水泥土搅拌法地基处理

水泥土搅拌法地基处理（精选11篇）

水泥土搅拌法地基处理 篇1

摘要：随着科学技术的日新月异, 场地条件的复杂多样化, 水泥土搅拌法作为地基处理的方法以其独特的优点得到了越来越广泛的应用。根据现行规范, 结合自身设计的实践, 浅谈水泥土搅拌法地基处理。

关键词：地基处理,适用范围,加固范围

我国地域辽阔, 从沿海到内地, 由山区到平原, 分布着多种多样的地基土, 其抗剪强度、压缩性以及透水性等因土的种类不同而存在有很大的差别, 地基条件区域性较强, 从而使地基基础这门学科特别复杂。随着我国国民经济的发展, 不仅事先要选择在地质条件良好的场地上从事建设, 而且有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建;另外, 随着科学技术的日新月异, 结构物的荷载日益增大, 对变形的要求也越来越严, 这就会使原来一般可评价为良好的地基, 也可能在一定条件下, 非进行地基处理不可。因而在设计时不仅要针对不同的地质条件、不同的结构物选定合适的基础形式、尺寸和布置方案, 而且要善于选取最恰当的地基处理方法, 利用换填、夯实、挤密、排水、胶结等方法对地基土进行加固, 以改良地基土的工程特性。

建筑物的地基所面临的问题有以下四个方面:

a.强度及稳定性问题;

b.压缩及不均匀沉降问题;

c.渗漏问题;

d.液化问题。

当建筑物的天然地基存在上述四类问题之一或几个时, 即须采用地基处理措施以保证建筑物的安全与正常使用。水泥土搅拌法作为地基处理的方法以其独特的优点得到了越来越广泛的应用。根据现行规范, 结合自身设计的实践, 从以下三个方面浅谈水泥土搅拌法地基处理。

水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化剂, 通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂强制搅拌, 使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土, 从而提高地基土强度和增大变形模量。

1 水泥土搅拌法的特点和适用范围

水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法 (简称湿法) 和粉体喷搅法 (简称干法) , 其加固软土地基, 具有如下的独特优点:

1.1 最大限度的利用了原土。

1.2 搅拌时无震动、无噪音、无污染, 可在密集建筑群中进行施工, 对周围的建筑物和地下管沟影响很小。

1.3 根据上部结构的需要, 可灵活的采用柱状、壁状、格栅状、和块状等平面布置加固形式。

1.4 与钢筋混凝土桩基相比, 可节约钢材并降低造价。

水泥土搅拌法最适合用于加固各种成因的饱和软粘土, 适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基, 如沿海一带的海滨平原、河口三角洲、湖盆地沉积的河相软土。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30% (黄土含水量小于25%) 、大于70%或地下水的p H值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕, 受其搅拌能力的限制, 该法在地基承载力大于140k Pa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

2 加固形式的选择及加固范围的确定

水泥土搅拌桩的布桩形式对加固效果有较大的影响, 根据拟建工程的工程地质条件, 上部结构的荷载要求以及现阶段水泥土搅拌法的施工工艺和设备, 搅拌桩一般可采用柱状、壁状、格栅状、和块状等平面布置加固形式。

柱状:在所要加固的地基范围之内, 每间隔一定的距离设一根搅拌桩, 即形成柱状加固形式。适用于单层工业厂房的独立基础、设备基础、构筑物基础、多层房屋条形基础下的地基加固。

壁状和格栅状:将相临搅拌桩部分地重叠搭接, 即成为壁状和格栅状布桩形式。一般用作深基坑开挖时的维护结构, 可以防止边坡坍塌和岸壁滑动。在深度软土地区或土层分布不均匀的场地, 上部结构的长宽比或长高比大刚度小及对不均匀沉降较为敏感的多层房屋基础, 采用格栅状加固形式, 可提高整体刚度增强抵抗不均匀沉降的能力。

块状:将纵横两个方向相临的搅拌桩全部重叠搭接在一起, 即成为块状布桩形式。它适用于上部结构单位面积荷载大, 对不均匀沉降要求较为严格的建 (构) 筑物地基处理。

水泥土搅拌桩按其强度和刚度区分, 它是介于刚性桩和柔性桩间的一种桩行, 但其承载能力又与刚性桩相近。因此在设计搅拌桩时可仅在上部结构基础范围内布桩, 不必像柔性桩一样在基础以外设置保护桩。

2.1 水泥土搅拌桩的计算

单桩竖向承载力特征值的取值, 应符合下列规定:

1) 当采用单桩载荷试验时, 应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2;

2) 当无单桩载荷试验资料时, 可按下式估算:

式中:

up—桩的周长 (m) ;

n—桩身范围内所划分的土层数;

qsi、qp—桩周第层上的侧阻力、桩端端阻力特征值 (k Pa) , 可按现行同家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定确定;

li—第i层土的厚度 (m) 。

2.2 加固后的水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值, 应通过现场复合地基载荷试验确定, 初步设计时也可按下式估算:

式中:

fspk—复合地基承载力特征值 (k Pa) ;

m—面积置换率;

Ra—单桩竖向承载力特征值 (k N) ;

Ap—桩的截面积 (m2) ;

β—桩间土承载力折减系数, 宜按地区经验取值, 如无经验时可取0.75~0.95, 天然地基承载力较高时取大值;

fsk—处理后桩间土承载力特征值 (k Pa) , 宜按当地经验取值, 如无经验时, 可取天然地基承载力特征值或可根据要求的单桩竖向承载力特征值Ra和复合地基承载力特征值fspk计算搅拌桩的置换率m和总桩数计算值n。根据求得的总桩数计算值n, 进行搅拌桩的平面布置。布置时要考虑充分发挥桩的摩擦阻力和便于施工为原则。

2.3 软弱下卧层计算

当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时, 应按照规范规定进行下卧层承载力计算。此时, 将基础、桩端之间的桩体和土视为复合土层, 其压缩系数、压缩模量取桩和桩间土的复合指标, 按应力扩散法进行验算。

式中:Pz—软弱下卧层顶面处的附加应力值 (kPa) ;

Pcz—软弱下卧层顶面处, 土的自重压力值 (kPa) ;

fz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值 (k N) ;

综上所述, 水泥土搅拌法以其独特的优点, 不管是质量上还是经济效益和社会效益上都取得了成功。在特殊地质条件下, 与其它地基处理方式相比, 其优越性较为明显。因此在选择地基处理方案时应结合土质特征, 对于饱和软粘土地基应优先采用此种地基处理方式, 以获得更好的经济效益。

参考文献

[1]JGJ79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[2]GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[3]徐至钧, 曹名葆.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社, 2004.

水泥土搅拌法地基处理 篇2

2搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min~1m/min范围内，提升速度宜控制在1m/min~2m/min范围内，并保持匀速下沉或提升;

3可采用跳打方式、单侧挤压方式和先行钻孔套打方式施工，对于硬质土层，当成桩有困难时，可采用预先松动土层的先行钻孔套打方式施工;

4搅拌桩在加固区以上的土层扰动区宜采用低掺量加固;

5环境保护要求高的工程应采用三轴搅拌桩，并应通过试成桩及其监测结果调整施工参数，

邻近保护对象时，搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min~0.8m/min，提升速度宜控制在1m/min内。喷浆压力不宜大于0.8MPa;

水泥土搅拌法地基处理 篇3

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。

水泥土搅拌法地基处理设计探讨 篇4

近年来, 由于建筑物基础在房地产开发所占成本较高, 为了降低成本, 设计人员将水泥土搅拌法用于软弱地基处理, 提高地基承载力。这种方法最早由美国人发明, 最早用于海边码头填海的地基处理, 逐渐被应用到民用建筑。

一、概述

水泥土搅拌法地基处理法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土等软土地基。它是利用水泥、石灰等化学物质作为固化剂的主剂, 通过深层搅拌机械在地基深处将软土和固化剂强制搅拌, 利用固化剂和土之间所生产的一系列物理化学反应, 使软土结成具有整体性和一定强度的土桩, 与天然土层一起形成复合地基, 共同承担建筑物的荷载。当处理淤泥质土或具有侵蚀性的地下水时, 应通过实验确定其适用性。冬季施工应注意负温对地基处理效果的影响。

二、工程设计实例介绍

2003年, 在设计某6层框架住宅楼时, 根据勘察报告, 该工程勘探深度内所揭露的地层可划分为4个工程地质层, 从上到下依次为:第一层为5.5米厚左右淤泥质土层, 土质较差, 不适于做基础持力层, 第二层为2米厚左右粘土夹粉土, 第三层为6米厚左右粉土夹粉质粘土层, 第四层为中密~密实的粉细砂, 层顶埋深13.5米, 最大揭露厚度为14米。若采用基础换填, 面积大, 施工技术措施费高;经过分析比较, 最后决定采用水泥土搅拌法进行地基处理。具体设计步骤如下:

1、确定单桩承载力特征值

粉喷桩直径按常规D=500mm, 桩长按13m考虑。

Ra=μpqsili+aqpAp=140KN

Ra=ηfcuAp=157 KN>140 KN满足要求。

2、确定复合地基承载力特征值

fsp=mRa/Ap+β (1-m) fsk, 式中β一般取0.1, fsk本工程取95 kpa, 余下的变量是面积置换率m。置换率的大小, 直接影响复合地基承载力的大小, 也影响建 (构) 筑物的沉降量的大小, 也关系到工程的费用多少。从技术、经济角度考虑, 选用m=14.2%左右较为恰当, 将参数代入上式得粉喷桩复合地基承载力特准值fsp=110kpa。

应该指出m=10%不是绝对的, 某油库工程, 地层主要是高压缩性、饱和、流塑的淤泥13m厚, 土质松软, 承载力低, 它取的置换率m=22%, 所以主要视工程具体情况决定。一般上部结构已定, 荷载已知, 也可根据要求达到多大地基承载力, 反过来计算置换率;但也有一定的限制。

3、复合地基检测

复合地基载荷试验检测结果表, 见表1。

平板载荷试验结果表明:如本住宅工程的5个水泥搅拌桩复合地基试验点的承载力均能够满足设计承载力的要求。

复合地基单桩载荷试验检测结果表, 见表2。

平板载荷试验结果表明:如本住宅工程的5个水泥搅拌桩单桩载荷试验试验点的承载力均能够满足设计承载力的要求。

三、推广时应该注意问题

1、对于拟采用粉喷桩法施工的工程, 除了常规的工程地质要求外, 尚应特别注意查明:

A、地下障碍物, 如:本工程地质报告上19#、20#、23#、24#孔标有厚杂填土, 施工中遇大块石头, 清除一块石头需几小时甚至半天以上, 影响工程进度。施工中要注意地下管线, 尤其是埋设地下电缆, 不弄清将影响人身安全。

B、含水量。在采用渗入比10%普通硅酸盐水泥 (32.5级) , 当土样含水量在50%~80%范围内变化时, 其强度随天然含水量的降低而增大, 含水量每降低10%, 强度可提高30%~50%。

C、有机质含量。对于有机质含量较高的软粘土, 因水泥加固后的强度一般较低, 而且固化时间长, 某工程搅拌桩在72d龄期均未成型, 不具备成桩条件。

D、地下水的腐蚀, 尤其以硫酸盐的结晶侵蚀而丧失强度, 如能事先查明上述问题, 可采用相应措施杜绝事故的发生。

2、水灰比

水泥掺入量的多少不仅影响工程造价, 同时也直接影响搅拌的质量, 国内众多的工程, 已经积累了不少经验。总的来说, 水泥掺入量高, 水泥土抗压强度也增大;龄期越长, 抗压强度也越大;不同土层, 抗压强度也不同;同一土层, 由于土质的不均匀性, 在同一深度会出现抗压强度的突变。上海某工程实验研究指出水泥掺量以13%～14%的抗压强度稳定性最好。因此, 土层水泥应根据实际由室内实验确定。

3、加强施工管理

施工时, 一般使用定量泵注入水泥砂浆, 加固土有粉质粘土、淤泥质土和砂层, 对不同深度, 不同土层其水泥掺入量应该是变化的, 需要调整搅拌杆的提升速度或搅拌次数, 这就靠操作人员的经验。另外, 要加强质量检查, 采用相应措施保证搅拌桩质量。

4、粉喷桩的加固效果

粉喷桩对加固软弱地基效果明显, 地基加固后原有土层承载力提高1.5~2倍。加固后的复合地基压缩模量有较大的提高, 建成后建筑物的变形小, 适用于处理软弱土层、淤泥质土和填土层等, 是经济有效的地基处理方法, 施工速度快。

5、粉喷桩不宜做刚性加固

粉喷桩不是 (刚性) 桩, 不宜做刚性加固。粉喷桩加固后, 地基土与粉喷桩构成复合地基, 一般还有10~30mm的沉降, 而刚性桩基础的变形要小于上述的变形, 因此粉喷桩不能和刚性桩基础共同使用;否则不能达到预期效果。

四、结束语

这种地基加固技术于60年代在日本和瑞典研制成功并应用实际工程中。常用在矿石原料堆场、港口码头、高速公路、大型油罐基础等深厚土层的地基加固。我国自1977年开始研究试验, 并在上海宝钢、连云港、南京等地的多处工程中应用, 并取得了良好的技术效果。国内已有打过100万延米的施工经验, 设计计算方法也趋于完善, 因而已被纳入国家规范《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 。

参考文献

[1]建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002)

[2]建筑地基处理技术规范 (GB50007-2002)

水泥土搅拌桩施工工艺 篇5

1.1适用范围

适用于变电站工程软弱地基处理。

1.2施工流程

施工流程图见图2-1。

1.3工艺流程说明及主要质量控制要点

1.3.1 施工准备

（1）技术准备。

1）图纸会检：严格按照国家电网公司《电力建设工程施工技术管理 导则》（简称导则）的要求做好图纸会检工作。

2）技术交底：应按照导则规定，每个分项工程必须分级进行施工技 术交底。技术交底内容要充实，具有针对性和指导性，全体参加施工的 人员都要参加交底并签名，形成书面交底记录。

（2）水泥进场时，应检查出厂检验报告，并按规范规定取样复检。搅 伴的水泥土进行配合比试验，确定所用水泥的掺人量、水灰比和外掺剂，水泥的外掺剂应通过试验确定。

（3）场地应先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括块石、树根和生活垃圾等）。遇有水沟、池塘及洼地时应抽水或清歡，回填薪性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。

（4）机械设备进场，检查机械设备性能是否完好。搅拌机必须有深度和固化剂用量的计测装置，搅拌头翼片的枚数、长度、高度、倾斜角度、搅拌头的转数、提升速度应互相匹配，必须保证加固深度范围内任何一点的土体能经过翼片20次的有效搅拌。搅拌头的直径应定期检査，其磨耗量不得大于10mm。（5）施工过程中固化剂应严格按照设计提供的配合比拌制，现场设专人负责水泥桨的拌制工作，在使用水泥架过程中要保持不停地搅动，并控制搅拌时间和间隔时间，以防止水泥浆离析。

1.3.2测量定位

按照桩位布置图布置进行测量放线，设置标高控制点和轴线控制网。

1.3.3湿法施工（深层撞拌法）

（1）深层搅伴机就位。将搅拌机停于已测放好的桩位上，再调整使搅拌头与桩位标志物几乎在同一直线上。（2）预搅下沉。

1）施丁时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将r：料罐水泥浆泵与深层搅伴机联通，开动电动机，搅拌机叶片相向而转，借设备自重，以一定的速度沉至设计要求加固深度。深层搅拌机要做到基本垂直于地面，要保证平整度和导向架垂直度。

2）搅拌机下沉时，不宜冲水；当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应严格控制冲水量，以免影响桩身强度。

（3）喷浆搅拌、提升。再以一定速度提起搅拌机，与此同时开动水泥桨菜将水泥桨从深层搅拌中心管不断压人土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直至提至地面，即完成一次搅拌过程，见图2-2。搅拌机起吊时要保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，成桩要控制搅伴机的提升速度和次数，保证连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。

图2-2喷桨搅拌、提升

（4）重复搅拌下沉、喷浆搅拌、提升：用（1）〜（3）再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升，即完成一根柱状加固体。每天施工完毕，应用水清洗储料罐、水泥浆菜、深层搅拌机及相应管道，以备再用。（5）湿法施工注意事项： 1）水泥莱不能离析，严格按照配合比配置。为防止水泥架离析，可在灰架机中不断搅动，待压莱前才将水泥桨倒人料斗中。

2）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。

3）严格按照设计确定的数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。

4）在成桩过程中，凡是由于电压过低或其他原因造成的停机，使沉桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶500mm再继续成桩。5）相邻两桩施工间隔时间不得超过12h。

6）考虑到搅拌桩与上部结构的基础或承台部分受力较大，对桩顶1〜1.5m范围内再增加一次输莱，以提高其强度。

7）施丁时因故停莱，应将搅拌头下沉至停架点以下0.5 m处，待恢复供浆时在喷浆搅拌提升。若停机超过3h,宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。

1.3.4干法施工（粉喷撞拌法）

（1）深层搅伴机就位。将搅拌机停于已测放好的桩位上，再调整使搅拌头与桩位标志物几乎在同一直线上。（2）预搅下沉。施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将r：料罐水泥莱泵与深层搅伴机联通，开动电动机，搅拌机叶片相向而转，借设备自重，以一定的速度沉至设计要求加固深度。深层搅拌机要做到基本垂直于地面，要保证平整度和导向架垂直度。

（3）当搅拌头达到设计桩底以上1.5m时，即应开启喷粉机进行喷粉作业。搅拌机的提升速度与搅伴头的转速应保持每提升15mm搅拌一圏的关系。当搅拌头提升至地面下500mm时，粉喷机应停止喷粉。（4）粉喷、搅拌、提升的成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉至停灰面以下Im处，待恢复喷粉时再喷粉搅祥提升。

1.3.5主要质量控制点

（1）保证搅伴机的水平度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.0%，桩位偏差不得大于50mm，成桩直径和桩长的偏差不得小于设计值。每延米的固化剂用量偏差不得超过设计值的±5%。

（2）在施工过程中，应及时做好施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对工程桩进行质量验收，检查的重点是：固化剂的用量、桩长、桩径、制桩过程中有无断桩现象、搅拌提升的时间、复搅的次数和复搅的深度等。

（3）水泥土搅拌桩成桩后应进行质量跟踪检验，可采用浅部开挖桩头，其深度宜大于500mm，目测检査搅拌的均匀性，量测成桩直径。

（4）基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量情况，应符合设计要求。

1.3.6质量验收 按照《电力建设施工质量验收及评定规程第1部分：土建工程》DL/T5210.1-2005的第5.4.9（1）地基承载力。（2）桩体强度。

（3）桩顶标偏差：-50～+100mm。（4）桩位偏差：＜50mm。（5）桩径D偏差＜0.04Dmm。

图2-3深层搅拌桩承载力试验

1.4示例图片

深搅桩单桩成品（破桩头后）见图2-4。

水泥土搅拌法地基处理 篇6

关键词软土地基;水泥搅拌桩法;施工质量;施工工艺

中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0086-01

不同地域软土的成因、结构和形态各不相同,但都具有基本相同的物理力学特征:天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低,可呈灵敏性结构。软土作为工程建筑特的地基,由于其承载力低、往往会产生不同程度的坍滑或沉降陷。因此如何有效的处理软土地基,对于道路施工具有重要的影响,本文就水泥搅拌桩法施工工艺及质量控制进行分析。

1水泥搅拌桩施工技术与工艺

1.1施工方法

1.1.1施工机具

深层搅拌机是进行深层搅拌施工的关键机械。目前国内外有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式。后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出,使水泥浆与土体混合较均匀,对于大直径叶片和连续搅拌是合适的,但因喷浆孔小易被浆液堵塞,它只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂,且加工制造较为复杂。中心管输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌桩之间的另一根管子输出,这对于叶片直径在Ф1.0m以下时,并不影响搅拌均匀度,而且它还可适用多种固化剂,除纯水泥浆外,还可用水泥砂浆,甚至掺入工业废料等粗粒固化剂。

1)SJB-I型深层搅拌机是由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院合作研制的双搅拌轴中心管输浆方式的深层搅拌专用机械。它包括:

① 动力部分。② 搅拌部分:包括搅拌轴和搅拌头(戴硬质合金齿的两叶片式)。③ 输浆部分:由中心管和穿在中心管内部的输浆管以及单向球阀组成中心管通过横向系数与搅拌轴连成整体。

2)GZB-600型深层搅拌机是由天津机械施工公司利用进口钻机改装的单搅拌轴、叶片喷浆方式的深层搅拌机,它包括:

① 动力部分。② 搅拌轴和输浆管:单轴叶片喷浆方式是使水泥浆由中空轴经搅拌头叶片,沿着旋转方向输入土中。③ 搅拌头:在搅拌头上分别设置了搅拌叶片和喷浆叶片,喷浆叶片上开有三个尺寸相同的喷浆口。

1.1.2配套机械

1)SJB-I型深层搅拌机配套机械主要有:

灰浆拌制机、集料斗、会浆泵以及电器控制柜

2)GZB-600型深层搅拌机配套机械主要有:

灰浆计量配料装置、集料斗、灰浆泵以及电磁流量计。

1.2施工工艺

深层搅拌法的施工工艺流程如下,表示的是一次喷浆重复搅拌的工艺流程:

1.2.1定位

起重机(或用塔吊)悬吊深层搅拌机达到指定桩位,对中,当地面起伏不平时,应使用起吊设备保持水平。

1.2.2预搅下沉

待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制,工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。

1.2.3制备水泥浆

再深层搅拌机预搅下沉的同时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

1.2.4提升喷浆搅拌

待深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆,边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。

1.2.5重复上下搅拌

深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,关闭灰浆泵,集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。

1.2.6清洗

向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净,并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

1.2.7移位

重复上述1-6步骤,进行下一根桩的施工。考虑到搅拌桩顶部与基础或承台部分受力较大,通常可对桩顶1.0-1.5m范围内再增加一次输浆,以提高其强度。

3实例分析

本文以临海溪口至椒江章安公路工程(椒江段)第Ⅱ合同段的桥梁工程为例进行说明。

3.1设备选型

根据设计要求,本工程选用SJB型深层搅拌桩机及其配套设备进行施工,该机具有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点,适宜本工程施工。

1)桩机型号:SJB深层搅拌机

2)搅拌头转速:60r/min

3)最大施工深度:18m

4)额定扭矩:8500N.m

3.2施工工艺流程

3.2.1桩机就位

检查钻杆长度,钻头直径,连接好输浆管路,将桩机移到指定位置对好桩位,由现场质检人员检查确认无误后开始开机作业。

3.2.2喷搅下沉

开启深层搅拌机主电机,桩机钻杆垂直下沉,下沉速度1.0-1.2m/分,下沉过程中,工作电流不大于额定值,遇较硬地层不能下沉时,可泵送少量的水或水灰比较大的水泥浆,凡经输浆管冲水下沉的水泥搅拌桩,喷浆提升前必须将喷浆管内的水排清。随时观察设备运行及地层变化情况,钻头下沉至设计深度。

3.2.3搅拌提升

深层搅拌机下沉到达设计深度,在桩端搅拌喷浆30s后匀速搅拌提升。提升过程中始终保持送浆连续,中间不得间断。如有间断应进行处理。同时在输浆管冲水下沉的部位应略停加强搅拌喷浆。

3.2.4重复搅拌下沉

重复前次作业。每根桩均要进行复搅复喷。

3.2.5移位

桩机移至下一桩位,重复进行上述步骤的施工。

3.3质量保证措施

1)施工现场事先予以平整,不得回填杂填土或生活垃圾。施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数,并进行实际标定,有关技术参数及时提供现场监理工程师,以作为控制搅拌桩质量的依据。

2)根据设计要求进行工艺性试验,确定出各项施工参数,施工过程中严格按设计及工艺要求进行。当桩周为成层土时,应对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量。

3)搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度相互匹配,确保加固深度范围内土体的搅拌次数满足规范要求。

4)施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直,搅拌桩的垂直偏差不得超过1%,桩位的偏差不大于50mm,成桩直径及桩长满足设计要求。

5)制备好的浆液不得离析,不得停放时间过长,泵送必须连续。灰浆泵输浆量,灰浆经输浆管到达喷浆口时间以及钻头起吊提升速度按试验标定参数进行。

6)前台操作与后台供浆应密切配合,前台搅拌机喷浆提升的次数和速度与试验桩已标定的施工工艺参数相吻合。

7)后台供浆停机时,及时通知前台以防止断桩和缺浆。使搅拌桩机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。停机后3小时,将输浆管拆下,妥为清洗。喷浆搅拌提升的速度和搅拌次数符合设计及施工工艺要求,喷浆量及提升速度等由流量计控制并有专人记录。

4结束语

水泥搅拌桩是以桩的形式对软土地基进行补强,使补强桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基,同时土中高应力区增大,从而提高了地基的承载力。

参考文献

[1]黄云生,罗志强.水泥深层搅拌桩复合地基的基本特性分析,中南公路工程,1998,23(2):52-53

水泥土搅拌法地基处理 篇7

梁宝寺能源公司地处鲁西南黄河冲积平原, 作为建筑物 (构筑物) 浅基础持力层的第2、3层土为含水饱和的粉土, 承载力较低, 特别是“水下粉土结构性差、内聚力小, 振动易液化, 在水头作用下已发生流动, 水稳定性差。”第四层土为淤泥质粘土, 土质较纯, 承载力较低, 为高压缩性土, 为软弱下卧层。根据表土层特点, 决定采用采用针对性强、环保、工期短、经济的粉体喷搅水泥土搅拌桩方案, 取得了成功的经验。

1 粉体喷搅水泥土搅拌桩的实施

1.1 施工准备

1.1.1 施工机械准备

Φ500单轴搅拌机3台, 粉体发送器3台, 空气压缩机3台。

1.1.2 施工人员准备

项目管理3人, 桩机操作人、搅拌操作10人。

1.1.3 现场准备

水电设备进场安装调试, 现场“三通一平”, 满足放线施工要求, 对地下管线采取相应措施。

1.1.4 技术准备

熟悉工程操作规程, 编写施工组织设计, 报监理工程师审核批准施。熟悉图纸、勘察报告及有关资料, 进行图纸会审, 理解设计技术要求和各项指标, 掌握设计及施工技术要求, 明确施工的重点和难点。进行三级技术交底。测量放线, 依据现场控制桩位线, 确定桩位位置, 经过自检合格并报请监理复核后方可施工。采取“一次施放、二次校合、三次复查、四次验收”原则。一次施放是指一次将建筑物轴线、水准点及桩位施放完毕, 施放完毕后第二次进行施放点位校合, 校合结果满足要求后, 经项目部质检人员进行第三次复查, 复查无误报监理部门进行审批、验收。计量检测, 配备足够的计量检测设备, 以保证工程的质量。

1.2 水泥土搅拌桩施工

1.2.1 施工放线

先做好场地清平工作, 每10米间隔测量出标高, 施工过程中根据测量的标高来确定桩顶标高, 标高误差小于±5cm。根据甲方提供的基础位置控制点, 按照桩位布置图, 进行桩位放线, 插入竹签作标记, 桩位偏差控制在±20mm之内。机组施工人员进行桩位施放, 施工前由质检员进行复检, 并报请总包单位和监理单位进行抽检, 确保桩位无误后才可施工。

1.2.2 桩机对位

保证桩机主动钻杆垂直度不超过1.0%。对位后钻头与桩位偏差不大于5厘米。然后再调正机身, 调正机身采用线坠找正法, 开动液压步履调整钻机的四个支腿, 使得钻机主杆与线坠拉线保持平行。

1.2.3 钻进成桩

根据地层条件选择合适的钻进速度, 钻头底钻入到设计深度, 暂停, 然后开动灰泵泵灰, 待水泥送到钻头底, 然后反转钻机向上提升钻头, 在提升过程中同时向钻头底部泵灰, 并严格按照有关施工规范要求操作。泵灰操作人员应与钻机操作人员密切配合, 密切监视电脑所显示的过程喷灰量, 确保喷灰均匀。每延米喷灰量为土层重度的15%, 每延米喷灰量误差小于±2公斤。施工采用两喷四搅, 桩的上部4米复搅一遍, 并增加喷灰量50%, 使得桩身上部应力集中部位达到更好的搅拌效果。

1.2.4 桩机移位

待该桩施工完成后, 钻头提至地表30厘米。开动液压步履装置移动钻机至下一桩位, 钻头中心与桩位的位置偏差小于2cm。调整好机身后, 重复开始下一个桩位施工。

1.2.5 主要控制要点

a) 施工场地应平整, 不得有积水, 在施工段面两侧要有排水设施。平面上的布桩位置要清晰可辨, 桩位要准确。水泥要堆放在高处, 且下面应离地面约15cm, 使下面有良好的通风效果, 堆放水泥的场地四周要排水畅通, 保证阴雨天气无积水现象。水泥要分品种整齐堆放, 不同厂家、不同型号的水泥严禁混合使用。废弃水泥袋要及时回收、清理, 保证施工现场整洁。水泥的防雨遮盖设施要完善, 确保水泥不受潮、不变质。

b) 粉喷桩机上要有明显的反光标记, 标记的刻度要经现场监理认可。夜间施工要有照明设施, 使钻架上的标记刻度清晰、醒目。

c) 机械操作要熟练, 喷粉要均匀, 水泥剂量及复搅深度应满足要求。喷粉时最好一次性喷足喷粉量。对于桩长较长的桩, 应采取措施, 保证桩身下端每米的水泥剂量达标。

d) 根据工艺试桩确定的各项技术参数制定施工要点, 供现场操作人员遵守。严格控制钻孔下钻深度, 喷粉高程及停灰面, 确保粉喷桩深度和喷粉量达到设计要求。深度误差不大于5cm, 水泥喷入量的误差应小于1%。

e) 搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录, 时间误差不大于5s, 提升前要有等待送粉达桩底的时间, 防止出现提升却未喷粉的情况, 具体时间可由工艺试桩确定。

f) 钻进提升时的管道压力不宜过大, 以防止钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。为确保粉喷桩的施工质量, 当钻头提升至地面高程下25cm时, 应停止喷灰只搅拌, 同时采取复搅措施。第二次搅拌时不喷粉, 复搅深度以电流表达到100A为准。复搅时钻头的下钻、提升速度同第一次, 粉喷桩每次下钻和提升的时间有专人记录, 对出现的意外情况应在备注栏内注明。

g) 严格控制喷粉时的钻杆提升速度, 确保每根桩的喷粉均匀性。如发生意外影响桩身质量时, 应在12h内采取补喷措施, 补喷重叠长度不小于1米, 特别困难时以电流表读数明显变化为准。否则应重新打设, 新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15%, 并填在施工记录中备查。

h) 对输灰管要经常检查, 不得泄露及堵塞, 输灰管道的长度以60米左右为宜, 不得超过70米。对使用的钻头要定期检查, 其直径磨耗量不大于1cm, 但也不宜采用直径过大的钻头 (以小于53cm为宜) 。

i) 施工前应对桩机进行全面的检查, 用水平尺及垂球教正机架前后、左右的水平度, 控制机架的钻杆倾斜度不得大于1%, 成型后每根桩的竖直度误差都小于1.5%。

j) 施工中及时、认真填写原始记录, 不允许事后编写。每天资料都应做好签认、汇总工作, 发现问题及时改正。

2 结语

成功的实践及以上分析表明, 粉体喷搅水泥搅拌桩是一种有效的处理粉土软弱地基的方法, 具有非常的可靠性、简单灵活的可操作性、质量的可测控性、优良的环保性, 对于处理软弱地基、不均匀地基具有广泛的意义和巨大的经济价值。

摘要：粉体喷搅水泥搅拌桩是一种有效的处理粉土软弱地基的方法, 具有非常的可靠性、简单灵活的可操作性、质量的可测控性、优良的环保性。

水泥土搅拌法地基处理 篇8

在复合地基设计计算中, 桩间土承载力折减系数β的取值对复合地基承载力有重要影响。它的取值与桩间土和桩端土的性质, 搅拌桩的桩身强度和承载力, 养护龄期等因素有关。桩间土较好、桩端土较弱、桩身强度较低、养护龄期较短则β取高值, 反之, 则β值取低值[1~2]。

桩土应力比试验可直接对桩顶应力与桩间土应力进行测试, 进而计算出桩土应力比, 其直观反映了复合地基桩土对荷载的分担情况。桩土应力比的大小和变化规律影响着复合地基的承载力和变形。桩土应力比与桩身材料、地基土的性质桩的长短、间距和置换率等因素有关[3]。

本文通过总结多个皖江地区变电站工程的水泥土搅拌桩复合地基试验成果, 对不同地层条件下桩间土承载力的发挥和桩土应力的分担及特征进行分析研究, 得出了一些符合地区特点的实践经验和结论。

2 复合地基试验概况

2.1 复合地基试验方案及地质条件

根据地区工程经验, 各试验组试验桩均采用干法施工, 固化剂采用强度等级42.5MPa的普通硅酸盐水泥, 水泥掺入量采用15%。其他试验参数及加固地层情况见表1~2。

2.2 复合地基试验主要内容

水泥土搅拌桩复合地基试验内容主要包括单桩静载试验、单桩复合地基静载试验和桩土应力比试验, 其中桩土应力比试验是在进行复合地基静载荷试验的同时, 在载荷板下对称布置3~4个土压力盒, 通过土压力盒量测在每一级荷载下桩间土所受到的竖向压力。根据桩间土所受的竖向压力以及载荷板上所施加的竖向荷载, 可以推算出水泥土搅拌桩所受的竖向压力, 从而得出各级荷载下的桩土应力比大小。

3 复合地基试验成果分析与研究

3.1 单桩及复合地基静载试验

通过单桩及单桩复合地基静载试验可获得单桩承载力特征值和单桩复合地基承载力特征值, 在已知搅拌桩截面积、置换率和桩间土承载力特征值的情况下, 当单桩承载力发挥系数取1.0时, 可反算得到各组试验的桩间土承载力折减系数[4], 详细的计算结果见表3。

通过表3数据分析可以发现:

(1) 整体上看, 5组试验反算的桩间土承载力折减系数结果均较大, 这说明在复合地基试验条件下, 桩土变形协调较好, 桩间土的承载能力能够较好发挥, 桩间土承载力折减系数可按规范的建议值取相对大值估算承载力。

(2) 试验组 (1) 、 (2) 和 (3) 桩间土承载力折减系数明显大于试验组 (4) 和 (5) , 通过分析不难看出, 试验组 (1) 、 (2) 和 (3) 的桩间土承载力特征值明显高于试验组 (4) 和 (5) 。可见, 当桩间土工程性质较好时, 桩间土承载力折减系数宜取大值, 反之则取小值。

3.2 桩土应力比试验

在进行复合地基静载试验的同时, 有3组同时进行了桩土应力测试, 以下为3组复合地基试验组桩土应力比试验成果。将3个试验组桩土应力比试验成果进行汇总, 可得到图1统计对比图。

通过桩土应力比成果统计图分析可以得出以下结论:

(1) 江北变和迎江变桩土应力比先随着荷载的增加而不断增大, 随后出现明显峰值, 再随着荷载增加开始逐渐减小。

说明在加荷初期, 荷载将通过垫层比较均匀地传递到桩顶和桩侧土, 然后随着桩和桩侧土体变形的发展, 土上应力逐渐向桩上集中。当荷载增大, 复合地基的变形也随之增大, 桩上应力集中加剧, 桩土应力比也随之增大。但当桩上应力超过桩身比例极限强度后, 桩体进人塑性状态, 桩体变形加大, 桩上应力又逐渐向桩间土转移, 桩土应力比减少, 直至桩和土共同进入塑性状态, 趋于某一数值。

同时, 2组试验虽趋势基本一致, 但桩土应力比水平差别很大, 这主要与桩间土的强度和桩间土承载能力的发挥程度有关。江北变桩间土强度较高且承载力发挥较充分, 其桩土应力比整体较小;迎江变桩间土强度较低且承载力发挥不足, 其桩土应力比整体较大。

(2) 钱湾变桩土应力比表现为随着荷载的增加而不断增大, 开始增长幅度较大, 后面增长幅度较小并逐渐保持基本不变, 未出现峰值后的减小趋势。

结合试验情况分析可知, 本组桩土应力比试验中, 复合地基静载试验未达到破坏, 而是加载至最大加载量后停止, 取最大加载量作为复合地基的极限承载力。故桩体可能仍未进入塑性阶段, 则桩土应力比未出现减小的趋势。

4 结论

通过5组水泥土搅拌桩复合地基试验成果的分析与研究, 得到了以下几方面主要结论:

(1) 在复合地基试验条件下, 桩土变形协调较好, 桩间土的承载能力能够较好发挥, 桩间土承载力特征值折减系数可按规范的建议值取相对大值估算承载力。当桩间土工程性质较好时, 桩间土承载力特征值折减系数宜取大值, 反之则取小值。

(2) 试验组的桩土应力比先随着荷载的增加而不断增大, 随后出现明显峰值, 再随着荷载增加开始逐渐减小的。

(3) 当桩间土工程性质较好时, 桩土应力比相对较小, 桩顶应力集中不明显, 桩间土承载能力可得到较充分的发挥。

摘要：以5组水泥土搅拌桩复合地基试验为依托, 介绍了试验的主要内容和方案概况, 分析研究了静载试验及桩土应力比试验成果, 得出了有关桩间土承载力折减系数取值和桩土应力比分布特点的结论, 为相关工程的设计施工提供了经验和参考。

关键词：水泥土搅拌桩,桩间土承载力折减系数,桩土应力比

参考文献

[1]徐至钧, 主编.水泥搅拌法处理地基[M].北京:中国机械工业出版社, 2004.

[2]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础处理规范》 (GB50007-2011) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[3]龚晓南, 主编.地基处理手册 (第三版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

水泥土搅拌法地基处理 篇9

甘肃电投地产开发的一期住宅8#~14#楼工程, 建筑面积267967㎡, 均为30层或31层短肢剪力墙结构。场地地层结构依次为: (1) 粉质粘土; (2) 粉土层 (其中的粉质土亚层 (2) 1属弱透水层、粉质粘土和粉土层中的粘土亚层 (2) 2为相对隔水层) ; (3) 圆砾层属强透水层。水位埋深为3.70~6.50 m。

原设计采用湿法作业。根据设计要求, 通过九组工艺试桩确定工程桩施工参数指标及配比, 水泥掺入量为原土重量的20%, 水泥用量360kg/m3。

一、机械设备的选用:

水泥土搅拌桩机械设备采用铁道部武汉机械研究所生产的PH5型喷、粉两用深层搅拌桩机。桩机钻头为同厂生产的浆喷双层十字叶片钻头。本机的钻机部分为机械传动, 多挡旋转、给进速度, 并设有过载保护装置。电脑监控流量计, 监控钻进深度和喷浆 (粉) 量 (包括总浆 (粉) 量和段浆 (粉) 量) 。喷浆 (粉) 系统采用无级调速方式控制喷浆 (粉) 量, 搅拌头每转一周, 螺距固定不变 (15㎜) 。

二、施工中出现的异常现象:

8#楼2327根桩。13#楼2013根桩。在施工过程中检测单位经现场钻芯取样认为合格, 没有提出疑义。在这期间10#、12#、14#、9#、10#楼桩基施工陆续开始。

11#、12#楼地基水泥土搅拌桩施工过程中, 出现异常泛浆, 电流明显小于8#、13#楼, 且下卧层不持力的现象。经地勘人员现场勘察, 认为11#、12#楼地质情况与地质报告相符, 设计方认为可以继续施工。三天后对12#楼桩身进行抽芯检测时, 连续两根桩出现桩身中、下部水泥搅拌严重不均匀现象 (即“无浆段”或“浆包泥块段”现象) 。随后对11#楼也进行抽芯检测, 结果也表明桩身3.5 m以下出现同样情况。

三、查找原因:

邀请桩基专家, 召开现场专题论证会。经过专家及施工人员对现场桩基施工过程观察、分析, 初步判断可能存在以下几个方面的原因:1、地勘报告中没有反映出地层中有透镜体粉质粘土硬层和粉质粘土软层夹层, 但实际上该小区地层变化较大。由于水泥土桩施工对地层要求较高, 用试桩的工艺参数来施工工程桩不一定完全适应。2、操作方法中是否符合客观实际;3、小区靠北面即11#、12#楼的位置, 软土层中的含水率较高, 土质已达到饱和状态, 湿法施工已不适宜该区域土层。以上几个方面的原因, 还要进一步通过现场试验调整来探究。

1、调整施工工艺参数

操作人员根据深度显示仪和钻进电流的变化仔细掌握地层的变化, 局部调整钻进速度、提升速度、喷浆量、复搅次数等各项施工工艺参数, 司泵工和司钻工密切配合, 加强联系, 根据监控电脑的显示变化, 随时调整送浆量和送浆压力, 防止溢浆。使施工参数适应地层的变化, 消除溢浆, 保证桩土搅拌均匀。

(1) 、在遇到透镜体 (硬层) 时, 采取“快钻慢送”的方法, 即在遇到硬层时提高桩机的钻进速度, 迅速穿透硬层。同时司泵工应减少送浆量, 防止溢浆。在硬层以下的粉质粘土软层中增加1~2次复搅, 在软层中的搅拌应降低提升速度 (档位) , 尤其是在溢浆部位反复补浆, 保证每段桩身均匀送浆。

(2) 、无硬层的粉质粘土软地层区域, 应在软土变化地层以下增加一次搅拌, 并应减小在第一次的钻进搅拌过程中的送浆量, 在加大后两次的复搅的喷浆量。

(3) 、控制复搅次数与注浆量。“两搅两喷”工艺有时候并不能达到搅拌均匀的效果, 此时应该适当增加复搅次数。施工过程中遇到喷浆不满上下两次就已喷完设计水泥定额用量时, 一定不要停止喷浆, 要继续喷浆。

(4) 、出现溢浆情况时, 司钻应估计溢浆量, 采取复搅的方法给桩土中补足外溢的浆量。

(5) 、拌料人员应严格执行定量加料制度, 严格执行材料配合比。依据规范要求暂将0.55的水灰比调至0.50以内, 坚持单罐单桩灌浆, 多次复搅的操作工艺, 加强过程的控制。

2、操作方法中查找问题

(1) 、泵压如果过低, 冲不开周边土体, 则将使桩体中间水泥含量高于周围土体, 尤其在土层为粘性土时。泵压也不能过高, 泵压过高将不稳定, 桩体会出现不均匀的水泥土团块, 使承载力降低。泵压一般取0.4Mpa左右。

(2) 、走浆时间控制不准, 搅拌杆初下沉速度过快。搅拌桩施工时, 输浆管长度是随着前台与后台的距离变化的, 浆液从挤压泵到搅拌机喷浆口的时间也因输浆管的长度变化而变化, 这是施工中不能忽视的现象。同时搅拌杆下沉或提升速度也是影响水泥与土拌合均匀程度的重要因素。

(3) 、施工过程中没有严格实施下、上、下1/2~1/3桩长喷浆, 有如下原因: (1) 施工单位偷工减料减少水泥用量; (2) 挤压泵压力过大; (3) 皮管过粗; (4) 水灰比控制不准 (主要是水灰比太小) ;

但是通过调整工艺参数和操作方法, 11#楼桩基均匀性虽然有所好转, 但效果不佳。12#楼和14#楼的桩基施工, 仍未得到改善, 还是出现了严重的溢浆和水泥搅拌不均匀现象。

3、土质检验分析

对8#、11#、12#楼进行地层钎探。1#楼在自然面5 m左右出现含水率较高、粘性较大的粘性土, 而11#楼在自然地面约1.8m以下, 便开始出现含水量较高、粘塑性较大的粘性土。

对钎探的土样做颗粒分析, 结果反映:8#楼含水率在17.6~18.2%, 液限26.4~29.2%;11#、12#楼含水率在21.5~28.4%, 液限25.3~30.8%, 11#、12#楼的含水率已接近甚至超过液限。随着粘塑性地基土含水量增高, 土的粘性更大, 容易形成泥裹钻头叶片现象, 影响搅拌的均匀性。因8#、10#楼位于小区南面, 地下水位低, 高粘性土恰好在水位以下, 属非饱和状态, 因而未出现上述现象。

其次, 11#、12#、9#、10#楼处于小区的北面, 从地勘报告分析, 北面地基水位较高, 秋季水位上涨, 加之农用灌溉用水下滲补给, 向北东方向流动, 引起粘性土层含水率增高处于饱和状态。经搅拌头强制搅拌容易形成粘性隔离面, 阻止了地基泥土与水泥浆液的搅拌结合 (如同水银 (汞液游离介质之处) 一样) , 水泥浆便会随钻杆旋转而溢出。

四、确定解决方法:

为了证实以上结论, 根据以往的打桩施工经验, 改用干法 (粉喷桩) 施工。在8#楼地基处理边缘外成桩3根, 第二天, 对粉喷桩进行抽芯取样, 试样搅拌均匀。接着又对浆喷桩和粉喷桩进行了剖桩, 在两根桩的同一深度 (3.5~4.60m) 取样对比。结果表明:粉喷桩搅拌的均匀性明显好于浆喷桩, 粉喷桩水泥与土搅拌比较均匀;浆喷桩的水泥浆与土分离, 搅拌不均匀。

此结果反馈给设计院经设计同意, 小区位于北侧的12#、9#、10#楼桩基施工改为干法, 各项施工参数指标根据工艺试桩, 水泥掺入量为原土重量的16%, 水泥用量286kg/m3。

干法施工机械仍采用原机械, 原机械为浆、粉喷两用深层搅拌机, 只更换后台设备中灰浆罐为粉喷罐就可以了。

五、两种工法施工效果对比:

8#、9#、10#、11#楼桩基改干法施工后, 彻底消除了溢浆现象和改善了桩身均匀性, 而且检测单位钻芯取样抽检效果很好。为了探明原因, 对两种工法的效果分析对比:

1、水灰比取值不同:规范规定湿喷法水灰比为0.4~0.6。但是在含水率较高时, 相当于把大量多余的水分又注入本来含水量就较高的软土中, 使最需加固的软弱土层反而因其含水量高而无法吸收水泥浆体, 造成浆体外溢, 桩体强度不均匀。采用粉喷法可调控各土层的水泥掺入量。且水泥粉吸收桩周软土中的水分, 桩体及桩间土强度均有较大幅度提高。

2、工作机理不同:粉喷法是借助下沉时搅拌叶片旋转切削土体, 使高压粉体充斥叶片后空隙并被切削后的土体吸附;提升时叶片反转, 边搅拌边借助机械自重向下压迫土体使水泥土体密实。而浆喷法无论下沉或提升其搅拌头均向一个方向旋转, 且提升速度、喷浆压力、喷浆量, 转速均不易调控。土体 (特别是粘性较大、含水率较高的软弱土体) 难与水泥浆充分拌和, 易产生水泥富集块。

3、早期强度不同:粉喷桩早期强度较高, 工程实际检测中, 则无论轻便触探击数、静荷载试验测得复合地基承载力或波速测试, 在其他条件相同和相近时粉喷桩均高于湿喷桩。

六、结论:

在确定施工工法前对拟建的区域内应收集详尽的岩土工程资料, 尤其是软土层的分布范围、分层情况;地下水位及ph值;土的含水量、塑性指标和有机质含量。1、有机质含量高的软土有较大的膨胀性和低渗透性及较大的塑性和水溶性且具有一定的酸性, 这些都阻碍水泥的水化反应, 影响水泥土桩的强度。2、地下水的侵蚀:含有硫酸盐的地下水对普通水泥有结晶性侵蚀, 甚至使水泥丧失强度。3、选择合适的水泥品种、标号、水泥掺入比等, 为工程桩施工提供确凿的依据。

水泥土搅拌法地基处理 篇10

关键词：水泥土搅拌桩,加固机理,复合地基,施工

0 前言

土层性质复杂多变, 必须采取地基加固、补强等技术措施, 改善地基土的工程性状。水泥土搅拌桩在国内该类工程中广泛应用。

1 水泥土搅拌桩相关概念及机理

1.1 水泥土搅拌桩的概念

水泥土搅拌桩根据施工工艺, 可分为深层搅拌法 (湿法) 和粉体喷搅法 (干法) , 前者是用水泥浆和地基土搅拌, 后者用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。水泥土搅拌桩是利用水泥 (或石灰) 等材料作为固化剂, 通过特制的搅拌机械, 在地基深处就地将软土和固化剂 (浆液或粉体) 强制搅拌, 在地基深处就地将软土和固化剂 (浆液或粉体) 强制搅拌, 由固化剂和软土间所产生的一系列物理—化学反应, 使软土结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土, 从而提高地基强度和增大变形模量。

1.2 水泥土搅拌桩复合地基加固机理

水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同, 混凝土的硬化主要是由粗填充料中进行水解和水化作用, 所以凝结速度较快。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较混凝土为缓慢。

水泥加固土的主要机理有: (1) 水泥的水解和水化反应, 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, 如果天然土的含水量过低而又采用粉体喷搅法施工, 不但施工难度大, 而且水泥不能得到充分的水解和水化反应, 势必会影响水泥土的加固效果。 (2) 土颗粒与水泥水化物的作用。 (3) 碳酸化作用。从水泥土加固机理分析, 水泥和地基土两者在空间上相互交替, 从而形成一种独特的水泥土结构。搅拌机械搅拌越充分, 土块被粉碎得越小, 水泥分布到土中越均匀, 则水泥土结构强度的离散性越小, 其宏观的总体强度也最高。

2 水泥土搅拌桩的设计

2.1 桩身参数设计

固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%~12%外, 其余宜为12%~20%。湿法的水泥浆水灰比可选用0.45~0.55。

水泥土搅拌法的设计, 主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定, 并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层;为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩, 其桩长应超过危险滑弧以下2米。湿法的加固深度不宜大于20米;干法不宜大于15米。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500毫米。

2.2 桩体布置形式

桩体的平面布置形式对软弱地基的加固有很大的影响, 桩体的平面布置形式通常有两种:正方形布置和等边三角形布置。在水泥土搅拌桩复合地基的设计, 一般是通过对复合地基承载力的计算, 先求出面积置换率m, 再确定桩体的直径和间距。对散体桩、低粘接强度桩复合地基还要按密室加固的要求确定桩体的直径和间距。

2.3 褥垫层的作用

在复合地基中, 桩体和浅基础之间的褥垫层是不可或缺的过渡层。褥垫层厚度可取200~300毫米。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等, 最大粒径不宜大于20毫米。在复合地基中其有以下几种作用: (1) 保证桩、土共同承担荷载, 褥垫层的设置为复合地基在受荷载后提供了桩上、下刺入得条件。即使桩端位于硬土层上, 至少可以提供上刺入条件, 以保证桩间土始终参与工作。 (2) 减少基础地面的应力集中。 (3) 调整桩、土荷载分担比。

3 水泥土搅拌桩的施工及质量控制

3.1 水泥土搅拌桩主要施工步骤

(1) 搅拌机就位、调平。 (2) 预搅下沉至设计加固深度。 (3) 边喷浆 (粉) 、边搅拌提升至预定的停浆 (灰) 面。 (4) 重复搅拌下沉至设计加固深度。 (5) 根据设计要求, 喷浆 (粉) 或仅搅拌提升直至预定的停浆 (灰) 面。 (6) 关闭搅拌机械。

3.2 施工质量控制

(1) 水泥土搅拌桩施工现场事先应予以平整, 必要须清理地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤, 回填粘性土并予以压实, 不得回填杂土或生活垃圾。水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试装, 不少于2根。当桩周为成土层时, 应对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量。在搅拌时应确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。 (2) 在水泥浆搅拌时 (湿法) , 要严格按设计的配合比配置, 要预先筛除水泥中的结块, 同时要防止水泥浆发生离析。要在水泥浆搅拌机中充分搅动。压降阶段不允许发生断浆现象, 如因故停浆, 应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5米处, 待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过三个小时, 宜先拆卸输浆管路, 并妥加清洗。 (3) 水泥土搅拌桩 (干法) 喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。成桩过程中因故停止喷粉, 应将搅拌头下沉至挺灰面以下1米处, 待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。搅拌头的直径应定期复核检查, 其磨耗量不得大于16毫米。

4 质量检验

水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程, 并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录, 并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是:水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。水泥土搅拌桩沉桩7天后, 采用浅部开挖桩头 (深度宜超过停浆 (灰) 面下0.5米) , 目测检查搅拌的均匀性, 量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。水泥土搅拌桩加固软土地基的工程投入使用后, 要定期进行沉降、侧向位移等观测, 是对设计施工的最终检测。

5 结语

水泥土搅拌法地基处理 篇11

王村分洪闸改建工程位于赵王新河文安洼一带, 内地表水系发育的典型软土地基。为了很好地解决软土地基加固这一问题, 建议采用水泥土搅拌桩的支护措施。

水泥土搅拌桩加固机理是用水泥做固化剂, 通过使用特制的深层搅拌机械, 在钻进的同时往软土中喷射水泥浆液, 在地基深处将软土固化成为具有足够的强度、变形模量和稳定性的水泥土, 这些加固土、柱体与柱体间的土构成了一种复合地基, 从而达到地基加固的目的。水泥土搅拌桩加固的特点是施工工期短, 效率高, 施工中无振动, 无噪声, 无地面隆起, 不排污, 不挤土, 不污染环境, 施工工具简易, 费用低廉等。

水泥土搅拌桩使用的固化剂, 分为水泥浆液和干水泥粉。水泥浆液又分为双头深层水泥土搅拌和单头水泥土搅拌。通过福建龙岩某变电站基础施工实践, 双头深层水泥土搅拌桩对软土地基加固效果理想, 达到了工程质量标准要求。

二、双头深层水泥土搅拌桩的工艺流程及施工方法

双头深层水泥土搅拌桩施工工艺流程水泥土搅拌桩的施工程序为:地上 (下) 清障→深层搅拌机定位、调平→预搅下沉至设计加固深度→配制水泥浆→边喷浆边搅拌提升至预定的停浆面→重复搅拌下沉至设计加固深度→根据设计要求, 喷浆或仅搅拌提升至预定的停浆面→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩。

主要施工方法主要有以下几种:一是水泥浆配制。本项目水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥, 水、灰质量比为 (0.5-0.55) ﹕1。水泥用量严格计量, 加水用专用定量器。浆液每次搅拌时间不得少于3min, 浆液搅拌均匀, 不得离析、沉淀, 停置1h以上的浆液应清理。二是搅拌桩钻机就位。搅拌桩钻机在配制浆液的同时, 在指定的桩位就位, 让搅拌轴对中, 用水平尺调平机座, 导向架对地面的垂直偏差不超过1%, 对位偏差不大于5cm, 且必须保证搅拌桩相互搭接200mm。三是预搅拌浆下沉。搅拌浆下沉过程中, 距离设计桩顶标高0.5m发出信号通知后台, 喷浆钻进, 直至设计桩底标高。四是喷浆提升。预搅下沉至设计深度时并保持原地搅拌, 待浆液送至30S后再提升, 为保证搅拌桩桩顶质量, 停浆面在设计桩顶标高以上500mm。根据试成桩工艺参数确定的钻机转速, 提升速度, 注浆泵压力和泵量等注浆, 保证注浆量。在施工过程中若发生喷浆中断, 必须对该段桩上下0.5m复喷复搅, 以防止断桩。五是复搅复喷。为了搅拌充分和提高桩身水泥土强度, 应复搅复喷有效桩的长桩身段。

三、水泥土搅拌桩施工质量标准及要求

第一, 桩位的标准及要求。桩机移架就位后, 应根据总承包方提供的控制点测设桩位 (用竹签做标记) , 测量误差小于1cm, 搅拌头对准竹签误差小于1cm, 累计误差小于2cm, 在桩区处必须设置一定数量的控制检查桩, 打桩前核对竹签有无变化, 若有变化应及时更正。

第二, 垂直度的标准及要求。设计要求桩身垂直度≤1.0%, 按照此要求在桩架上两个方向设置水平尺 (牢固绑扎或焊接) 及2m高的线砣, 使垂直线球保持在刻度范围内, 每根桩打桩前检查一次, 每钻进提升一次, 必须检查一次, 使打桩全过程保持在允许的垂直度范围内。每根桩确保钻进, 提升上下各两次。

第三, 送浆控制的标准及要求。在灰浆挤压泵上安装挤压表或自动记录仪, 防止送浆压力不足和桩身断浆。在送浆过程中应专人观察与记录, 发现问题及时与前台取得联系, 并进行补喷、补搅。

第四, 深度控制的标准及要求。设计有效桩长为7.5m和4m, 设计桩顶标高-2m (支护) 和-4.6m (基底加固桩) , 测出场地高程, 计算好施工桩长。成桩前量好钻杆长度, 并在桩架上做好标记, 包括每米刻度 (用油漆做好标记) , 开始喷浆位置及最终深度的标记, 要求夜晚也能明显看到标记, 保证深度误差小于5cm, 严格掌握好喷浆位置。

第五, 桩距离的标准及要求。每次施工作业以前, 仔细度量钻杆间距, 确保桩与桩之间咬合的距离保持在200mm以上, 从而彻底保证水泥搅拌桩的整体稳定性及强度能, 从而达到设计目的。

四、施工过程中的质量控制点

在软土地基基础上建变电站, 对地基加固的标准要求很高, 施工质量必须严格得到控制, 保证施工质量达到设计要求。在施工中, 必须对每根桩的垂直度, 搅拌桩的强度、桩长、桩位, 送浆等严格按操作程序及技术标准去操作完成。在这些质量控制点上要严格进行技术监督, 发现任何差错都必须立即纠正, 否则可能酿成质量事故。

第一, 垂直度。其质量控制要求, 在桩架上两个方向设置水平尺及2m高的线砣, 使垂直线球保持在刻度范围内, 每根桩打桩前检查一次, 每钻进提升一次时, 必须检查一次, 使打桩全过程保持在允许的垂直度范围内。

第二, 搅拌桩强度。其质量控制要求是对入场的施工材料及时抽查、送验, 对不符合技术要求的施工材料杜绝使用;随机检查水泥灰与水的配合比是否符合要求, 达到标准。

第三, 桩长。其质量控制要求是计算好施工桩长, 成桩前量好钻杆长度, 并在桩架上做好标记, 保证深度误差小于5cm, 严格掌握好喷浆位置。

第四, 桩位。其质量控制要求是根据总承包方提供的控制点测量设置桩位 (用竹签作标记) , 测量误差要小于1cm, 搅拌头对准竹签误差也应小于1cm, 累计误差小于2cm。

第五, 送浆。其质量控制要求, 在灰浆挤压泵上安装挤压表或自动记录仪, 防止送浆压力不足和桩身断浆。在送浆过程中, 设专人观察、记录, 发现问题及时与前台取得联系并进行补喷、补搅。