116延米；最长桩为12.5m，短桩为6m，平均长度为10.3m，所有桩径为0.5m，涉及到16个合同段。为了提高路堤施工质量，防止路面下沉，延长公路使用寿命，施工和合同文件中明确了几种加固方案，采用“水泥搅拌桩加固道路基础”就是其中一种。
如何规范水泥搅拌桩加固道路基础的施工作业，强化施工质量，确保施工进度，实现工期目标，是值得考虑的问题。
2施工前准备工作
2.1水泥
水泥采用不低于32.5级的矿渣水泥，也可采用硅酸盐水泥。对进场的同厂家、同品质、同编号、同生产日期的水泥以200t为一检验批，按有关的检验方法做胶砂强度、安定性、细度、凝结时间等试验，合格方可使用；同时，受潮结块的水泥不允许使用。出厂时间超过3个月的水泥使用前必须重新试验。
2.2水泥、土配合比试验
掺入水泥量应大于加固土体质量的12%～15%，水灰比为0.5，用天然含水的加固土（应加固的软土或弱土）制备规格为7.07cm的立方体试件，在标准养生条件下养护，并进行7d、14d、28d无侧限抗压强度检验。对加固软（弱）土层应检测含水量及有机质含量，制备试件用的水泥浆应测其稠度和比重。
2.3绘图及现场放样
工前各作业点必须绘制桩位平面布置图并编号，注明该段落加固深度，然后现场进行放样定位，并对行、排位置线在施工范围外设醒目的固定桩，经监理审核认可后再进行施工。
2.4管线及其他设施调查
调查、了解各工地施工范围内的地上、地下管线及其他设施并绘于平面布置图上，及早办理拆迁，以免影响正常施工而造成严重后果。
2.5设备选用
设备可选用ST-1型、PS-5型深层搅拌机，每台搅拌机必须配备注浆自动记录设备，并能打印出相关数据以避免受人为因素影响。水泥浆制备必须采用机械拌和，通过计算和试验确定输浆泵输浆量和水泥浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。
3水泥搅拌试桩
在水泥搅拌桩正式开工前，每个作业段（作业队）应根据地质情况选取代表作业点，做不少于5根工艺试桩，以便取得符合设计要求的工艺控制数据，其中包括制浆工艺、水灰比、注浆压力、钻具钻进速度、提升速度、提升时钻头反转速度、搅拌遍数、复拌深度、单位间注浆量、每延米注浆量等数据，并经质量检验合格后，写出试桩总结报告，报监理工程师批准后，方能正式开工。取得的各项数据，经监理工程师审批后，可作为施工控制依据和操作规程。
在工艺性试桩开工前至少7d，施工单位应编制施工方案，按程序报监理审批。内容包括上述的准备工作及施工工艺、质保措施、施工设备（包括配套设备）和人员、安全环保措施等。
4水泥搅拌桩施工工艺流程
工艺流程为：地上地下清障→地面整平→测定桩位→搅拌桩机定位调平→搅拌桩头下沉至设计深度→配制水泥浆→边喷浆边搅拌并提升钻头至预定的停浆面→重复搅拌下沉至设计加固深度→提升搅拌（或喷浆）至预定的停浆面→重复搅拌下沉至设计加固深度→提升搅拌至预定的停浆面→关闭搅拌机、清洗并检修钻具→移至下一根桩位。
5施工工艺质量控制要求
施工工艺质量控制要求如下：
(1）水泥搅拌桩桩位偏差应控制在5cm～10cm之间，桩身垂直偏差不超过1.5%，施工中应对桩机的定位及垂直度进行认真检查并填写检查记录表；
(2）水泥搅拌机的喷浆提升速度、搅拌次数、喷浆压力等必须符合试桩工艺要求，并有专人检查、如实记录；当因故停止喷浆时，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升，并在记录中记明这种异常情况及其深度；钻进搅拌速度一般不得大于0.8m/min，提升搅拌速度一般不得大于0.5m/min；
(3）搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层搅拌下沉太慢时，经旁站监理认可后，方可适量加水，但冲水对桩身强度有较大影响，应加大喷浆量，增加复搅遍数；
(4）水泥浆必须使用机械拌制，拌和时间不少于3min，用比重计测其比重，并检测稠度，且应过筛，不得产生离析；比重、稠度检测样品应与强度试验制备试件时一致；拌制水泥浆的罐数、水泥和外掺剂用量及泵送浆的时间、压力必须有专人记录；泵送必须连续，且喷漿量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪进行自动记录并打印，施工完成后附在施工原始记录后面；
(5）当水泥浆到达喷浆口后，应喷浆搅拌30s，将水泥浆与桩端土充分搅拌后，再提升搅头，同时进行喷浆、提升和旋转搅拌，搅头提升到原地面下30cm～50cm时，不停浆原地搅拌30s再下沉搅拌；
(6）所有的施工原始记录必须由专人逐桩现场认真填写，不允许后补，施工时监理应全过程旁站，所有原始记录必须经旁站监理当日签认；当发现弄虚作假者，除对现场负责人严肃处理外，其当日施工的搅拌桩记为不合格工程，应重新补桩；
(7）水泥浆拌制数量要满足单桩拌和总量的需求，应均匀喷浆并一次用完，不得剩余，不足者可以补量但不予计量；
(8）单桩水泥剂量和拌和均匀性必须严控，同时进行各作业点的进场水泥总量控制也是有效的办法，可实行双控；
(9）为切实保证水泥剂量的准确性，各作业点应视土质变化情况分别取样，或适当增加土样进行湿容重试验；取样深度在表层下1.0m或更深，用环刀法取3处做试验并取其平均值。
6搅拌桩质量检验
水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，施工质检人员、现场监理必须严格控制施工工艺。施工中要随时检查施工记录的水泥剂量情况，并依照施工工艺对每根桩进行质量评价。检查重点是：水泥用量、水泥浆稠度及比重、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷浆压力、喷浆时间、复搅次数和复搅深度及停浆处理方法等。
水泥搅拌桩施工质量检验步骤如下：
(1）在成桩3d内，用轻便动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检查频率一般为每工点施工总桩数的1%，且不少于3根；
(2）成桩7d后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌的均匀性、整体性及外观质量，并测量成桩直径；开挖深度为停浆面以下1.5m处；检查频率为作业点总桩数的5%；
(3）在成桩28d后，钻芯取样（用双管单动取样器钻芯取样）做无侧限抗压强度试验，每根桩取3处，即距桩顶及桩底1.0m各取一处，桩中间取一处，每处取2个试件；检验频率为每作业点总桩数的0.3%，且不少于1根桩；同时从钻取的芯样中检查搅拌均匀性、桩长及桩底是否穿过软土层；
(4）在成桩28d后，对单桩承载力及复合地基承载力进行检测；检测频率为每施工段桩总数的0.5%，且不少于2根桩。
各项目可根据规范明确更适合自身的检测频率、技术指标、施工工艺和检验标准，但最好是采用试桩所提供的这些内容。
7 结束语
总之，水泥搅拌桩作为一种软基的处理方法，施工速度快，周期短，工程质量较易控制，且能很好的提高地基承载力，值得推广应用。但是在其应用过程中，如施工质量不好，便构成隐患且不好检查及补救。因此，紧抓施工环节，严格施工过程的管理非常重要，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量
参考文献
[1] 赵振东，水泥搅拌桩加固软土地基浅议[J]科技情报开发与经济，2004.04
水泥加固 篇3
1 施工准备
(1)深层搅拌桩施工场地应事先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土,不得回填杂土。
(2)水泥搅拌桩应采用合格的325级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前,承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。
(3)水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备,以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。
(4)水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查,验收合格后方可开钻。
2 试桩
(1)深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,应通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。
(2)深层搅拌桩施工是借搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
(3)每个标段的试桩不少于5根,且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验可采取7d后直接开挖取出,或至少14d后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
3 施工程序
桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
4 施工控制
(1)项目经理部指派专人负责水泥桩的施工,全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号,应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处,确保人员到位,责任到人。
(2)水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
(3)为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
(4)对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
(5)为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求,每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪,以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
(6)水泥搅拌配合比:水灰比0.45~0.50、水泥掺量12%、掺灰量46.25kg/m、高效减水剂0.5%。
(7)水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低挡操作,复搅时可提高一个挡位。每根的正常成桩时间应不少于40min,喷浆压力不小于0.4MPa。
(8)为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s,进行磨桩端,余浆上提过程中全部喷入桩体,且在桩顶部位进行磨桩头,停留时间为30s。
(9)施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时,不得进行下一根桩的施工。
(10)施工中发现喷浆量不足,应按监理工程师要求整桩复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量如遇停电、机械故障原因,喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm,超过12h应采取补桩措施。
5 质量检验
5.1 检验方法
(1)水泥搅拌桩成桩7d可采用轻便触探法进行桩身质量检验。
(1)检验搅拌均匀性:用轻便触探器中附带的勺钻,在搅拌桩身中心钻孔,取出桩芯,观察其颜色是否一致,是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。
(2)触探试验:根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看,当桩身1d龄期的击数N10>15击时,桩身强度已能满足设计要求;或者7 d龄期的击数N10>30击时,桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。
(2)水泥搅拌桩成桩28d后,用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位,送实验室做(3个一组)28d龄期的无侧限抗压强度试验,留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验,以测定桩身强度。钻孔取芯频率为1%~1.5%。
(3)如果某段或某一桥头水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10%,则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求;如果不合格率大于10%小于20%时,则应在该段同等补桩;如果不合格率大于30%,则该段水泥搅拌桩为不合格。
(4)对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
(5)在特大桥桥台或软土层深厚的地方,或对施工质量有怀疑时,可在成桩28d后,由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2%,且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
5.2 外观鉴定
(1)桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。
(2)搅拌均匀,凝体无松散。
(3)群桩桩顶齐,间距均匀。
6 结语
以上结合工程实例对水泥深层搅拌桩的论术,得出结论水泥深层搅拌桩加固软基具有技术简单可行,且经济合理,有其突出的优越性。而且这种方法适合用于处理软土,处理效果显著,处理后可很快投入使用。
摘要：本文论述了深层水泥搅拌桩技术具体应用于加固软土地基施工工序中,并说明了如何有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量,以确保成桩质量及软基处理效果。
水泥加固 篇4
关键词 墙体 开裂 钢筋网砂浆 加固
一、适用条件
钢筋网砂浆加固方法既适用于开裂的墙体加固，又适用于抗震承载力不足的墙体加固。
二、加固原则
墙体结构加固，是通过改善结构内受力途径，从而提高开裂墙体抗震性及承载力。根据结构的破损程度有针对性进行，本着安全有效、经济合理的原则，可选择结构整体加固，也可选择局部部位加固。如果房屋结构无构造柱、圈梁，宜设置外加柱和圈梁，外加柱位置一般设置在转角处、纵横墙处等。
三、加固方案
由于双面加固墙体的初裂荷载、极限荷载和刚度均高于单面加固的墙体，所以在加固时一般采取双面加钢筋网砂浆的方式来加固墙体。确实无法进行双面加固而采取单面加固方法时，面层应加厚。
（一）钢筯网布置
钢筋网的钢筋直径应为4mm或6mm，间距为300mm的双向配筯。钢筋网四周与圈梁、构造柱要求可靠锚固，使加固后结构形成一个整体。锚固采用直径为6mm以上，长度为300mm的短筯连接，短筯植入混凝土内150mm，短筯两端要求做180€巴涔常涔吵ざ？.25d。见图一。
当钢筋网遇到门窗洞口：双面加固时，钢筋在洞口两侧闭合，锚固搭接长度为100mm，见图二；单面加固时，在窗洞侧边单面弯入锚固，锚固长度150mm，见图三。钢筋网在室内外地面下延长长度不小于400mm，并用C20混凝土填塞密实，以达到可靠锚固。在外加柱处，钢筋网与柱锚固长度为150mm。
（二）拉结钢筋布置
双面加固墙体时采用钢筋直径为6mm，间距为不大于900mm的S形连接；单面加固墙体时采用钢筋直径为6mm，间距为不大于600mm的L形连接，按照梅花状布置，见图一。
1、面层强度、厚度设计
面层采用强度等级为不小于M10的水泥砂浆。双面加固时，单面厚度宜为35mm；单面加固时厚度宜为40mm。
2、 外加柱和圈梁设计
外加柱在直线处可采用240mm€？800mm或240mm€？50mm的方柱，纵向钢筋采用4根不小于12mm的钢筋，箍筯采用6mm的钢筋，间距宜为200～250mm；
在转角处可采用边长为600mm的L形等边角柱，厚度不应小于150mm，纵向钢筋可采用12€%O12，并宜双排布置，箍筋可采用€%O6，其间距宜为150～200mm；
外加柱应做基础，埋深宜与外墙基础相同，当埋深超过1.5m时，可采用1.5m，但不得小于冻结深度。
圈梁宽度不小于120mm，高度不小于150mm，纵向钢筋采用4根不小于12mm的钢筋，箍筯采用6mm的钢筋，间距宜为200～250mm。
（三）加固施工
1、清理墙面
墙体加固主要是依靠钢筋砂浆面层与旧墙体的黏结力，因此应将原墙面装饰层凿除，并清扫干净，施工前还要淋水湿润，以提高砂浆与旧墙面的黏结效果。在凿除原装饰层时，不可加重对已破坏墙体的损害。
2、裂缝修复
对宽度较小的裂缝，采用胶结材料直接在裂缝处将其封闭，或者先采用压力灌浆的方法灌浆后，裂缝两侧的墙体待注浆液固化凝结在一起后，再用胶结材料将其封闭。修补后墙体的强度可按照原砌筑砂浆强度等级计算。
对宽度较大的裂缝，采用拆除开裂的墙体，清洗干净旧墙体，涂刷界面处理剂后，砌砖恢复，砌筑砂桨强度要求高于原旧墙体砂浆强度一个等级。
3、墙体钻孔
在墙体钻孔时，应按设计要求先划线标出锚筋（或穿墙筋）位置，并用电钻打孔。双面加固时，穿墙孔直径宜比“S”形筋大2mm，在钻孔处注入植筯胶后，马上插入拉结筯，植筯胶固化后再用拉结筯将钢筋网固定在墙体上；单面加固时，锚筋孔直径宜为锚筋直径的2～2.5倍，其孔深宜为100～120mm，锚筋插入孔洞后，应采用1：1水泥砂浆填实。
4、钢筋布置
柱、梁：按照设计要求布置主筯和箍筯；
墙体：钢筋网与柱梁要求可靠锚固，锚固长度不小于150mm。钢筋网与旧墙体的距离不小于5mm，钢筋保护层不小于10mm。铺设钢筋网时，一般水平钢筋在外，竖向钢筋在内，并采用钢筋弯头支起。
5、水泥砂浆抹面
采用人工抹灰的方式分层抹面。先湿润墙面，然后刷墙面专用界面处理剂或刷水泥浆一道，再分层抹灰，第一层厚度为20mm，并压平拉毛，第二层厚度为15mm（单面加固时为20mm）。如果能采用压力喷浆的方式，效果则会更好。结硬后进行养护。
通过这种加固处理后，砌体结构的抗剪能力、整体性、承载性、抗震性都能得到明显的改善。
参考文献：
[1]李德虎.建筑抗震加固技术规程（JGJ116-98）简介[J].工程抗震，1999（01）.
[2]许清风.钢筋网水泥砂浆加固旧砖墙的试验研究[J].土木工程学报，2009（04）.
[3]王满生.钢筋网水泥砂浆加固砖墙的抗侧承载力和刚度计算[J].工程抗震与加固改造，2011（06）.
超细水泥注浆加固煤壁应用研究 篇5
目前防治工作面片帮的方法主要有两种, 一是改进采煤工艺和支护参数, 如采用俯斜推进方式、提高液压支架支撑力等;二是对工作面煤壁及顶板进行加固。对于厚煤层大采高工作面来说, 如受地质构造影响, 煤层和顶板破碎, 煤层软, 采用注浆加固是防治煤壁片帮的有效手段[3]。
本文针对赵庄煤矿3305工作面煤层松软、破碎, 受采动影响工作面发生塌顶、片帮的情况, 从注浆材料、注浆工艺与应用效果等方面, 对厚煤层大采高工作面煤壁片帮注浆加固进行应用研究。
1 注浆材料选择
注浆材料可分为有机和无机材料两大类。有机材料主要为高分子化学材料, 煤矿上常用的有聚氨酯类、脲醛树脂类、环氧树脂类和糠醛树脂类等, 其优点是浆液的渗透性好, 易渗透到微裂隙中;缺点是价格昂贵, 有些有毒, 影响环境[4]。无机材料用的最多的即为普通硅酸盐水泥, 其特点是价格便宜, 无毒, 耐久性好。但其为颗粒型浆液, 渗透性没有化学浆材好, 尤其在裂隙较小的煤壁中难以很好扩散, 在工作面注浆加固中应用效果不理想[5]。
而对于松软破碎煤壁加固注浆来说, 急需开发一种渗透性好、固结强度高、成本相对低廉的注浆材料, 超细水泥即为较好的选择。超细水泥是一种平均粒径3μm~6μm的水泥, 其粒径远小于普通硅酸盐水泥, 可以容易的渗入到裂隙并不发育的松软破碎煤壁之中, 从而实现有效的煤壁加固。但是目前市场上的超细水泥普遍存在凝结时间长, 早期强度低的问题, 不适合煤矿井下煤壁片帮加固的要求, 因此需要对超细水泥进行改性, 使其能够达到早强、快凝的要求。
本文根据注浆材料既要满足较好的流动性, 又要具有快凝的特点, 选择双液注浆材料。其中A料主要为硫铝酸盐水泥, B料主要为石膏、石灰等激发剂为主, 经过超细化处理, 使其达到超细水泥的标准, 其粒径分布测试结果如图1所示。
从图中可以看出, A料最大粒径小于20μm, 中位径为4.1μm;B料最大粒径小于20μm, 中位径为6.5μm, 达到了超细水泥的标准。经过添加复合外加剂改性, 该材料的凝结时间可以在1min~2h之间可调, 且其早期强度也大幅提高, 如表1所示。
从表1可以看出, 从水灰比0.8~1.3, 材料煤固结强度都高于化学浆液固结煤强度, 当水灰比为1时, 其结石体2h强度是化学注浆材料的2.3倍, 4h强度是化学注浆材料的2.2倍。材料性能达到了加固煤壁的要求。
3 井下试验
3.1 试验地点生产地质条件
现场试验地点选在3305工作面撤架通道进行。该撤架通道沿3#煤层顶、底板布置, 巷道为矩形断面, 全长225m, 巷道掘进宽度4700mm, 掘进高度4500mm。3#煤层结构简单, 煤层平均厚度4.5m, 倾角平均为6°, 煤层以亮煤为主, 夹镜煤条带、细—中条带状结构。老顶为灰黑色细粒砂岩, 厚5m, 夹粉砂岩薄层;直接顶为灰黑色砂质泥岩厚3.6m;伪顶为深灰黑色炭质泥岩, 厚0.2m;直接底为深灰色泥岩, 厚0.2m;老底为浅灰色砂质泥岩, 厚10.64m。
3.2 注浆参数设计
(1) 注浆钻孔布置。
注浆钻孔布置如图2所示。工作面煤帮距底板1000mm布置一排钻孔, 角度下扎5°, 间距1500mm;距底板2000mm布置一排钻孔, 平孔, 间距1500mm;距底板3000mm布置一排钻孔, 仰角15°, 间距3000mm, 孔深8m, 孔径Φ42mm。
(2) 注浆压力设计。
根据工程经验, 煤壁注浆压力设计为3MPa~6MPa。
(3) 注浆量。
试验中控制每孔注浆量, 距底板1000mm注浆孔每孔注浆量平均700kg, 距底板2000mm注浆孔每孔注浆量平均700kg, 距底板3000mm注浆孔每孔注浆量平均1200kg。
(4) 注浆顺序及方式。
注浆顺序自底板向上间隔跳跃施工。对于破碎煤岩整体加固可采用深浅孔配合注浆方式;对于裂隙比较发育, 跑冒浆液比较严重的部位, 可采用先浅部注浆, 形成“止浆墙”, 再进行深部注浆, 保证深部浆液扩散范围和注浆压力。
(5) 施工工艺。
施工工艺分为打孔和注浆两部分, 首先按设计要求的钻孔位置、参数和施工顺序进行打孔, 然后将材料按规定配比倒入搅拌桶进行搅拌, 依次连接好注浆泵、出浆管、孔口管、封孔器和注浆管, 开启注浆泵进行注浆, 直到注浆量或注浆压力达到设计停止标准, 最后倒入清水清洗注浆系统。施工工艺如图2所示。
4 试验结果分析
为评价注浆效果, 在煤体注浆前、后进行了煤壁钻孔窥视探测, 观测注浆前后不同深度的煤岩体破碎程度。窥视孔直径42mm, 孔深8000mm, 注浆段观测钻孔一个在水平和竖直方向距离注浆钻孔1000mm, 另一个在水平和竖直方向距离注浆钻孔1500mm, 窥视结果如图3、图4所示。
从图中可以看出, 注浆之前钻孔内煤体松散、破碎、纵横交错的裂隙发育明显, 孔内破碎小煤块多, 煤的整体性较差。注浆之后发现孔内破碎煤块明显减少, 煤体内部纵横交错的裂隙得到充填和固结, 钻孔孔壁、孔底能清楚看到有浆体充填痕迹, 钻孔内浆液固结体呈薄厚不一的片状或条状, 空隙得到压实, 煤体完整性和稳定性增加。在距离注浆1m和1.5m的观测内, 都能清楚看到浆体充填痕迹, 这说明浆液在煤体裂隙内充填范围广, 注浆达到预期效果。
5 主要结论
(1) 超细水泥注浆材料是一种性价比较高的注浆材料, 在煤矿中大量使用可有效降低成本, 推广前景广泛。
(2) 超细水泥的流动性好, 渗透性强, 强度高, 能够有效固结破碎煤岩体。其凝结时间和强度可以根据注浆要求进行调整, 适应多种情况下的注浆要求。
(3) 井下试验表明, 超细水泥注浆可以有效充填和固结破碎煤块, 扩散半径大, 注浆效果显著。
摘要：大采高煤壁片帮问题严重制约煤矿的安全高产高效生产。针对赵庄煤矿3305工作面煤层松软破碎的情况, 进行了超细水泥注浆材料研究, 开发了相应的注浆工艺并进行了工程实践。应用效果表明, 超细水泥注浆可以有效充填和固结破碎煤块, 渗透性好, 扩散半径大, 注浆效果显著。
关键词：超细水泥,注浆加固,煤壁加固
参考文献
[1]尹希文, 闫少宏, 安宇.大采高综采面煤壁片帮特征分析与应用[J].采矿与安全工程学报, 2008, 25 (2) :222-225.
[2]尹志坡.大采高综采工作面煤壁片帮的分析与预防[J].华北科技学院学报, 2008, 5 (3) :51-53.
[3]袁前进.综放面煤壁片帮的理论分析和防治[J].煤炭科技, 2009 (2) :44-47.
[4]邝健政.岩土注浆理论与工程实例[M].北京:科学出版社, 2001.
水泥土桩复合地基加固机理分析 篇6
1水泥加固软土机理
水泥土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同, 混凝土的硬化主要在粗填料中进行水解和水化作用, 所以凝结速度快。而在水泥加固土中, 由于水泥掺量很小, 水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质-土的围绕下进行, 所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土较为缓慢。
1.1 水泥的水解和水化反应
普通硅酸盐水泥主要是氧化钙、二氧化碳、三氧化铝、三氧化硫及三氧化二铁等组成, 由于这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物;硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、硫酸钙、铁铝酸四钙等。用水泥加固软土时, 水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应, 生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水氯酸钙及含水铁酸钙。所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶解于水中, 是水泥颗粒表面重新暴露出来, 再与水发生反应, 这样周围的水溶液就逐渐达到饱和。当溶液达到饱和后, 水分子虽然继续深入颗粒内部, 但新生成物已不能再溶解, 只能以细分散状态的胶体析出, 悬浮于溶液中, 形成胶体。
1.2 土颗粒与水泥水化物的作用
当水泥的水化物生成后, 有的自身继续硬化形成水泥石骨架;有的则与周围具有活性的粘土生成反应。粘土和水结合时就表现出一种胶体特征, 如土中含量最多的二氧化硅遇水后, 形成硅盐胶体颗粒, 即表面带有钠离子或钾离子, 它们都能和水泥水化生成的氢氧化钙中钙离子进行当量吸附交换, 使较小的土颗粒形成较大的土颗粒, 从而使土体强度提高。水泥水化生成的凝胶离子的比表面积约比原水泥颗粒大1000倍, 因而产生很大的表面能, 有强烈的吸附活性, 能使较大的土团粒进一步结合起来, 形成水泥土的团粒结构, 并封闭各土团的空隙, 形成坚固的联结, 从宏观上看也就使水泥土的强度大大提高。
随着水泥水化反应的深入, 溶液中析出大量的钙离子, 当其数量超过离子交换的需要量后, 在碱性环境中, 能使组成粘性矿物的二氧化硅及三氧化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化学反应, 逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物, 增大了水泥土的强度。
1.3 碳酸化作用
水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水和空气中的二氧化碳, 发生碳酸化反应, 生成不溶水的碳酸钙, 这种反应也能使水泥强度增强, 但增长的速度较慢, 幅度也较小。
从水泥的加固机理分析, 由于人工搅拌的不均匀性, 实际上不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团。在拌入水泥后将出现水泥浆包裹土团的现象, 而土团间的大空隙基本上已被水泥颗粒填满。加固后的水泥形成一些水泥较多的微区, 而在大小土团内则没有水泥。只有经过较长时间, 土团内的颗粒在水泥水解产物的渗透作用下, 才会逐渐改变其性质。因此在水泥土中不可避免地会产生强度较大和水稳定性较好的水泥石区和强度较低的土地区。两者在空间相互交替, 从而形成一种独特的水泥石结构。可见, 搅拌越充分, 土块越小, 水泥分布到土中越均匀, 则水泥石结构的离散性越小, 其宏观的总体强度也越高。
2桩土共同作用机理分析
水泥土搅拌桩复合地基主要由加固区、下卧层和垫层三部分组成, 加固区主要由桩与桩间土组成, 故对水泥土桩复合地基作用机理分析时, 必须对复合地基从整体上分析, 水泥土搅拌桩复合地基加固体的作用主要表现在以下几个方面:
2.1 桩体作用
由于复合地基中桩体的刚度较周围土体大, 在刚性基础下发生等量变形时, 地基中应力按材料的模量进行分配, 因此, 桩体上产生应力集中的现象。大部分荷载将由桩体承担, 桩间土上应力相应减少。这样就使得复合地基的承载性能较原地基有所提高, 沉降量有所减小。随着桩体刚度增加, 其桩体作用发挥得更为明显。
2.2 垫层作用
水泥土搅拌桩与桩间土复合形成的复合地基, 在加固深度范围内形成复合层, 由于其力学性能优于天然地基, 它可起到类似褥垫层的作用, 均匀地基应力和应力扩散等作用。在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中, 垫层的作用尤为明显。
2.3 挤密作用
在水泥土搅拌桩施工过程中, 由于振动、排水、材料吸水、搅拌和压力膨胀等作用, 都对桩间土起到一定的密室作用。
2.4 加筋作用
水泥土搅拌桩复合地基除了可提高地基的承载力外, 还可用来提高土体的抗剪强度, 增加土体的抗滑力, 增加路堤填筑的稳定性。
3结语与展望
水泥土搅拌桩作为一种普遍使用的地基处理方式, 本文只是简单的从其加固机理方面分析。然而, 在实际应用中其加固的具体情况还无法用完全精确地理论去分析。如在确定单桩承载力时是按刚性桩来计算的, 而计算沉降时又是认为桩与桩间土的变形是协调的, 这又把水泥土桩当成了柔性桩。再有设置褥垫层后, 基础向地基传递荷载的规律也发生了变化。因此, 用这种地基处理方法获得的地基承载力值仍需要一套更精确的理论去求解。
参考文献
[1]高亚成, 郑建青.水泥土的室内试验研究[J].河海大学学报, 1999, 27 (5) :103-106.
某水泥厂混凝土筒仓加固方案 篇7
1 现场检测
为保障该工程的安全使用,特委托质量检测中心对18 m底板、库壁及锥支柱强度进行检测。检测结果如下:
1)外观质量缺陷调查
经调查,5～11轴间底板混凝土部分尚未硬化,未硬化的混凝土深度在200～500 mm之间,上部钢筋裸露。18 m处5～11轴间侧壁部分有缺陷混凝土已剔除,存在透亮现象,详细描绘情况见图1。18 m库底板、18～19 m锥支柱及侧壁未发现裂缝。锥支柱1×B、锥支柱2×B蜂窝麻面较严重;锥支柱3×B、锥支柱16×B存在蜂窝麻面;锥支柱6×B、锥支柱7×B、锥支柱12×B存在空洞缺损。锥支柱上端环梁存在修补情况。
2)混凝土强度检测
根据现场情况在18 m底板上,抽取8个部位,底板以上1.5 m范围内的库壁6处,锥支柱6根,分别采用回弹法进行混凝土强度检测,并采用钻芯法进行修正。观察芯样外表颜色变化,作描绘记录。
结论:
①经调查,5～11轴间底板混凝土部分未硬化,未硬化的混凝土深度在200～500 mm之间,上部钢筋裸露。18 m处5～11轴间侧壁部分有缺陷混凝土已剔除,存在透亮现象。18 m库底板、18～19 m锥支柱及侧壁未发现裂缝。锥支柱1×B、锥支柱2×B蜂窝麻面较严重;锥支柱3×B、锥支柱16×B存在蜂窝麻面;锥支柱6×B、锥支柱7×B、锥支柱12×B存在空洞缺损。锥支柱上端环梁存在修补情况。
②所检18 m库底板混凝土强度不满足设计要求;所检18 m上方1.5 m内库壁混凝土强度不满足设计要求;所检18 m锥支柱混凝土强度不满足设计要求。
根据以上检测结果,经反复讨论和仔细研究,我们决定对有缺陷的部位及混凝土强度不满足设计要求的构件进行加固处理。
2 加固方案及主要加固内容
1)钻芯取样处处理方案
首先观察钻芯孔内是否有钢筋被切断。当有钢筋被切断时,剔凿钻芯孔,凿出钢筋搭接长度,采用相同型号的短钢筋进行双面搭接焊。焊接完毕后将剔凿表面冲洗干净,刷一道TG胶水泥浆,然后浇筑C35细石混凝土。当没有钢筋被切断时,浇水湿润,然后浇筑高强无收缩灌浆料。
2)混凝土构件表面缺损部位处理方案
首先剔除原有缺损表面抹灰,并将其清理干净。然后将锈蚀的钢筋进行除锈,浇水湿润,然后抹高强无收缩灌浆料砂浆。
3)筒壁处理方案
首先将现有筒壁无强度的部位分段,1 m为一段。先将1段进行上下剔凿,凿至坚硬的混凝土层,钢筋除锈,然后将剔凿的混凝土表面清理干净,浇水湿润,支模,浇筑高强无收缩灌浆料细石混凝土(强度不低于C35)。
待1段混凝土强度达到85%后,再按同样的方法进行2段的施工。当2段混凝土强度达到85%以后,再进行3段的施工,以此类推。待混凝土强度达到85%后,筒壁外周圈粘贴碳纤维布,-300@300碳纤维布绕壁一周,搭接长度2 000 mm,高度范围2 200 mm。
4)锥支柱处理方案
(1)锥支柱与底板节点处处理方案
首先将锥支柱与筒壁节点处混凝土剔除,然后将表面冲洗干净,浇筑高强无收缩灌浆料细石混凝土(强度不低于C35)。
锥支柱的处理也采用分批处理的方式。首先处理锥支柱7、锥支柱9、锥支柱11,待混凝土强度达到85%时,方可进行锥支柱6、锥支柱8、锥支柱10的处理。
(2)底板上部锥支柱柱体处理方案
底板上部所有锥支柱均采用缠绕粘贴-300碳纤维布的方式进行处理。
5)锥支柱与筒壁之间的库底板
(1)采用重新浇筑混凝土的方式加固
将5～11轴锥支柱与筒壁之间松散混凝土进行剔凿,剔至坚实的混凝土下20 mm。然后将钢筋按原设计图纸进行绑扎,有锈蚀的钢筋要进行除锈。新旧混凝土采用植筋的方式进行拉接,植入ϕ12@300×300,钢筋植入下部混凝土深度180 mm,上部裸露200 mm。将混凝土表面用水冲洗干净后,浇筑高强无收缩灌浆料细石混凝土(强度不低于C35)。
(2)采用粘贴碳纤维布的方式加固
11轴～5轴之间混凝土底板采用上部粘贴-300@300碳纤维布的方式加固,平面范围为库壁内侧至锥支柱以里1 500 mm。
6)锥内侧库底板
(1)上部采用重新浇筑混凝土的方式加固
将5～11轴锥内侧松散混凝土进行剔凿,剔至坚实的混凝土下20 mm。然后将钢筋按原设计图纸进行绑扎,有锈蚀的钢筋要进行除锈。新旧混凝土采用植筋的方式进行拉接,植入ϕ12@300×300,钢筋植入下部混凝土深度180 mm,上部裸露200 mm。将混凝土表面用水冲洗干净后,浇C35细石混凝土。
(2)下表面采用粘贴碳纤维布的方式加固
①)底板共粘4层碳纤维布,先施工第一步,再施工第二步,做法见图2。
②碳纤维片材加固施工工艺。
a.表面处理。
将粘贴碳纤维布的混凝土表面打磨,打磨至平整光滑,并清理干净,保持干燥。
b.找平处理。
当混凝土表面有凹陷部位时应进行找平,找平材料为环氧树脂砂浆。环氧树脂砂浆的配比,应按产品生产商提供的配比进行。
c.涂刷底层树脂。
按照产品生产商提供的配比适配底层树脂,用滚筒将树脂均匀涂抹于混凝土表面。
d.粘贴碳纤维布。
按现场尺寸裁剪碳纤维布。
配置浸渍树脂,均匀涂抹于混凝土表面。
将碳纤维布用手轻压粘贴于需粘贴部位,采用专用滚筒顺纤维方向进行多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。
多层粘贴应重复上述步骤,并宜在碳纤维布表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。
在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂。
3 施工顺序
第1步:钻芯取样处、缺损部位、筒壁第1段、锥支柱第1批、板底粘贴碳纤维布。
第2步:筒壁第2段、锥支柱第2批、底板上部处理。
第3步:筒壁第3段、锥支柱、底板上表面粘贴碳纤维布。
第4步:筒壁粘贴碳纤维布。
第5步:碳纤维布表面处理。
4 施工注意事项
1)因该工程为改造加固工程,当图示尺寸与实际尺寸不符时,以实际尺寸为准。
2)剔凿混凝土时,不应采用风镐等大型器械。
3)施工所用材料应有合格证,应由有经验的专业施工队伍进行施工。
4)板底粘碳纤维布后刷掺加TG胶的水泥浆一道,然后用1:3水泥砂浆抹灰罩面。
5)本工程所用碳纤维布均为300 g/m2。
5 结 语
该加固工程自2010年10月份结束,2011年8月项目正式投产。到目前为止,生产运行良好,建筑物整体稳定,沉降观测均在正常范围内。
参考文献
[1]GB50295-2008水泥工厂设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]GB50077-2003钢筋混凝土筒仓设计规范[S].北京:中国计划出版社,2004.
[3]GB50367-2006混凝土加固设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.
水泥加固 篇8
1.1 北京至上海高速铁路
DK419+245.49～DK420+392段表层含碎石新黄土, 具湿陷性, 湿陷系数δs=0.015～0.081, 厚0.7～7.4m, 其下为粉质粘土, 棕褐色～棕色, 坚硬～软塑, 厚0.2～3.8m, 下为石灰岩, 青灰色～灰白色, 弱风化, 节理发育, 有溶洞, 属岩溶弱发育。
1.2 岩溶加固范围:
DK419+245.49～+358段为土石分界面以上3m, 以下6m, DK419+358～+685段为土石分界面以上3m, 以下5m, DK419+685～+745段为土石分界面以上全部, 以下5m, DK419+745～+965段为土石分界面以上至换填底面, 以下5m, DK419+965～DK420+055段为路基面或换填底面以下5m, DK420+055～+065段为路基面以下6.5m, DK420+065～+392段为路基面以下8m, DK420+065～+392段为路基面以下8m。DK419+620～DK420+392段注浆孔间距5m, 三角形布置。DK419+245.49～DK419+620段注浆孔间距4.5m正方形布置。
1.3
若遇空的岩溶通道、较大溶洞或裂隙处, 视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填, 再采用水泥浆液或双液注浆, 全充填溶洞一般采用单液注浆。
1.4 合格标准:
注浆后岩土体单位吸水率不大于0.42L/min·m·m;土层单位吸水量不大于0.33L/min·m·m。
2 岩溶注浆施工依据
2.1
北京至上海高速铁路施工图路基通用设计图;
2.2
监理下发文件及设计下发工作联系单;
2.3
《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89;
2.4
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 (GB175-1999) 。
3 临时设施布置
3.1 施工用电。
采用30KWh柴油发电机供电。
3.2 施工用水。
施工供水拟采用拉水车运送施工用水至现场蓄水池。
3.3 制浆系统。
在距注浆试验区左侧20m处设立制浆站, 采用200型立式高速搅拌机进行浆液搅拌, 高速搅拌机搅拌转速大于1200r/min, 搅拌时间不小于30s, 浆液搅拌必须均匀。浆液过筛后使用, 并定时检测其密度, 从开始制备至用完的时间不大于4h, 浆液温度保持在5～40℃, 低于或超出此标准的按废浆处理。
4 岩溶注浆施工
4.1 施工顺序。
注浆孔施工自路基坡脚向线路中心的顺序进行, 先两侧后中间, 保证注浆质量, 注浆结束后, 由设计及监理单位布置检查孔进行施工质量检查。
4.2 岩溶注浆工艺流程如下图:
4.3 钻孔。
岩溶注浆基本孔及检查孔采用XY-130型回转式地质钻机钻孔, 开孔孔径为Φ110mm, 其中土层地基采用合金钻头钻进, 将钻杆对准所标孔位, 开孔时要轻加压、慢速, 防止将孔开斜。基岩部分采用合金钻头钻进, 注浆孔孔径为Φ108mm, 检查孔孔径为Φ108mm, 钻进至设计孔深。钻进过程中钻孔记录要详细完整地记录孔内情况, 如换层、破碎、掉块、夹泥、漏水、脱空等。遇特殊情况, 及时向监理工程师报告, 并按监理工程师的指示处理。
4.4 钻孔冲洗。
钻孔冲洗包括钻孔孔壁冲洗和岩石裂隙冲洗。
孔壁冲洗:钻孔结束后, 将水管深入孔底, 通入大流量水流, 从孔底向孔外冲洗, 直至回水清净为止, 要求冲洗后孔内残留物厚度不超过20cm。
裂隙冲洗:用压力水进行裂隙冲洗, 直至回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的80%。
4.5 制浆。
(1) 水:符合拌制水工混凝土的用水要求; (2) 水泥:P.O42.5R;水泥应保持新鲜, 一般不应超过出厂日期三个月, 受潮结块不得使用, 水泥的各项指标应符合规定标准。
制好的浆液需经检验合格后方可用于灌浆施工。
4.6 岩溶注浆
4.6.1 灌浆方法。
岩溶注浆采用阻塞式孔内循环注浆进行。注浆塞采用了螺旋嵌入式注浆塞、水泥砂浆注浆塞。
(1) 螺旋嵌入式注浆塞。将自制螺旋嵌入式注浆塞四周缠绕麻加压旋转嵌入注浆孔内。注浆时完全能达到设计压力且水泥砂浆与孔壁接合处不漏浆, 注浆过程中没有发现异常。 (2) 水泥浆注浆塞。钻孔完毕, 进行清孔检查, 在确认没有坍孔和探头石的情况下, 在确定注浆管内无阻塞物后, 即可进行注浆管安装。用水泥袋绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞, 把管子插入孔内, 人工将管顶入孔内到要求深度, 使水泥栓塞与孔壁充分挤压紧实, 然后在水泥袋栓塞与孔口空余部分, 填充水泥砂浆, 使注浆管和止浆塞固定。注浆管外露的长度不小于30～40cm, 以便连接孔口阀门和管路, 水泥砂浆注浆塞制作完成。待凝6～8h后进行岩溶注浆。 (3) 灌浆压力。基岩为0.30MPa, 岩土界面附近逐步加大至0.50MPa。 (4) 浆液水灰比和浆液变换标准。灌浆浆液水灰比拟采用1:1、0.8:1二个比级, 开灌水灰比为1:1。当灌浆压力保持不变, 注入率持续减小时, 或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时, 不得改变水灰比。当1:1浆液注入量已达3m3以上, 而注浆压力和注入率均无显著改变时, 应换0.8:1浆液继续灌注直至结束。 (5) 注浆结束标准和封孔。注浆结束标准:a.岩溶注浆在规定的压力下注浆孔停止吸浆, 即可结束。b.孔口附近及周边部位地面返浆, 即可结束。c.注浆孔每米注浆量达到平均注浆量0.8m3/m的1.5～2.0倍, 且进浆量明显减少时。
当长期达不到结束标准时, 报请监理工程师采用水泥双液注浆或灌砂等方式进行处理。处理结束后在该部位附近布置四个补强加固孔继续灌浆水泥浆液。
注浆结束后, 采用“机械压浆封孔法”封孔及人工二次手工封孔。即全孔注浆结束后, 用灌浆泵向孔内泵入0.5:1浓浆, 水泥浆逐渐上升, 将孔内稀浆置换出, 直到孔口返出与进浆相同比级的浓浆。封孔做到密实, 无孔洞。
4.6.2 特殊情况处理。
(1) 漏浆的处理。灌浆时, 如岩面裂缝漏浆, 可采用表面嵌缝、间歇、限流、限量、浓浆灌注、待凝等方法处理。 (2) 灌浆工作若因故中断, 可按照下述原则进行处理:a.及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔, 而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效, 则应进行扫孔, 而后恢复灌浆;b.恢复灌浆时应使用开灌比级的水泥浆液进行灌注, 如注入率与中断前的相近, 即改用中断前比级的水泥浆继续灌注;如注入率较中断前减少较多, 则浆液应逐级加浓继续灌注;c.恢复灌浆后, 如注入率较中断前减少很多, 且在短时间内停止注浆, 则应采取补救措施。 (3) 灌浆段注入量大, 灌浆难于结束时, 可选用下列措施处理:a.低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆;b.浆液中掺如速凝剂;c.灌注稳定浆液或混合浆液;d.该段经处理后应扫孔, 重新依照技术要求进行灌浆, 直至结束。 (4) 对于空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处的处理方法:空的岩溶通道和较大裂隙处灌注水泥浆, 如长期达不到标准结束采用双液注浆。
较大溶洞先灌注水泥浆, 再灌注砂, 然后再灌注水泥浆, 如此循环, 注浆过程中观测浆面上升高程。
5 结论和意义
岩溶注浆是将一定的水泥浆液, 用灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内, 使其渗透、扩散、胶凝或固化, 以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形的一项加固基础技术。即岩溶注浆是工程技术进行基础缺陷处理 (加固补强、防渗止水) , 保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。
高速铁路路基岩溶注浆的施工是一项关系路基稳定质量、施工进度和施工成本的关键项目。按传统施工方法和工艺, 一般采用大孔径套管跟进传统胶球阻塞注浆, 边注浆边起管方式进行施工。其缺点是:大孔径套管跟进钻孔施工速度慢, 注浆时孔壁外侧易冒浆, 达不到设计压力, 如水泥浆液埋管处理需待凝时间较长, 套管不易起拔, 一段注浆结束后需继续起拔埋管待凝, 费料、费工、费时。注浆质量难以保证。
近几年来, 有些工程采用添加速凝剂虽能解决扩散半径较大及孔口冒浆问题。但从应用效果看, 由于水泥浆液添加速凝剂施工成本和设备投入较大。由于浆液凝结速度快, 溶隙、溶洞还存在缝隙、孔洞, 二次补强钻孔注浆也不能达到良好效果, 注浆质量难以控制;易产生路基承载力减小、路基不均匀沉降;由于工序较多, 工艺复杂致使施工进度受到限制。
水泥加固 篇9
摘要：本文以珠海市斗门区东福路道路软基处理为例，介绍水泥土搅拌桩在加固软土地基工程中的应用及要求，研究水泥土搅拌桩复合地基承载力的计算。
关键词：水泥土搅拌桩；軟土；复合地基；承载力计算
1、前言
珠海位于我国的南部沿海地区，广泛存在淤泥、淤泥质土、填土等软土地基。对于软土地基，可采用机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层或复合地基等方法。水泥土搅拌桩复合地基是加固软土地基的方法之一。水泥土搅拌桩施工简单方便、造价较低、加固软土地基厚度较大等优点，在珠海地区广泛应用。
本文以珠海市斗门区东福路道路软基处理为例，介绍水泥土搅拌桩在加固软土地基工程中的应用及要求，研究水泥土搅拌桩复合地基承载力的计算。
2、工程地质
拟进行道路软基处理场地位于珠海市斗门区新青科技工业园东福路沿线，项目总长约400米。东福路地貌为滨海平原地貌。地形均较平坦，现状为已建成市政道路，地面标高一般为2.50～2.90m（高程采用1956年黄海高程系，下同）。
本次勘探揭露岩土层自上而下为：素填土、淤泥、砾砂、砾质粘性土。
1）素填土（层号①）：褐黄、褐红、土灰、土灰黄色，顶部20cm普遍为砼路面，其下主要为花岗岩风化土堆填而成，个别钻孔底部偶含碎块石。湿，稍压实。该层于东福路道路沿线分布普遍，勘察各钻孔均有见及，厚度3.60～4.70m。层底标高为-0.94～-2.19m。
2）淤泥（层号②）：灰黑色，具腐臭味，质较纯，偶含贝壳碎屑，含少量粉细砂，底部局部相变为淤泥质土，干强度及韧性中等，无摇震反应，饱和，流塑。该层于东福路道路沿线分布较普遍，揭露厚度16.50～19.40m。层底标高为-17.29～-20.54m。
3）砾砂（层号③）：灰黑、深灰、灰黄、灰白、土灰黄色，组分为石英砂，少量粘粒胶结，次棱角状，分选性一般，饱和，稍密。该层于东福路道路沿线不连续分布，部分钻孔未揭露至，厚度也未揭穿，揭露厚度1.40～2.40m。层顶标高为-17.79～-20.54m。
4）砾质粘性土（层号④）：褐黄、褐红、灰白、浅灰绿、土黄色，为花岗岩风化残积土，组分为粘性土及石英砂砾，砾砂含量约15～25%，岩芯泥柱状，很湿，可塑～硬塑。该层于东福路道路沿线不连续分布，部分钻孔未揭露至，厚度也未揭穿，揭露厚度1.50～2.30m。层顶标高为-17.29～-18.14m。
根据东福路地质勘察报告，本次设计参考钻孔为东福路ZKDF5、ZKDF6、ZKDF7、ZKDF8、ZKDF9和新青七路钻孔ZK33，以ZKDF8为例，各岩层参数如下。
ZKDF8岩层参数
岩土名称及层号岩土状态含水率w（%）孔隙比e重度γ（KN/m3）直剪快剪压缩模量Es
（MPa）地基承载力
基本容许值
fa0（KPa）
粘聚力c
（KPa）内摩擦角
φ（°）
素填土①稍压实——18.014.012.03.00100
淤泥②流塑63.11.69815.74.12.31.7140
砾砂③稍密13.70.48919.9—28.412.42160
本工程需要处理的软土地基为素填土、淤泥。综合考虑地质条件、施工工期、工程造价、周边建筑等因素，对道路采用D800水泥土搅拌桩复合地基进行处理。
以ZKDF8为例，孔口高程2.66m，地下水位标高为1.56m，桩顶标高1.40m。水泥土搅拌桩位于人工填土①层的标高约为1.4m～-1.14m，厚度为2.54m，水泥土搅拌桩位于淤泥②层的标高约为-1.14～-20.54m，厚度为19.4m，水泥土搅拌桩位于砾砂③层的标高约为-20.54～-21.54m，厚度为1.0m；水泥土搅拌桩总实桩长22.94m。
3、水泥土搅拌桩要求
1）水泥土搅拌桩固化材料宜选用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥。水泥浆液水灰比应根据本工程地质情况通过试验确定，宜为0.45～0.55。采用"四搅四喷"施工方法，提升速度不得大于0.5m/min，以保证桩身的均匀性。
2）采用单头搅拌桩，桩径D800mm。
3）水泥土搅拌桩的固化剂掺入量应从现场取土根据设计要求的立方体抗压强度进行试配确定，一般应控制在13%～18%左右。
4）水泥土搅拌桩无侧限抗压强度≥0.6Mpa，可掺入外加剂。
5）水泥土搅拌桩施工时，停浆（灰）面应高于桩顶设计标高500mm。
6）水泥土搅拌桩施工完成后，经检测合格后方可进行下一步施工。
7）施工前，应进行室内配合比试验，针对现场拟处理地基土层的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为施工提供不同龄期、不同配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值。
8）工程桩正式施工前应进行试桩（各种桩试验桩数量均不小于3根），以确定现场地质条件下的成桩工艺及各项操作技术参数。
9）施工中，应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，桩位允许偏差50mm，垂直度允许偏差1%，桩径允许偏差2%，成桩直径和桩长不得小于设计值。
10）水泥土搅拌桩的施工质量检验方法：
①成桩3d内，采用轻型动力触探（N10）检查上部桩身的均匀性，检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3根；
②成桩7d后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆（灰）面下0.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查数量不少于总桩数的5%。
③静荷载试验宜在成桩28d后进行。水泥土搅拌桩复合地基承载力试验应采用复合地基静荷载试验和单桩静荷载试验，验收检验数量不少于总桩数的1%，复合地基静荷载试验数量不少于3台。
水泥加固 篇10
关键词：水泥土,搅拌桩,防渗墙,配合比,强度
近年来,深层搅拌注浆制桩工艺在基础设施、水利设施、堤防工程及公路等工程建设方面已获得日益广泛的运用。深层搅拌注浆工艺是利用深层注浆搅拌的原理,向土壤中注入水泥浆(或石灰等其他化学掺加剂)作为主固化剂,通过特制的深层搅拌机械设备在地基深处,将固化剂和原软土层强制加以搅拌,使之固化成墙的方式来加固软弱坝基及基础防渗,其显著的加固效果、低廉的工程造价、广泛的适用地层等优点使得该种化学加固工艺日益受到设计者的青睐。2003年新疆水利水电科学研究院将该施工技术引进新疆地区,由于没有施工技术规范参考,我院展开了搅拌桩水泥配合比的研究。
1 概述
水泥土搅拌桩防渗墙是将连续的桩连接成墙的形式,使软土地基补强,同时连续的墙又有防渗效果,在坝基处理中,主要是要求墙体的防渗性能,同时考虑墙体的强度。为了满足设计的防渗要求,必须进行水泥加固土的室内配合比试验及野外试验。本文根据呼图壁县大海子水库除险加固工程坝基防渗设计要求对水泥土室内配合比进行试验,通过不同水灰比进行试验对比,分析影响水泥土强度、渗透系数的各因素。
2 试验方法
在呼图壁大海子水库除险加固工程工地取样进行室内试验,分析在同种土质情况下,水泥掺量分别为10%,15%,20%,粉煤灰掺量分别为水泥用量的50%,100%时,水泥土渗透系数的变化,选出渗透系数最小,水泥用量最佳的水泥土。将最佳的室内试验结果应用到工程施工中,在实际施工中取样分析,验证试验结论。
3 试验内容与结果
3.1 试验过程
研究内容分为两部分进行:室内试验和野外试验。
1)室内试验。
在室内进行了砂土、粘土、细砂三种土质的水灰比试验,试验结果如表1所示,从表1中可以看出,对粘土而言,编号2的水泥土试样的渗透系数最小,值为6.3×10-8 cm/s,90 d强度最大,值为4.67 MPa;水灰比为2.23∶1∶0;编号12的水泥土试样的渗透系数为4.5×10-7 cm/s,90 d强度为1.90 MPa;水灰比为4.37∶1∶1。综合水灰比和渗透系数两个指标考虑,最终确定粘土的水灰比的编号为12。对细砂而言,编号8为最优的水泥土试件,其渗透系数为1.9×10-7 cm/s,水灰比为3.73∶1∶1。对砂土而言,只做了一组试验,其渗透系数满足抗渗要求。
2)野外试验。
通过室内试验确定了水泥土的最优配合比,将其与野外试验相结合,进行现场深层搅拌试验,取出水泥土芯样,进行抗压强度试验和抗渗试验,与其室内试验指标相比较。水泥土芯样(自然状态)抗压强度试验数据如表2所示。
3.2 研究内容
1)根据呼图壁大海子水库深搅工地取样,进行室内试验,分析在同种土质中,水泥掺量分别为10%,15%,20%,粉煤灰掺量分别为水泥用量的50%,100%时,水泥土渗透系数的变化。通过分析,探明同种土质时,掺入同样比例的水泥和粉煤灰,水泥土的强度和渗透系数之间的关系。
2)根据室内试验的研究结果,设计野外试验方案,进行不同水灰比的试验研究,取出搅拌桩内的水泥土试块研制一种方便可行的桩内取样器,每根桩取三组不同深度。
4 结语
1)分别在粘土和细砂中,掺入同样比例的水泥和粉煤灰,细砂水泥土的强度高于粘土水泥土强度,从表1中可以看出90 d强度试验编号14高于编号13的46.8%,渗透系数在同一数量级,差异不大。
2)无论是砂土、细砂或粘土,从同一配合比的水泥土的后期强度明显可以看出,90 d的强度将高于28 d强度的50%～100%。
3)在粘土中,相同的水泥掺量10%,加入不同掺量的粉煤灰(5%和10%),从表1编号11和12中可以看出,28 d强度基本相同,90 d强度增长26%,但渗透系数增长一个数量级。
4)在细砂中,相同的水泥掺量10%,不同的粉煤灰掺量0%,5%,10%,从表1中编号3,7,8中可以看出,90 d强度分别为0.97 MPa,2.6 MPa,4.2 MPa,其强度随粉煤灰掺量的增加而明显增加。
5)水泥土的强度与水泥掺量成正比,在粘土中,水泥掺量10%的90 d最高强度为1.9 MPa,表1中编号5,11,12平均90 d强度1.4 MPa,这说明在粘土水泥土中水泥掺量10%强度值大于3 MPa是不可能的。
6)在粘土中,水泥掺量为15%时,表1中编号2,9,13的90 d平均强度为3.78 MPa。
7)在细砂中,水泥掺量为15%时,表1中编号4,14的90 d平均强度为3.88 MPa,而掺入一定量的粉煤灰强度明显增加。
8)水泥土不具备抗冻能力。
9)无论是粘土水泥土还是细砂水泥土,当水泥掺量为20%时,90 d的抗压强度能达到4 MPa以上。
从以上研究结果可以分析得到一些设计建议:
1)当水泥掺量为10%时,强度指标宜采用1 MPa～1.2 MPa,渗透系数为10-6 cm/s。
2)当水泥掺量为15%时,强度指标宜采用3 MPa,渗透系数为10-6 cm/s。
3)当水泥掺量为20%时,强度指标宜采用4 MPa,渗透系数为10-6 cm/s。
4)为提高水泥土的后期强度和防渗效果,建议同时掺入5%～10%的二级粉煤灰。
参考文献
[1]YBJ 255-91,软土地基深层搅拌加固法技术规程[S].
[2]JGJ 79-91,建筑地基处理技术规范[S].