水泥土搅拌桩墙

水泥土搅拌桩墙（精选十篇）

水泥土搅拌桩墙 篇1

长治某新建综合楼基底标高为-11.5 m,自然地坪标高为-0.8 m,基底长102.85 m,宽80.4 m。地基土:①层:杂填土,该土层平均厚度3.8 m;②层:粉质黏土,该土层厚约1.9 m～6.2 m;③层:粉质黏土层,黄红、可塑。该土层厚约9.2 m～10.6 m;静止水位埋深为4.3 m～5.6 m。基坑三处与其他建筑相邻,北面与一幢六层住宅楼相邻,相邻距离为9 m,东侧与一幢六层宿舍楼相邻,相邻距离为6 m,西南面与一幢五层住宅楼相邻,距离为9 m。

2 主要施工方案

1)支护及帷幕工程采用水泥土桩墙格栅式布置,浆喷法成桩,施工采用2台GZB-600型深层搅拌桩机及配套设备进行。水泥土桩墙桩径600 mm,有效长度14 m,桩与桩搭接长度150 mm。水泥土桩墙宽度4.65 m,沿水泥土桩墙纵向格栅间距为3 m,主要采用双层双排布置,在三处邻近建筑物处按双层三排布置。桩墙设在基坑底边线外1 m处。为加强水泥土桩墙整体性,提高抗剪强度,在水泥土桩墙顶部设120 mm厚C20现浇混凝土,内配双向Φ8@200钢筋,在水泥土桩中设Φ16钢筋,钢筋长度2 m,每桩一根;在三处相邻建筑处插入ϕ48@900的钢管,钢管壁厚3.5 mm,即每隔一根桩插入一根钢管,插入深度为8 m。为限制过大位移的发生,在水泥土墙中采用局部加墩形式。

2)降水采用深井井点降水,井深10 m,在帷幕内共设9个降水井。在帷幕外侧邻近建筑物附近设回灌井,以减少降水对周围环境带来的影响。回灌井共设12个,井深6 m。

3 施工工艺与操作要点

3.1 水泥土桩墙支护及帷幕工程

1)就位:深层搅拌桩机开行达到指定桩位、对中。当地面起伏不平时应注意调整机架的垂直度。2)预搅下沉:深层搅拌机运转正常后,启动搅拌机电机。放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉,下沉速度控制在0.8 m/min左右,可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于10 A。如遇硬黏土等下沉速度太慢,可以用输浆系统适当补给清水以利钻进。3)制备水泥浆:深层搅拌机预搅下沉到一定深度后,开始拌制水泥浆,水灰比不大于0.45,待压浆时倾入集料斗中。4)提升喷浆搅拌:深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰泵将水泥浆压入地基土中,此后边喷浆边旋转边提升深层搅拌机,直至设计桩顶标高。此时应注意喷浆速率与提升速度相协调,以确保水泥浆沿桩长均匀分布,并使提升至桩顶后集料斗中的水泥浆正好排空。搅拌提升速度一般应控制在0.5 m/min。5)沉钻复搅:再次沉钻进行复搅,复搅下沉速度可控制在0.5 m/min～0.8 m/min。6)重复提升喷浆搅拌:边旋转、边提升、重复喷浆搅拌至桩顶标高,并将钻头提出地面,以便移机施工新的桩体。第二次喷浆量不宜过少,可控制在单桩总喷浆量的30%～40%。至此,完成第一根桩的施工。7)移位:开行深层搅拌桩机,进行下一根桩的施工。8)清洗:当一施工段成桩完成后,应即时进行清洗。清洗时向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,将全部管道中的残存水泥浆冲洗干净,并将附于搅拌头上的土清洗干净。

3.2 降水工程

1)根据工程地下水埋深及基底标高,确定采用深井井点降水,深井10 m,孔井600 mm,在帷幕内共设9个降水井。为防止本工程降水引起相邻建筑物的沉降,在桩墙外设回灌井,回灌井深6 m,孔井600 mm,共设12个。2)工艺流程:测量定位→挖井口→安护筒→钻机就位→钻井→回填井底砂砾垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵→安装控制电路→试抽水→降水正常工作→降水完毕→封井。3)挖井口、安护筒:井点定位后,采用人工挖井口,安装护筒,以防钻井过程中井口塌方,护筒采用混凝土管。4)钻机就位、钻井:采用回转钻机,直径800 mm的合金钢锥钻头回转转进,并用泥浆泵进行循环,保证井壁不坍塌。5)回填井底砂石垫层:成井后及时回填5 mm～20 mm的碎石垫层,厚度控制在500 mm～800 mm左右。6)吊放井管:成孔完成后,用支架利用卷扬机钢丝缆逐节沉放直径600长1 000 mm的无砂混凝土井管,井管外壁绑三根长竹片导向,使接头对正。7)井管就位后,对井壁管井筒周围的剩余空隙用粒径5 mm～20 mm的砂砾填实,距自然地坪800 mm处用黏土封口,并将井口用板材封盖。8)洗井、抽水:采用泥浆泵连续抽水,直至抽出的水质清晰透亮为止。井管内下设水泵,安装抽水控制回路。试抽水、抽水满足要求后转入正常工作。9)待水泥土桩墙帷幕全部施工完毕3 d以后,抽水井开始工作,抽水井工作后及时观察回灌井水位,当水位下降1 m时,回灌井开始工作,抽水井中抽出的水部分排至城市排水管网,部分排至回灌井中。

4 安全保证措施与基坑工程监测

4.1 安全保证措施

1)建立健全项目安全生产责任制,工程开工后建立项目安全管理组织机构,建立健全项目安全文明施工保证体系。2)施工现场输电线路必须按“三相五线”制规范架设。3)进入施工现场任何人均必须佩带安全帽。基坑周边设置安全防护栏杆,防护栏杆高1.05 m,栏杆采用ϕ48钢管,栏杆外侧用密目式安全网进行封闭。

4.2 基坑工程监测

4.2.1 支护结构监测

1)变形监测:沿挡墙或土层深度方向埋设塑料测斜管,让BC-5型电阻应变片式测斜仪在测斜管内一定位置上滑动,测得该位置的斜角,沿深度各个位置上滑动,测得围护墙或土层各标高位置处的水平位移。2)应力监测:随着挖土过程的进行,采用JXY-4钢弦式双膜土压力计观测作用于挡墙上土压力变化情况,以便了解其与土压力设计值的区别,保证支护结构的安全。孔隙水压力监测采用JXS-1钢弦式孔隙水压力计。

4.2.2 周围环境监测

1)坑外地层变形:基坑工程对周围环境的影响范围大约有1倍～2倍的基坑开挖深度,监测测点就考虑在这个范围内进行布置。地表沉降监测测点要穿过路面硬层,采用500 mm长Φ20钢筋打入原状土300 mm左右,测点顶部做好保护,避免外力产生人为沉降。量测仪器采用精密水准仪,纵向测点距离20 m左右,横向测布置在30 m范围内,5 m以内测点间距为1 m,5 m以外按4 m间距布置。地下水位监测点布置在需要进行监测的建筑物和底下管线附近。水位管埋设深度为10 m左右,透水部分放在水位管下部。水位管采用PVC管,在水位管透水头部位用手枪钻钻眼,外绑塑料滤网。用钻机钻孔,钻至设计埋深,逐节放入PVC水位管,放完后,回填黄砂至透水头以上1 m,再用膨润土泥丸封孔至孔口。埋设完成后,应进行24 h降水试验,检验成孔的质量。2)邻近建筑物沉降和倾斜监测:在与基坑相邻的三幢建筑物墙角上各设置三个沉降观测点。每次量测提交建筑物各测点本次沉降和累计沉降报表,对沉降量变化大又快的测点,绘制沉降速率曲线。在建筑物上设上、中、下三点标志,作为观测点来直接测量建筑物倾斜。通过倾斜观测建筑物的倾斜度,与倾斜允许值不大于4‰进行比较。采用厚10 mm、宽60 mm左右的石膏板,在建筑物裂缝两边固定后追踪观测发展情况。

5 质量控制措施

1)清除障碍:施工前清除搅拌桩施打范围内的一切障碍,如旧基础、枯井等,以防止施工受阻或成桩偏斜。当清除障碍范围较大或深度较深时,应做好覆土压实,防止机架倾斜。2)机架垂直度控制:机架垂直度是决定成桩垂直度的关键,因此必须严格控制,垂直度偏差应控制在1%以内。3)工艺试桩:在施工前应做工艺试桩,通过试桩确定施工工艺参数,如钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。4)每一台班应做一组试块,试块水泥土可从第二次提升后的搅拌叶边提取,按规定的养护条件进行养护。5)为提高水泥土桩墙的早期强度,在水泥浆中掺入适量碳酸钠,掺量为水泥用量的2‰～5‰。6)水泥土墙应尽可能避免向内的折角,采用向外的折线形,以减小支护结构的位移。7)水泥桩墙顶部现浇混凝土随水泥桩墙施工及时进行,采用商品混凝土,坍落度160 mm±30 mm,施工中做好相关资料的收集及混凝土的振捣养护工作。混凝土施工前应先对桩墙中间部位进行土方夯实。

本工程主要采用2套深层搅拌机组GZB-600,1台回转钻机,12台深井水泵,经过60 d工期完成了土方开挖。通过对周围建筑和道路等的观测,该基坑是安全的。

参考文献

水泥土搅拌桩 篇2

水泥土搅拌机是用于加固饱和和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

目 录

1水泥土搅拌机简介 2搅拌桩施工方法

1.2.1 1）桩机定位、对中、调平2.2.2 2）调整导向架垂直度 3.2.3 3）预先拌制浆液 4.2.4 4）搅拌下沉 5.2.5 5）喷浆搅拌提升 6.2.6 6）重复搅拌下沉 7.2.7 7）喷浆重复搅拌提升 8.2.8 8）桩机移位

3水泥土搅拌桩湿法监理实施细则 1水泥土搅拌机简介

水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性 介质--土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解 和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及 凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。

2搅拌桩施工方法

1）桩机定位、对中、调平

放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中，调平（用水准仪调平）。

2）调整导向架垂直度 采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。

3）预先拌制浆液

深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.45～0.50范围，按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。

4）搅拌下沉

启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。

5）喷浆搅拌提升

下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.50～0.8m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。6）重复搅拌下沉

搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。

7）喷浆重复搅拌提升

下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。

8）桩机移位

施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。

3水泥土搅拌桩湿法监理实施细则

为了更好的对工程质量进行有效的控制，充分发挥监理的监督和管理的作用，特制定水泥土搅拌桩湿法监理实施细则。

1、总则

工程监理改建工程项目中，大部分软土地基处理采用湿喷桩进行加固处理。湿喷桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂强制搅拌，形成水泥土圆柱体。由于固化剂和土之间产生一系列物理化学反应，使圆柱桩体具有一定的强度，桩体周围的土得到部分改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基，从而提高地基承载力，减少地基不均匀沉降，达到加固地基的目的。

2、施工前的监理实施细则

湿喷桩施工的场地，事先回填整平到设计高程，清除杂物，查明施工段落上空和地下有无管线。若有，承包人应提前向监理组和指挥部汇报，以便及时妥善解决。

2．1 机械设备监理实施细则

2.1.1湿喷桩机必须采用专用湿喷桩机，严禁采用粉喷桩机改装。钻头应为双十字钻头，严禁使用利用自重下沉和无档位直接利用卷扬机进行提升的钻机。输送管长度一般不大于60m，摆放平顺，管道最大长度不得大于80m，接头最多不超过两个。机械动力应大于45kw以上，钻头叶片三层，每层两片，上下间距为30cm 水平刀片与水平夹角为30℃，每片叶片宽10cm：钻头的直径磨损不得大于2cm 2.1.2每台湿喷桩必须配备能够自动记录、打印处理深度，单位长度水泥浆用量，复搅深度、水泥浆比重的电脑记录装置，即能打印每根桩施工过程中钻头每次下钻深度及提高高度的全过程记录和水泥浆浆量、水泥浆用量曲线图和水泥浆比重，所有数据必须实时打印。2.1.3所有的电流表、电压表合和电脑计量装置以及泥浆泵压力表等装置必须经过计量部门的标定认可，关键设备上计量部门的签封应完整，每台设备必须经监理人员现场试桩后由驻地监理组统一发放进场设备准许证方可使用。

2.1.4对检查合格的机组进行编号、挂牌，要表明钻机的编号、机长、质检员、技术员等相关内容。

2.1.5施工前丈量钻杆的长度，并标上显著的标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度、保证设计桩长

2.2 进场材料的监理实施细则

2.2.1水泥采用普通硅酸盐水泥PO42.5，应对厂家进行考察、了解。材料应符合设计要求与技术规范的标准，供应量应能满足施工进度要求。外掺剂为生石膏粉，参考掺入量为2%（占水泥重量），生石膏粉中SO4含量不小于40%，0.08mm方孔筛筛余小于15%，该石膏粉与水按1:O.5混合后，在密闭条件下48小时不产生凝结

2.2.2建立进场水泥批次、数量、出厂日期、检验批复文件的编号、现场存放地点以及相应所使用的施工路段的原材料台帐制度，要求现场监理签字确认

2.2.3进场水泥要按规范要求存放和保管，要防潮、防雨，对受潮、结块的严禁使用

2.2.4建立各桩机的施工记录台帐，并随时检查及时签证，其统计数据用以对实际用量进行总量核对。2.3 测量放样监理实施细则

根据事前经监理组批准的桩位布置图，准确放样，并用木桩或竹签标示桩位，杜绝边施工边放样，桩位必须经监理组测量工程师认可。

2.4 现场工艺性试桩监理实施细则

2.4.1为确定各种技术参数，按首件工程认可制要求进行工艺性试桩，施工参数包括输浆走浆的时间、停浆时间、搅拌轴下钻提钻的速度（档位）电流值以及到达硬质层时电流突变的位置等；各项技术参数参考值如下：

下钻速度，参考值V=0.5-1.0m/min 提钻速度，参考值V=0.5-0.8m/min 搅拌速度，参考值V=30-50r/min 喷浆时管道压力，参考值0.2-0.6MPa 2.4.2试桩时必须在监理人员的监督下进行，试桩成功后承包人必须对试桩进行总结，并对质量进行综合评价，监理组对其施工工艺提出复评意见，总监提出终评意见，并形成首件工程总结报告，并将取得的施工工艺参数挂牌标明在施工现场以便执行检查。

3、施工操作监理实施细则

3.1 施工场地要求整平到整平高程，必须清除地面以下的一切障碍物（包括石块、树根、垃圾等），对水塘地段应排水清淤，清淤后再回填粘性土（不得回填杂土）至整平高程 3.2 钻孔前准确测放轴线和桩位，并用竹签或木桩标定，桩位布置与设计图误差不得大于5cm。

3.3严格控制钻孔下钻深度，喷浆高程及停浆面，确保桩长和喷浆量达到规定要求，水泥损耗不得大于1%。

3.4 为确保搅拌桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，一般应使垂直度偏差不超过1.5%。

4、施工过程控制监理实施细则

4.1对承包人自检体系、质保措施的监理实施细则 4.1.1检查施工工艺流程是否满足设计图纸和施工规范的要求，特别是注意打设深度和水泥用量的控制方法是否满足设计要求

4.1.2检查承包人的自检体系，必须保证每台桩机、任何施工时间都至少有一名自检员在场，做好施工质量控制和施工记录

4.1.3检查承包人的质量保证措施的落实，包括对进场材料的检查制度，保证现场施工质量控制，施工记录真实、及时、规范的制度，以及配合现场监理人员实施旁站监理的制度

4.2对承包人施工工艺的监理实施细则 4.2.1定位

桩机到达指定桩位后对中，当地面起伏不平时，应调整桩机身，使设备保持水平搅拌轴呈竖直状态防止桩体倾斜；

4.2.2 搅拌下沉 下钻时，喷浆口到达地面线电脑开始计数，此时操作人员应通知质检人员和现场监理，对起点进行确认。确认后即可下钻，搅拌轴下沉过程中速度可由电流表的电流控制，工作电流不应大于额定的电流值，在正常工作时的电流值几乎为定值，当电流值突变时说明已钻到硬质层，再继续下钻50cm作为最后的桩长；

4.2.3 浆液的制备与输送。

按要求配置水泥浆，严格控制水泥浆的比重，对每盘浆体进行抽检，检测合格的水泥浆方可泵送，压力控制在0.4~0.6Mpa；水泥浆拌和时间不得少于3分钟，制备好的水泥浆不得离析、沉淀，水泥浆存放时间不得大于2小时，否则应予废弃。已制备好的水泥浆在倒入浆池时，应加筛过滤，以免浆内结块。

4.2.4 喷浆搅拌提升。

搅拌轴下钻到设计深度后，开启灰浆泵，按先前确定的速度（档位）均匀的边喷浆边提升；为了保证桩的完整性，应严格控制喷浆停浆时间，开钻后要连续作业，严禁在尚未喷浆的情况下进行提钻作业。为了保证桩体浆体的均匀性，湿喷桩下钻时不宜喷浆。

4.2.5 重复搅拌

搅拌轴提升至设计顶标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的水泥浆应正好用完。为使软土和水泥浆搅拌更加均匀，必须再次将搅拌轴边旋转边沉入土中至设计深度后，再将搅拌轴提升出地面；

4.2.6 清理移位

在喷浆结束搅拌轴提出地面后将粘附在搅拌头上的泥土清洗干净，然后移位。当被加固的土质很差，搅拌机一次喷浆不能满足设计要求时，常采用两次喷浆在复搅时补足浆量，然后进行下一根桩的施工；

4.2.7 填写施工记录

施工记录可反映每根桩施工全过程的真实情况，应按照规范规定的内容填写，凡是需要了解的施工问题，都应从施工记录上找到答案。

4.3 施工现场管理监理实施细则

湿喷桩属隐蔽工程，其质量控制应贯穿于施工全过程，故施工过程中，经理部质检员及技术人员要参与各环节的管理，工程监理实行全过程旁站。现场监理人员做好现场监理记录，并检查承包人施工管理人员和施工质检人员是否能跟班管理和及时处理问题，若未能落实质保措施，要责令整改直至下达停止该施工队伍的施工。

4.3.1 为保证桩端施工质量，当浆体到达喷浆口后，应喷浆30s,再均匀搅拌提升，距离地面一米时减慢提升速度，距离地面25cm的位置停止喷浆但应注意停留几秒钟的时间，保证桩头施工质量； 4.3.2 严格控制下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保桩长和喷浆量达到规定要求。

4.3.2 湿喷桩要穿透软土层到达强度相对较高的持力层，并深入土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进电流表的读数来确定，当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上，则说明已进入持力层。如实际桩长与设计桩长不符时，应遵循以下原则：

a、如达到设计桩长软土层仍未穿透时，应继续钻进，直至深入持力层50cm为止

b、如未达到设计桩长在已探明已钻至硬土层的情况下，至少应深入持力层50cm c、凡是施工桩长与设计桩长不符时，分析原因及时汇报，经现场工程监理签任，经工程监理组报总监认可；如出现大面积桩长不符时，应立即停止施工，报指挥部及设计院进行设计变更。

4.3.3 复搅必须达到全桩长

4.3.4 对输浆管要经常检查，不得漏浆，其直径以49~53mm为宜

4.3.5 进场施工的每台钻机都必须试桩，以确认每台钻机的工艺，性能达不到要求的必须清除出场。

4.3.6 水泥浆从拌和机倒入储浆桶时，需过滤、清除杂物。储浆桶容量要适当，既不会造成浆体不足而断桩，又能避免多余浆体留在桶内造成浪费； 4.3.7 施工时因故停浆，要及时记录中断深度，如停机超过3h，为防止浆体结硬堵管，应尽快对输浆管路进行清洗；在12h内采取补喷处理措施，必须将搅拌轴下沉至停浆点以下1.0m，等恢复供浆再喷浆提升。并将补喷情况填报于施工记录内，超过12h的应采取补桩措施

4.3.8 采用湿喷桩处理的小型构造物路段，承包人施工前需将原地面整平至整平高程，整平高程应高于基础底标高50cm，带施工结束后，需经检测达到良好以上才能挖至桩顶标高，然后施工构造物基础。开挖基孔时，基底标高以上50cm,用人工开挖，以防断桩；

4.4 质量检查及验收监理实施细则 4.4.1 质量检查的监理实施细则

a.施工过程中必须随时检查喷浆量、桩长、复搅长度以及是否进入持力层及施工过程中有无异常现象，记录处理方法以及措施。

b.湿喷桩成桩七天后，由承包人（现场监理、驻地监理组、业主质检人员到场）进行开挖自检，观察桩体成型情况及搅拌均匀程度，测量成桩直径，并如实做好记录，并采用轻便触探仪检查桩的质量，根据击数用对比法判定桩身强度，抽检频率2%，如发现凝体不良现象等情况，应及时报废补桩。

c.成桩28天后由现场监理工程师（驻地监理组及指挥部质检人员到场地随机指定，要桩体上部桩顶以下0.5cm，1.0cm，1.5cm）截取整段桩体并分成三段进行桩的无侧限抗压强试验，28天的无侧限抗压强度≥1.0Mpa并推算90天的无侧限抗压强，无侧限抗压强度≥1.2Mpa

d.在以上检查合格的前提下，由指挥部指定的检测单位组织进行全身的钻芯及标贯试验，抽查频率为2‰，主要检查：是否贯穿软土层桩身的长度，喷浆量是否达到设计要求，桩身成型情况，水泥土搅拌均匀程度、桩身的强度。抽查中如出现实际施工长度与设计长度不符的桩，并以此数据作为计量的一个依据。

4.4.2湿喷桩质量检验标准的监理实施细则

湿喷桩施工质量允许偏差符合下表要求，质量检验合格后监理工程师应填写湿喷桩现场质量检验报告单 表

检查项目 质量标准 检查方法和频率 桩位偏差（mm）≤50 抽查2% 深度偏差（mm）≤50 抽查2% 桩径（mm）不小于设计 抽查2% 桩长（mm）不小于设计 查施工记录 倾斜度（%）≤1.5 查施工记录 单桩用浆量误差（%）<1 查施工记录 桩体无侧限抗压强度（Mpa）不小于设计 2‰

4.4.3 工程验收段落施工结束后，应对完成的湿喷桩进行检测。检测的内容：外观成型，桩距、桩径桩数。并报指挥部检测中心进行抽查。

5、试验的监理实施细则

5.1 水泥试验、外加剂试验、水泥土配合比试验 5.2 钻芯取样，检测频率为2‰

6、监理日记应记录内容的监理实施细则

施工日期、施工段落、桩距、桩径、桩长、水泥台账的记录等

7.湿喷桩施工及监理用表的监理实施细则

7.1中间检验申请单 7.2工程报验单 7.3浆体搅拌桩现场质量检验报告单 7.4湿喷桩成桩现场开挖目测情况记录表 7.5湿喷桩的强度质量检测结果汇总表 7.6湿喷桩施工原始记录 7.7水泥用量台账 7.8湿喷桩桩位平面图 7.9湿喷桩施工电脑记录资料

水泥土搅拌桩墙 篇3

【关键词】水泥土搅拌桩；地基处理；固化剂

Dongying city the cement soil of some building weak foundation mix blend a stake to reinforce processing

Liu Pei-quan

(Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co.，Ltd Ji'nan Shandong 250101)

【Abstract】Combine a solid example，introduction cement soil mix blend the stake reinforce weak foundation construction craft and technique important point，summary under construction should attention of a few problem and correspond of measure.

【Key words】The cement soil mix blend a stake；Foundation processing；Solid turn

水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法(干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土等软弱地基。它是利用水泥作为固化剂将软弱地基与固化剂强制搅拌，使软弱地基的整体性、强度得到极大的提高。水泥土搅拌法可根据实际需要，采用柱状、壁状、格栅状等。水泥土搅拌法具有最大限度利用了原土、污染少、成本较低等特点，在工程实践中得到了广泛应用。

1.工程概况

拟建场地位于东营市黄河路北侧，为某单位综合商业楼，高4层，地下1层。该楼采用独立柱基，基础埋深-4.0米，采用粉体喷搅法进行加固处理，水泥土搅拌桩共1200颗，有效桩长10米。复合地基承载力特征值不小于160KPa。

地层情况及各地层物理力学参数

①耕土(Q₄^pd)：黄褐色，松散~稍密，稍湿，主要成分为粉质粘土，为近期人工堆积而成。该层层厚0.50米~0.80米。

②粉质粘土(Q₄^al)：褐黄色，软塑~可塑，无摇振反应，干强度及韧性中等，土质较均匀，见云母碎片。该层层厚3.30米~4.20米(见表1)。

③粘土(Q₄^al)：灰色~灰褐色，摇振反应，切面光滑，干强度及韧性较高，该层层厚1.30米~1.50米(见表2)。

④粉土(Q₄^al)：黑灰色，稍密~中密，很湿，韧性及干强度低，颗粒较均匀。该层厚4.10米~5.00米(见表3)。

⑤粉质粘土(Q₄^al)：灰色~深灰色，软塑~可塑，干强度及韧性中等。 该层厚1.60米~2.10米(见表4)。

⑥粉土(Q₄^al)：黄褐色，中密，很湿，该层厚2.90米~3.50米。试验结果见表5：

⑦粉质粘土(Q₄^al)：灰色，可塑，干强度及韧性中等，该层未完全揭露，最大揭露厚度为5.1米。试验结果见表6：

2.地基处理设计参数

本工程采用粉体喷搅法进行施工，桩径500mm，桩长10米，采用正方形布置，面积置换率20%，即桩间距1.0米。每延米掺入水泥50Kg，桩身上部3米增加15Kg进行复喷复搅，地基处理后承载力特征值不小于160KPa。

图1 施工工艺流程图

3.施工工艺及控制要点

3.1 施工工艺。根据施工图要求，本次施工采用复搅复喷二次成桩工艺即：钻进、提升粉喷、再钻进粉喷、提升搅拌。具体工艺流程见图1。

3.2 质量控制要点(见表7)。

3.3 施工机具安排(见表8)。

3.4 关键工序控制。粉喷桩施工关键工序为搅拌与送灰两道工序，为保证施工质量，采取控制措施如下：

3.4.1 搅拌

(1)为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。

(2)桩顶1.00~1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。

(3)在制桩过程中，中断喷灰后，重新起动时，应复沉1.00m继续搅拌，然后提升喷粉制桩。

3.4.2 送灰

(1)水泥标号与稳定性必须符合设计要求，没有合格标识的水泥不准使用。

(2)根据设备电子称重控制，送足50Kg/m。

(3)随时注意空压泵压力变化，空压泵压力一般保持0.2~0.3MPa，当喷灰压力低于0.20MPa时，停机检查，若由地层引起的继续施工；属空压机原因，检查维修。当喷粉压力大于0.6MPa，立即停机，查找原因。

4.质量检验

按照规范要求及当地质检部门规定，本工程采用了两种方法进行检测，即复合地基载荷试验和低应变动力检测。

本工程低应变动力检测240颗的桩身质量，其中I类桩200颗，占检测总数的83.3%，II类桩30颗，占检测总数的12.5%，III类桩10颗 ，占检测总数的4.2%。根据上述检测结果来看，满足规范要求。

复合地基静力载荷试验6组，由于工程桩没有做破坏性试验，根据最大加载压力和曲线特征，6组复合地基承载力特征值分别为：157KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、160 KPa。根据试验结果，满足规范要求。

5.经验总结

5.1 水泥土搅拌桩是介于刚性桩和柔性桩之间具有一定压缩性的桩，经过试验证明，它的力传递特性同刚性桩有很大相同之处，所以水泥土搅拌桩复合地基的承载力主要受桩身强度控制。

5.2 水泥土搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的应用，但在设计时应该根据地层情况充分考虑复合地基承载力、单桩竖向承载力、桩间土、桩长、桩径的最优匹配，不能盲目加大安全系数，造成浪费。

5.3 结合多个工程的实践，根据受力曲线得知，在正常使用状态情况下水泥土搅拌桩符合地基主要受力部分在桩身上部30%~50%长度范围内，因此在设计过程中对上部桩身要进行复喷复搅处理。

5.4 水泥土搅拌桩的质量控制一定要贯穿在施工的全过程，重点要控制水泥用量、桩长、桩径、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。

5.5 桩顶1.00~1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。

5.6 当粘土塑性指数大于25时，水泥土拌和效果极差。当地基土含水量小于30%时，由于不能保证水泥的充分水化，不得使用干法。

5.7 从承载力角度提高置换率比增加桩长的效果好。水泥土桩是半刚性桩，桩越长，对桩身强度要求越高，但是过高的桩身强度对提高复合地基承载力是不利的。

5.8 某一地区的水泥土桩，其桩身强度是有一定限度的，单桩承载力在一定程度上不随桩长的增加而增大。

参考文献

[1]《工程地质手册》(第四版 常士骠、张苏民 主编)中国建筑工业出版社

[2]《岩土工程治理手册》 林宗元 主编 中国建筑工业出版社

[3]《建筑地基处理技术规范》(JGJ70-2002)中国建筑工业出版社

水泥土搅拌桩的施工 篇4

本人认为, 在施工过程中常见问题主要有:1.水泥与土混合搅拌不均匀而导致局部水泥量少或无水泥;2.由于深层搅拌桩施工提升或下沉速度过快;3.水灰比没有严格按照设计要求进行配比;4.桩长没有达到设计的深度;5.由于固结速度较慢, 上部施工截桩头时用力过猛, 易使浅部桩身断裂等。

2 试桩

深层搅拌水泥桩是处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土等, 属于隐蔽工程。因地制宜, 通过试桩, 了解当地的地质情况。深层水泥土搅拌桩施工是借用搅拌机头将水泥浆和软土强制拌和而达到处理地基的目的, 随着搅拌次数越多, 拌和越均匀, 它的强度也越高。但是搅拌次数越多, 施工时间也越长, 工效也越低, 同时增加成本。因此, 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。

每个标段的试桩以不少于5根为宜, 且必须对试桩做好现场的原始记录, 按规定的时间进行检验, 合格后方可进行水泥搅拌桩的大规模施工, 否则不可进行大规模施工。

3 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, 并保证施工机械有充足的施工场地。

(2) 对原材料 (水泥) 进行送检, 在施工单位进场的水泥进行随机抽取送检, 检验合格后方可投入施工。

(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。

(5) 工艺流程。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 施工过程控制

(1) 监理部应按施工单位施工计划, 对施工全过程进行旁站监理, 并要求对施工机械进行编号, 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, 以防止送浆管堵塞。

(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、水泥浆拌制的次数、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, 便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%、每米掺灰量46.25kg、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档慢速搅拌操作, 复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟, 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30秒, 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30秒。

(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12小时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12小时应采取补桩措施。

(11) 现场施工人员认真填写施工原始记录, 记录内容应包括: (1) 施工桩号、施工日期、天气情况; (2) 喷浆深度、停浆标高; (3) 灰浆泵压力、管道压力; (4) 钻机转速; (5) 钻进速度、提升速度; (6) 浆液流量; (7) 每米喷浆量和外掺剂用量; (8) 复搅深度。

5 因地制宜选择打桩顺序

根据施工的地形特点, 合理选择打桩顺序。对于海堤软弱地基加固需要特别注意的是海堤靠海侧, 由于地势较海堤较低, 形成落差, 存在土压力差, 在打桩时, 由于大量的水泥浆灌入, 堤身体积膨胀, 从而引起海堤开裂、塌陷。为此, 可以采取抛石的办法, 对海堤靠海侧进行加压;同时, 采取纵向单排打桩顺序前进, 然后再返回打第二排, 这样可以防止在施工过程中引起堤身开裂。对于海边淤泥土含水量特别大 (95%左右) , 呈油性状态, 受压易流动等特性, 很难与水泥浆结合成桩, 建议对海堤地基采用喷粉成桩进行地基加固处理, 效果比较理想。

摘要：近年来, 水泥土搅拌桩地基加固技术在处理淤泥、淤泥质土、粉土、粉质粘土等软弱地基应用十分广泛, 深受社会好评, 并得到了快速发展。它是一种加固软土地基的新方法, 是用水泥及少量添加剂就地与地基土体充分混合而成的水泥土搅拌桩, 具有经济、施工方便等优点。但施工质量控制相对比较难, 为此, 施工质量及能否达到预期的处理效果受到了大家的普遍关注。如何有效地控制水泥搅拌桩的施工工艺和成桩质量, 本人就施工现场的体会谈几点看法

水泥土搅拌法有哪些加固机理？ 篇5

水泥土搅拌法加固机理包括对天然地基土的加固硬化机理(微观机理)和形成复合地基以加固地基土、提高地基土强度、减少沉降量的机理(宏观机理)，

1.水泥土硬化机理(微观机理)

当水泥浆与土搅拌后，水泥颗粒表面的矿物很快与黏土中的水发生水解和水化反应，在颗粒间形成各种水化物。这些水化物有的继续硬化，形成水泥石骨料，有的则与周围具有一定活性的黏土颗粒发生反应，

通过离子交换和团粒化作用使较小的土颗粒形成较大的土团粒;通过硬凝反应，逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物，从而使土的强度提高。此外，水泥水化物中游离Ca(OH)2能吸收水中和空气中的CO2，发生碳酸化反应，生成不溶于水的CaCO3，这种碳酸化反应也能使水泥土增加强度。通过以上反应，使软土硬结成具有一定整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土。

2.复合地基加固机理(宏观机理)

水泥土搅拌桩墙 篇6

关键词:软土地基多向多轴搅拌水泥土桩施工方法

1 工程概况

广珠铁路第五标段DK170+563～DK182+660段路基表层为人工填土,以下依次为淤泥、淤泥质黏土、一般粘性土,基岩为花岗岩。路基基底处理设计采用常规水泥搅拌桩、旋喷桩加固,桩径均为0.5m,桩间距1.1～1.5m,搅拌桩桩长7～18m,旋喷桩桩长16～35m,搅拌桩要求28天无侧限挤压强度不小于1.2Mpa,单桩承载力78KN,旋喷桩要求28天无侧限挤压强度不小于2.0Mpa,单桩承载力130KN。由于本段临海,大多为水塘和水产养殖区,地基土大多为海相沉积流塑状淤泥、淤泥质土,具有含水量高、孔隙比大、液性指数大、有机质含量高,前期按常规搅拌桩试桩验证本场地淤泥常规水泥土搅拌工艺不易搅拌均匀,桩体无侧限抗压强度、单桩承载力达不到设计要求。需采用多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩进行处理。

2 工艺原理

多向多轴搅拌水泥土桩也是采用水泥浆作为固化剂,加固原理与常规水泥土搅拌桩相同,在地基深处将软土和水泥强制搅拌后,水泥和软土将产生一系列物理和化学反应,使软土固结改性,从而改善软土地基物理力学性质,提高复合地基承载力。优点是克服了常规水泥土搅拌桩施工中搅拌不均匀、浆液上冒的缺陷,桩身强度有较大提高。经室内实验室配合比试验桩身90天水泥土桩无侧限抗压强度可达1.2～2.0Mpa。

多向多轴搅拌水泥砂浆桩是采用水泥砂浆作为固化剂,即在纯水泥浆中掺入一定比例的粉细、中砂,增加地基土中的粗颗粒含量,降低地基土的塑性指数,改良土的物理力学性质指标,明显提高桩体无侧限抗压强度。该工艺攻克了常规水泥土搅拌桩在塑性指数高的粘性土层中成桩强度低的难题,可适用于塑性指数大于25的粘土(规范规定粘土塑性指数大于25时不宜采用水泥土搅拌桩),同时在淤泥质土、淤泥层中成桩强度明显提高,经室内实验室配合比试验水泥砂浆搅拌桩桩身90天水泥土无侧限抗压强度可达1.5～5Mpa,成桩深度可达25m,因此可替代旋喷桩、低强度CFG桩,用于软土地基加固处理。

施工可利用现有的PH—5型粉喷桩成桩机械作为机架,由位于钻机底部操作台的动力系统,通过外钻杆转递动力,再通过钻杆顶部配备的专用传动箱,采用同心多轴钻杆,在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口,在外钻杆上安装反向旋转叶片,通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和内杆正向旋转叶片同时搅拌水泥土的作用,阻断水泥浆上冒途径,把水泥浆控制在最上、最下两组叶片之间,保证水泥浆液在桩体中均匀分布和搅拌均匀,确保成桩质量的施工方法。

3 施工方法及工艺

3.1 施工工艺流程

3.1.1 柱形桩工艺流程 多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩进入已整平的场地和测放了桩位的地段准备施钻,施钻程序如下:①搅拌桩机就位、调平,钻头对准桩位;②搅拌、喷浆下沉:启动搅拌机,使其钻杆沿导向架向下搅拌切土,同时开启送浆泵向土体喷水泥浆,此时双轴上的多层叶片同时正、反向旋转搅拌直到设计深度;③达到预定设计深度后,在桩端就地持续喷浆搅拌30秒以上,使桩端水泥土充分搅拌均匀(下沉喷浆为总浆量的90%以上);④搅拌、喷浆提升:此时喷浆目的是为了避免喷浆口被堵塞,同时多向、多轴搅拌桩机钻杆上叶片正、反向旋转,继续搅拌水泥土;⑤搅拌完毕:搅拌、喷浆提升到地表或设计标高(提升喷浆量为总浆量的10%以下),完成单根多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩的施工。

3.1.2 T形桩工艺流程 ①搅拌桩机就位、调平,钻头对准桩位;②搅拌喷浆下沉:启动搅拌机,使其钻杆沿导向架向下搅拌切土,同时开启送浆泵向土体喷水泥浆,此时双轴上的多层叶片同时正、反向旋转搅拌直到设计深度;③达到预定设计深度后,在桩端就地持续喷浆搅拌30秒以上,使桩端水泥土充分搅拌均匀(下沉喷浆为总浆量的90～95%以上);④搅拌、喷浆提升:此时喷浆目的是为了避免喷浆口被堵塞,同时多向、多轴搅拌桩机钻杆上叶片正、反向旋转,继续搅拌水泥土,直到扩大头设计深度;⑤搅拌提升扩孔:改变内外钻杆的旋转方向,将外钻杆搅拌叶片伸展至扩大头直径,继续搅拌、喷浆提升;⑥搅拌完毕:搅拌、喷浆提升到地表或设计标高(提升喷浆量为总浆量的5～10%以下),完成单根多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩的施工。

3.2 试验参数选择

下钻钻进速度:钻进速度1.0～1.2m/min,转速60r～100r/min;

喷浆量不小于30L/m,下钻喷浆量占总浆量的90～95%以上;

提升速度1.5～1.8m/min;转速80r～120r/min;

喷浆量不大于10L/m,提钻喷浆量占总浆量的10%以下;

浆喷压力:0.4～1.0Mpa,喷水泥浆采用泥浆泵,浆喷压力采用0.4～0.6Mpa,喷水泥砂浆采用砂浆泵,浆喷压力采用0.6～1.0Mpa;

配合比:严格按设计配合比拌制浆液,施工应根据浆液浓度、泵送情况实时调整配合比。

4 质量控制措施

4.1 钻机就位必须正确,其孔位偏差不得大于50mm,钻杆垂直度偏差不得大于1%。钻机开钻前,现场施工员必须进行检查,及时调整。

4.2 施工前应认真检查相关设备及管路系统。设备的性能应满足设计要求。管路系统的密封必须良好,管道必须畅通。

4.3 浆液的拌制严格按设计配合比控制,严格监督浆液的制作,搅拌时间必须达到要求,浆液的密度采用浆液比重计检测,不得采用一只桶边拌边抽的方式施工,在喷浆过程中浆液应连续搅动,防止浆液发生离析,确保成桩质量,每根桩检验的次数不得少于2次。

4.4 搅拌机钻头下沉和提升速度、供浆与停浆时间,下钻深度、喷浆高程及停浆面、单桩喷浆量应符合施工工艺的要求,并应有专人记录。多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩到达桩端时,应原位喷浆搅拌30s,桩底水泥浆与土体充分搅拌均匀,再开始提升搅拌头,确保成桩质量。

4.5 成桩过程中,如因故停浆,继续施工时必须重叠接桩,接桩长度不小于0.5m。接桩时间不得大于24小时,否则应重打该桩。

4.6 施工中若发现喷浆量不足时,应按要求复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量。

4.7 现场各项原始记录必须真实、齐全。

5 成樁效果质量检验

5.1 轻型动力触探(N10)检验 成桩后3天内,采用轻型动力触探(N10)检查桩头每米桩身的均匀性和强度。

5.2 浅部开挖桩头质量检查 成桩7天后,采用浅部开挖桩头(深度宜超过停浆面下0.5m),目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径。

5.3 完整性、均匀性、无侧限抗压强度 试桩完成28天以后,选择2～3根桩于桩径1/4处、桩长范围内垂直取芯,观察其完整性、均匀性并拍摄照片,判断成桩效果,每根桩在不同深度处取3组试验样品作无侧限抗压强度试验。

5.4 单桩承载力检测 试桩完成28天以后,在桩身强度满足荷载试验条件时,采用单桩载荷试验验证单桩承载力能否满足设计要求。

6 结语

采用多向多轴搅拌水泥土(水泥砂浆)桩,通过多向多轴、多层叶片同时搅拌,可以克服常规水泥土搅拌桩的缺陷,成桩均匀性好,桩身强度明显提高。但对施工工艺要求较高,掌握不好容易出现质量问题。施工过程中,现场技术员,质检员、现场监理员要切实发挥出应有的作用,施工人员应具有高度的责任感,保证按施工规范施工,层层把关,并成立质量管理小组,贯穿整个施工过程,确保工程质量满足规范及设计要求。

参考文献:

深层搅拌法技术(水泥土加固法) 篇7

1 加固机理

软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理, 是基于水泥加固土的物理化学反应过程。减少了软土中的含水率, 增加了颗粒之间的粘结力, 增加了水泥土的强度和足够的水稳定性。在水泥加固土中, 由於水泥的掺量较小, 一般占被加固土重的10~15%。水泥的水化反应完全是在具有一定活性的介质——土的围绕下进行, 所以硬化速度较慢且作用复杂。

2 水泥土的主要特性

1) 物理性质:水泥土的容重与天然土的容重相近, 但水泥土的比重比天然土的比重稍大。

2) 无侧限抗压强度:水泥土的无侧限抗压强度一般为300~400k Pa, 比天然软土大几十倍至百倍, 但影响水泥土无侧限抗压强度的因素很多, 如水泥掺入量、龄期、水泥标号、土样含水率和有机质含量以及外掺剂等等。

为了降低工程造价, 可以采用掺加粉煤灰的措施。掺加粉煤灰的水泥土, 其强度一般比不掺粉煤灰的高。不同水泥掺入比的水泥土, 当掺入与水泥等量的粉煤灰后, 强度均比不掺粉煤灰的提高10%, 因此采用深层搅拌法加固软土时掺入粉煤灰, 不仅可消耗工业废料, 还可提高水泥土的强度。

3 施工技术

3.1 加固型式

根据目前的深层搅拌法施工工艺, 搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式, 在堤防上用于地基加固, 主要采用桩式, 而用于防渗加固, 应采用壁状式, 壁状式是将相邻搅拌桩部分重叠搭接即成为壁状加固型式, 组成水泥土挡墙, 这种挡墙具有较高的抗渗性能, 可以形成良好的隔水帷幕。

3.2 施工工艺

3.2.1 湿法施工

主要的施工机械为深层搅拌机。深层搅拌法的施工主要可分为定位、预搅下沉、制备水泥浆、提升喷浆搅拌、重复上下搅拌、清洗等几个步骤。

3.2.2 干法施工

干法是采用水泥粉料, 由空气输送, 通过搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷出, 并随着搅拌叶片的旋转均匀分布在整个空隙轨道面内, 进而和原位地基土搅拌并混合在一起。施工机械主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等。

施工工序主要为:1) 柱体对位;2) 下钻;3) 钻进结束;4) 提升喷粉;5) 提升结束桩形成体等几个步骤。

4 适用范围

深层搅拌法最适宜加固各种成因的饱和软粘土, 常用于淤泥、淤泥质土、粘土、亚粘土等地质的加固, 成桩深度可达30m, 采用多头小直径桩成墙深度可达18m。

在堤防除险加固工程中, 深层搅拌桩适用于处理软基堤防上滑坡段的。同时, 还可以组成截渗墙, 取得较好的防渗效果。

5 深层搅拌法主要优点

5.1 加固效果好, 加固方式灵活, 适用面广

深层搅拌法可采用不同的加固型式、不同的桩长和置换率以满足不同土质条件和不同荷载要求的加固目的。对河道这种区域狭长、地质条件复杂, 对沉降要求较高的工程比较适宜。采用搅拌桩挡土墙作为河岸边坡支护不仅能够保证边坡稳定, 还具有防渗功能。

5.2 施工速度快

一般来说, 每台深层搅拌机建造搅拌桩截渗墙的工效达13.2m2/台时。

5.3 可充分利用原软土, 无弃土问题

深层搅拌法是一种原位加固技术, 可充分利用原状土, 无弃土问题。

5.4 造价较低

复合地基——水泥土搅拌桩设计方法 篇8

1 复合地基承载力计算

根据《建筑地基处理处理技术规范》JGJ79-2002, 符合地基承载离特征值fspk应按复合地基载荷实验确定, 也可根据《规范》按9.2.5式估算。

式中:m-面积置换率;Ap-桩的截面积 (m2) ;fsk-桩间承载力特征值 (KPa) ;Ra-单桩竖向承载力特征值 (Kn) , 应通过现场载荷实验确定。

单桩竖向承载力特征值Ra可按桩身强度与桩周土摩阻力及端阻力 (经强度折减) 取二者小值确定, 详见《规范》。

大量应用搅拌桩处理地基地区, 一般按上式计算承载力, 其准确度与Ra值及β值选取有关, 故选取Ra、β值成为关键。搅拌桩应用工程不完全成熟区, 慎重选取该算式, 宜采用现场载荷实验确定承载力。

假设一建筑物采用筏式基础, 基础尺寸已为定值 (搅拌桩多用于处理城区软土地基, 周围建筑密集, 无法设计扩大基础减小基底压力) , 要求将基础底部软土加固, 提高地基承载力已满足规范要求。

确定桩长、桩径、掺入比, 然后设定面积置换率按上式进行初算, 根据设计数据进行现场试验性施工, 再进行复合地基载荷试验。所测出f'spk小于或远大于fspk, 则设计不合理, 不满足承载力要求或不经济, 改变m值再试施工搅拌桩, 进行载荷试验, 通过上述计算, 得出合理的设计参数m值。

可见上述计算方式太过冗长, 增加试施工费用, 现采用以下计算求解复合地基承载力:

式中:σsp-复合地基反力P (KPa) ;σs-桩间土压力 (KPa) ;σp-桩体压力 (KPa) ;

m-面积置换率;n-桩土应力分担比。

限制条件:σs≤桩间土承载力fsk;σp≤桩体承载力fp

式中 (1) 、 (2) 中σs p是由载荷试验求出σs、σp后导出, 对于深层搅拌桩复合地基, 桩体主要对地基土起置换作用, 而挤土、扰动作用不占主导, 故认为桩间土的力学性状不改变, 按图p～s关系图, σs理论上可等同于f'spk值, 根据桩土“等变形”条件进行现场单桩载荷试验及天然地基载荷试验, 根据试验结果绘制p～s关系曲线图。

根据单桩、桩间土载荷实验两条p～s关系曲线确定相应的极大值σ, s、σ, p, 选取两条曲线上适当的共同△值, 并将其代入 (1) 或 (2) 式, 其中n=σp/σs, 求出σsp极大值即可作为复合地基承载力标准值fspk。

该方法分别采用单桩及天然地基载荷试验, 可求出桩土各自变形规律 (p～s曲线) , 引入等变形限制条件思路, 可避免复合地基载荷试验因改变m值需多次试验的缺陷, 仅在 (1) 或 (2) 式中改变m值, 即可求出不同的σsp的极大值, 使之向fspk逼近, 无须进行多次复合地基承载荷载试验, 可缩短试验、设计周期。

2 复合地基的沉降计算

搅拌桩复合地基沉降由两部分组成, 即桩长范围内复合层的压缩变形S1与桩端以下受力层 (下卧层) 压缩量S2之和 (S=S1+S2) 。

如果下卧层在整个压缩计算深度以下, 那么S2可以忽略不计 (S2=0) , 则S=S1, 只须计算S1值。

式中:Eop-桩体变形模量 (MPa) ;Eos-桩间土变形模量 (MPa) ;μp-桩体泊松比;μs-桩间土泊松比;△-共同变形量 (m m) ;σp-桩体所受荷载 (KPa) ;σs-桩间土所受荷载 (KPa) ;d-圆形压板的直径 (mm) ;Io-压板形状系数;Ep-桩体压缩模量 (MPa) ;Es-桩间土压缩模量 (MPa)

在p～s曲线上, 根据已知的σp、σs、△及d, 按 (3) 、 (4) 、 (5) 、 (6) 计算得Ep、Es。

复合地基压缩模量Esp可用下式计算:EspA=EpAp+EsAs (7)

式中:A-基础底面积;Ap-桩体总截面积;As-桩间土总面积

根据 (7) 式求Esp, 由《规范》 (11.2.9-2) 求得复合地基沉降量S, 但现有的工程沉降观测中实测值常小于计算出的沉降值, 而当下卧层处于压缩层范围之内时, 计算值与实测值差异更大, 可能是“应力分布假设”原因所致。

在沉降值计算中, 假设基底应力和复合地基内的应力是均匀分布的, 实际上, 复合地基中由于应力向桩顶集中, 两者并不均匀, 而沉降公式适用条件是假设应力均匀分布, 导致实测值与计算值的差异。

如果按桩、土共同变形的特征来分析, 桩体压缩模量Ep与桩间土压缩模量Es有较大差异, Ep常比Es大一个数量级 (10倍) , 桩体变形对复合地基 (复合层) 沉降起控制作用, 可见复合层的沉降量近似等于桩体压缩变形量。桩体压缩变形量采用下式计算:

式中:σ-基底总应力;σp-桩顶土应力;σs-桩间土压力;kp-桩体刚度系数;ks-桩间土刚度系数

假定桩体沿深度为均质体, 可将其当做均质地基, 采用均质地基沉降公式计算, 则复合沉降量S:

式中:ψ-沉降计算经验系数;Ep-桩体压缩模量;a-平均附加应力系数;L-桩长 (复合层厚度)

该式计算S值小于式 (8) 计算得出的Esp代入相关公式所得的沉降值, 较接近实测值。下卧层沉降计算, 下卧层某一深度应力σz根据布辛内斯克解答式计算。

布氏解答假定条件:假定地基土是连续、均匀、各向同性, 荷载置于半空间无限弹性体表面。实际建筑物基础并非为无埋式基础, 而是具有一定埋深, 根据明德林解答:当荷载作用于半空间无限弹性体内部时, 荷载作用面之下某一深度的应力值, 远小于按布辛克解答式得出的应力值, 比布氏解答更接近实际值。

根据明氏解答, 在地面以下深度Z处有一均布荷载作用于圆形面积上, 圆直径为R, 荷载为P, 则圆心O点的沉降量Soz为:

当圆形均布荷载作用于地面时, 即深度Z=0, 如按布氏解答式计算, 圆心O点的沉降量So为:

式中:μ-下卧层泊松比;Es-下卧层的压缩模量 (MPa)

将 (11) 除以 (12) 得:ξ=

ξ—修正系数

当R、Z、μ已知时, 容易得出当Z/R>0时, ξ<1。可见按明氏解答计算得的Soz总小于按布氏解答计算求得So。

明氏解答假定的基础是柔性基础, 直接用于计算刚性基础沉降量是不合适的, 其计算值与实测值有较大差异, 因复合地基是“柔性基础”, 明氏解答适用于复合地基。

3 处理深度计算

根据建筑物对沉降的要求, 在地基强度满足后, 求出基底应力, 分别按上述步骤求出复合层底应力及总沉降量, 如满足建筑物沉降要求, 则所假设桩长即为应该处理的深度, 如不能满足要求, 则应调整深度再进行计算, 逐次逼近计算得出恰当的处理深度。

由于上述确定处理深度即桩长的过程, 桩长只增大而不减小, 最小值即为前第2节所设定值, 对承载力不会有降低的影响, 通常不必因改变桩长而对承载力重新计算。

4 工程实例

某建筑浅基础底下为厚度8m的 (1) 层正常固结淤泥质土, 下卧层为 (2) 层硬塑状粘土, 设计采用深层搅拌桩处理 (1) 层, 桩端持力层为 (2) 层, 要求复合地基承载力特征值fspk=200KPa。按建筑控制变形20～30m m, 现场分别进行单桩及桩间土载荷试验, 取限制变形△=20mm, 得到桩体压力σp=540KPa, 桩间土压力σsp=60KPa, 按 (1) 式得:

σsp=180KPa<200KPa (取面积置换率m=0.25) , 不满足承载力要求。

取面积置换率m=0.30, 代入 (1) 式计算

σsp=204>200KPa, 满足承载力要求。

工程竣工后, 经一年的沉降观测, 平均总沉降22mm, 略大于载荷试验所取的20mm限制变形量。

参考文献

[1]JGJ79-2002建筑地基技术规范[S].

[2]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1996.

水泥土搅拌法处理地基的研究 篇9

处理地基的方法有很多种, 比如换填、预压、强夯、水泥土搅拌法等等, 在这众多的处理方法中, 选取一个造价低和工期短的方法自然又成为本研究项目的重中之重, 多年成功的实践经验表明:水泥土搅拌法加固地基相对于其他方法是较好的处理方法。

1 水泥土搅拌法的原理、基本性能及特点

1.1 水泥加固土的原理与基本性能

水泥加固土体的原理是利用水泥作为主固化剂, 通过特别的搅拌机械将被加固土和水泥浆 (粉) 强制拌和, 通过水泥水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生离子交换、团粒化作用、碳酸化反应以及硬凝反应等一系列物理—化学作用, 形成具有一定强度和水稳定性的水泥加固土 (搅拌桩体) 。

水泥加固土的强度取决于被加固土的性质 (含水量、有机质含量及烧失量等) 和加固所使用的水泥品种、强度等级、掺入量以及外加剂等。加固土的抗压强度随着水泥掺入量的增加而增大, 工程常用水泥掺入比 (水泥掺入重量与被加固土天然湿重之比) 为10%～20%, 其强度标准值宜取试块90 d龄期的无侧限抗压强度, 一般可达500 kPa～3 000 kPa。

1.2 水泥土搅拌法的特点

1) 加固效果显著。采用此法对软土地基加固后效果非常显著。2) 形式灵活多样。可以根据上部结构需要灵活采用柱状、壁状、栅格状和块状等多种加固形式。3) 充分利用原土。利用专用机械在地基中就地将土体和少量固化剂强制进行搅拌, 使地基土的复合强度得到提高。4) 对周围环境无污染。在加固过程中对周围土体无扰动, 不会造成软土侧向挤出;施工时无振动、无噪声, 对周围环境无污染。5) 施工机具简单。所用的施工机具比较简单, 便于制作和推广应用, 适合我国的技术经济条件。6) 节约资金。加固费用低廉, 适宜于大规模地基加固工程。

2 搅拌桩的工程应用

1) 形成复合地基, 提高地基承载力, 改变地基变形性状, 从而减少地基沉降变形。2) 形成水泥土重力式围护结构。自上海宝钢首先将水泥土搅拌桩用于基坑支护结构取得成功之后, 在上海、福建以及浙江、广东等省市迅速得到了推广, 近几年来广泛用于基坑开挖深度5 m～7 m的支护结构。3) 作为防渗帷幕。水泥土的渗透系数小于10-7 cm/s, 具有较好的防渗能力, 因此经常将其搭接施工组成连续的水泥土帷幕墙, 用于夹砂层以及砂土地基的防渗工程。

3 搅拌法的设计

3.1 单桩承载力

深层搅拌法加固软土形成的桩体是具有一定压缩性的半刚性桩。单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定。初步设计时也可按式 (1) 估算, 并应同时满足式 (2) 的要求, 应使由桩身材料强度确定的单桩承载力不小于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。

Ra=qsupL+aApqp (由桩周土和桩端土的抗力确定) (1)

Ra=ηfcuAp (由桩身材料强度确定) (2)

其中, Ra为搅拌桩单桩竖向承载力特征值 (取式 (1) , 式 (2) 中最小值) , kN;fcu为与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块 (边长为70.7 mm的立方体, 也可采用边长为50 mm的立方体) 在标准养护条件下90 d龄期的立方体抗压强度的平均值, kPa;Ap为搅拌桩的截面积, m2;η为桩身强度折减系数, 干法可取0.20～0.30, 湿法可取0.25～0.33;qs为桩周土侧阻力特征值 (平均) , 可参考有关规范选择, kPa;up为搅拌桩周长, m;L为搅拌桩桩长, m;qp为桩端地基承载力特征值, kPa;a为桩端土承载力的折减系数, 一般可取0.4～0.6。

3.2 复合地基承载力

竖向承载水泥搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。初步设计时也可按式 (3) 估算。

其中, fspk为复合地基承载力特征值, kPa;m为面积置换率;β为桩间土承载力折减系数;fsk为桩间土承载力特征值, 可取天然地基承载力特征值, kPa。

当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土承载力特征值的平均值时, β可取0.1～0.4, 差值大时取低值;当桩端土未经修正的承载力特征值不大于桩周土承载力特征值的平均值时, β可取0.5～0.9, 差值大时或设置褥垫层时均取高值。

3.3 变形计算

竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形S1与桩端下未加固土层的压缩变形S2:

1) 搅拌桩复合土层的压缩变形S1可按下式计算:

其中, Pz为搅拌桩复合土层顶面的附加压力值, kPa;Pzl为搅拌桩复合土层底面的附加压力值, kPa;Esp为搅拌桩复合土层的压缩模量, kPa;Ep为搅拌桩的压缩模量, 可取100 fcu～200 fcu, kPa, 对桩较短或桩身强度较低者可取低值, 反之可取高值;Es为桩间土的压缩模量, kPa。

2) 桩端以下未加固土层的压缩变形S2可按现行GB 50007-2002建筑地基基础设计规范的有关规定进行计算。

4搅拌桩的分类以及相应的施工方法

搅拌桩的施工方法分为湿法和干法两种, 具体采用哪种施工方法主要还是看加固桩体范围内地下水位的高低。另外每种施工方法的配合比要根据现场采集土样的室内试验确定, 施工具体参数详见相关资料。

5结语

本文主要对水泥搅拌桩的地基加固原理以及设计方法进行了阐述, 而且许多地区已经有了成功经验, 根据已经施工完成的成功经验, 建议在日后的施工中, 若遇到有关这方面的问题多考虑用此方法, 既经济又实用。

参考文献

[1]史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[2]JGJ 79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].

水泥土搅拌桩基本性质及应用 篇10

1.1 工程概况

某车间长度为130m, 宽度为60m, 高度为15.5~24.6m, 共3层。该车间采用框排架结构, 其中5m及9m平台采用钢筋混凝土框架结构, 10m以上为钢筋混凝土排架结构, 屋顶采用两连跨30m梯形钢屋架和双层彩钢板屋面。

岩土工程勘察报告中土层分布如下:

第1层粉质黏土填土层厚度约为层厚0.20~8.50m, 疏松, 结构均一性差, 工程地质条件差, 不宜作为拟建建筑物天然地基持力层;地基土承载力特征值 (fak) 为100k Pa, 压缩模量平均值3.0 MPa;侧阻力特征值 (qsi) 10k Pa, 建议采用深层搅拌桩进行地基处理。

第2层粉质黏土填土层, 厚度约为层厚0.20~8.50m, 强度较高, 中等压缩性, 是桩基础良好桩端持力层;地基土承载力特征值 (fak) 为200k Pa, 压缩模量平均值7.3 MPa;侧阻力特征值 (qsi) 14k Pa, 桩端地基土承载力特征值 (qp) 200 k Pa, 建议采用深层搅拌桩进行地基处理。

1.2 水泥土搅拌桩承载力确定

车间5m及9m平台楼面活荷载标准值均为20k N/m2。屋面不上人。经整体建模计算后底跨部分柱底轴力为2500k N, 高跨部分柱底轴力为4100k N。

根据工程上部计算柱底内力, 初步确定地基处理后承载力特征值为160~180k Pa;根据要求达到的地基承载力, 应按公式先计算面积置换率m, 再推算出桩间距。

1.2.1 地基承载力特征值为160k Pa

桩径600mm, 截面面积Ap=0.282m2, 桩周长L=1.88m, 桩长li=3.9m (桩体进入第一层土3.4m, 第二层土0.5m) , 抗压强度平均值fcu=2.0MPa (实验室提供现场取土试验后提供结果) 。

单桩竖向承载力标准值:

桩身材料强度所控制的承载力值大于桩周土和桩端土所提供的承载力值, 满足要求。

复合地基承载力特征值:

面积置换率:

矩形布置;间距S=1m

式中, η为桩身强度折减系数, 取0.3;Up为桩的周长, m;qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值, k Pa;li为桩长范围内第i层土的厚度, m;qp为桩端地基土未经修正的承载力特征值, k Pa;α为桩端天然地基土的折减系数, 可取0.4~0.6, 承载力高时取低值;β为桩间土承载力发挥系数, 取0.8;fsk为处理后桩间土承载力特征值, k Pa, 无试验资料时可取天然地基承载力特征值;d为桩身平均直径, m;de为根桩分担的处理地基面积的等效圆直径, m;m为面积置换率。

1.2.2 地基承载力特征值为180k Pa

桩径600mm, 截面面积, 桩周长L=1.88m, 桩长, 抗压强度平均值=2.0MPa, 桩长 (桩体进入第一层土4.5m, 第二层土0.5m) 。

桩身材料强度所控制的承载力值大于桩周土和桩端土所提供的承载力值, 满足要求。

设计过程中配置桩径600mm, 700mm两种直径, 通过调整桩长度和间距, 在不同的位置要求达到不同的承载力, 计算过程同上, 不一一列举。

2 水泥搅拌桩单桩及复合地基载荷试验报告结论

1#桩 (位于高跨部分) :桩长4.2m, 桩径600mm, 间距1.0m, 置换率0.282, 设计要求地基承载力特征值为180k Pa;最大试验荷载405k Pa, 最大沉降量63mm, 最大回弹量5.03mm, 回弹率7.88%, s/b=0.006对应的荷载值182k Pa (s为载荷试验承压板的沉降量;b为承压板宽度) , 地基承载力特征值为182k Pa。载荷试验点计算后的变形模量22.13MPa。

2#桩 (位于烟囱位置) :桩长3.45m, 桩径700mm, 间距1.0m, 置换率0.384, 设计要求地基承载力特征值为160k Pa;最大试验荷载360k Pa, 最大沉降量62mm, 最大回弹量5.38mm, 回弹率8.58%, s/b=0.006对应的荷载值171k Pa, 地基承载力特征值为171k Pa。载荷试验点计算后的变形模量20.80 MPa。

3#桩 (位于高跨部分) :桩长4.65m, 桩径700mm, 间距0.9m, 置换率0.474, 设计要求地基承载力特征值为160k Pa;最大试验荷载407k Pa, 最大沉降量61mm, 最大回弹量5.05mm, 回弹率7.88%, s/b=0.006对应的荷载值174k Pa, 地基承载力特征值为174k Pa。载荷试验点计算后的变形模量21.16MPa。

3 水泥搅拌桩在工程设计应用中的注意事项

1) 搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土等地基。

2) 深层搅拌设计前必须进行室内加固试验, 针对现场地基土的性质, 选择合适的固化剂及外掺剂, 为设计提供各种配比的强度参数[2]。加固土强度标准值宜取90d龄期试块的无侧限抗压强度。

3) 在水泥土强度在2.0MPa时, 桩长越短, 桩周土提供的单桩承载力特征值越小, 此时复合地基承载力受水泥土强度控制, 需要加大置换率, 缩小间距来满足要求, 不一定经济合理。

4) 当设计需要较高的复合地基承载力时, 建议适当增加桩长、桩径来解决, 桩侧和桩端阻力发挥到最大, 以达到经济合理的效果。

5) 国产搅拌机械设备工作压力小[2], 限制了搅拌桩的施工质量, 设计中桩的长度不宜超过10m。

6) 在基础设计沉降计算中应注意, 土层的深度和压缩模量都应按处理后的土层厚度输入, 变形模量需实验室提供的搅拌桩压缩模量及桩间土的压缩模量按置换率计算得出。计算结果应与实际试验结果进行比较, 相差较大时应调整桩长, 并选择较好的桩端土层。

7) 在基础与桩顶间设置300mm厚的砂石垫层, 充分调动桩间土的承载力, 同时避免桩头破损。利用垫层的扩散作用, 加大软土的受力面积, 可将搅拌桩布置在基础以外, 但超出范围不宜大于桩径。

4 结语

水泥土搅拌桩最大限度地利用了原土, 加固后土体的重度基本不变, 不会产生附加沉降;本文结合工程实例, 对水泥土搅拌桩进行了合理的确定, 计算结果和实际工程建设验证了搅拌桩设计的合理性和可行性, 实现了较好的社会经济效益。。

参考文献

[1]龚肖南.地基处理手册 (第三版) [K].北京:中国建筑工业出版社, 2008