对深层搅拌桩加固复合地基施工技术的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 对深层搅拌桩加固复合地基施工技 术的探讨 摘要：本文根据笔者的工作经验 主要对深层搅拌桩加固复合地基施工技 术原理及其在工程中应用注意事项做出 了简要的探讨，以供参考。 中国论文网 /2/view-12911745.htm 关键词：搅拌桩；地基处理；施 工技术 1 引言 近年来，随着我国建筑工程技术 的不断提高，各种地基处理技术、方法 得到不同程度的应用。实际工程中经常 会遇到天然地基无法满足要求而需要人 工处理的情况，因而地基问题受到了广 大工程技术人员的广泛关注。地基处理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 方法很多，大面积软土地基处理目前采 用较多的一种是深层搅拌喷粉桩，它具 有加固效果显著、形式灵活多样、无环 境污染、施工机具简单、施工速度快、 节省投资等优点。 2 深层搅拌喷粉桩 2.1 深层搅拌喷粉桩的原理及其 在工程中应用 深层搅拌法是利用水泥、石灰或 其它材料作为固化剂的主剂(常用水泥 作为主固化剂)，通过特别的深层搅拌 机械，用高压空气通过钻机搅拌叶片的 转动，在地基深处将软土和固化剂强制 搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产 生的一系列物理一化学反应，形成具有 整体性、稳定性和足够强度拌和柱体 (水泥土) ，与原地层共同起复合的作用 来承受上部的荷载。 深层搅拌喷粉加固的土质一般有 淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的 粘土和亚粘土等，加固深度达 12 一 18m，甚至 25 一 30m，它的应用范围 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 有以下三个方面： 1) 一般的工业与民用建筑的地基 处理：由于加固土的桩体强度及弹性模 量远远大于天然地基土体，水泥桩与桩 之间土形成复合地基，提高了地基承载 能力，减少了地基变形。 2) 基坑支护工程：由于经过搅拌 后形成的交叉水泥土桩体具有较高的强 度和密实性，在基坑开挖深度不很大时， 能够在基坑外围同时起到挡土和隔水作 用。 3) 防渗帷幕：水泥搅拌桩能够搭 接施工组成连续的水泥土帷幕墙，用于 粉土、夹砂层、沙土地基的防渗工程。 2.2 影响深层水泥搅拌喷粉桩工 程特性的主要因素 工程实践分析表明：影响深层水 泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素是水 泥掺量、土的性质、搅拌的均匀程度、 施工工艺控制、养护的时间和温度等方 面。 1) 水泥掺量：一般来说水泥土桩 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的无侧限抗压强度随水泥的掺合量的增 加而提高，掺合量在 7%一 20%之间为 最佳。在饱和的淤泥或淤泥质土中采用 的平均掺合量 16%，并在桩体不同部位 采用变掺合量的施工工艺，可获得比较 满意的效果。 2) 土体的性质：土体的含水量、 密度、有机物含量等物理力学性质是影 响深层搅拌水泥喷粉桩的强度的重要因 素，土中含水量不宜太低(40%以下)也 不宜过高，较为合适范围是 5085%；土体越松散、有机物含量 越高，加固效果越差。在新填土量较厚 和有机腐植物含量较高的地方，不宜采 用水泥深层搅拌喷粉桩进行地基处理。 3) 搅拌的均匀程度：搅拌的均匀 程度对水泥土桩体的强度影响很大，但 达到一定搅拌时间后，强度随搅拌时间 的增加增长缓慢。在实际工程中采用二 搅一喷的较多；二搅二喷方式一般可满 足较高的设计要求；最高的有四搅四喷 的方式。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 4) 施工工艺控制：深层搅拌喷粉 桩处理的复合地基，所使用的机械设备 和水泥掺合量等其他指标，在设计确定 的同样条件下，施工工艺控制尤其重要。 就目前在工程实践中，成功与失败的处 理例子都有。现场按照设计参数实际控 制好坏直接关系到成桩质量，特别是水 泥掺合量的控制以及复搅深度与时间控 制。也就是说，人为因素所造成的工艺 控制直接影响成桩质量。 5) 养护龄期和温度：深层搅拌水 泥喷粉桩处理的复合地基，水泥土桩强 度同混凝土一样随龄期的增长而增大， 但其规律与混凝土不同，水泥土的强度 在龄期超过 28 天后仍有明显的增长， 在龄期超过 90 天后其强度增长才缓慢； 处理完成的地基据资料反映，达到真正 的稳定要长达 3 年时间。在相同的龄期 条件下，水泥土桩的强度随养护温度的 提高而增长。 3 深层搅拌喷粉桩的施工和质量 检验 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.1 深层搅拌喷粉桩的施工 3.1.1 材料和施工机械的选用 水泥选用 P425 普通硅酸盐水泥； 机械选用 PH 一 5A 型粉喷桩机、粉体 发生器、空压机等。 3.1.2 施工工艺 1) 施工准备：桩位放样。根据 控制点定出基轴线，按等间距平格网平 差放样，布置出所有桩位，并按施工顺 序编列出行和列。成桩试验。施工前 进行成桩试验，取得钻进速度、提升速 度、搅拌速度、喷气压力、单位时间的 喷入量等参数，确定搅拌的均匀性，选 择下钻和提升的合理参数及技术措施。 2) 钻机就位对中：进行机械组装， 移机就位，使钻头中心对正桩位中心， 调整钻机平台、导向架，使搅拌轴保持 垂直(要求钻机倾斜小于 1.5%、钻头对 中心位误差小于 5cm)。测定钻杆长度、 记录储灰罐初始读数及钻杆初始标高。 3) 预搅钻进：启动搅拌机下钻， 待钻机接近地面时，启动空压机(喷射 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 压缩空气，使钻进顺利进行，不致堵塞 射口，同时减少扭矩)，使钻头旋转钻 进，保持钻速 0.5 一 0 . 9m/min，让送 粉前的土体充分松动、粉碎，利于第一 次喷粉。 4) 提升喷粉：钻进到位后，调整 钻头成反向旋转，不提升，打开送料阀 门，启动粉体发送器，喷送水泥粉，确 认水泥粉已到桩底后，提升搅拌钻头， 边旋转以 0.50.9 m/min 的速度提升， 搅拌速度 30r/min，保持送粉空气压力 为 0.270.35Mpa，气流为 11. 6m3/min，保持桩身 50kg/m 的喷粉量。 施工时注意：提升过程必须保 持与送粉一致，不允许先提升后喷粉； 喷粉过程中，若发现套管漏气或堵塞 管道则立即停止喷粉；时刻观察供粉 计量仪的数字变化，若发现明显减少或 突然停止，要立即记录，以利于停粉或 复搅；由于人为因素影响，现场监理 工程师和管理人员在过程控制中，应严 格把握各种设计参数的有效控制，确保 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 实际施工情况与设计和成桩试验确定参 数的一致。 5) 停粉：当钻头提升到离地面 50cm 时，打开关气阀门关闭料阀，喷 粉机停止喷粉，改送压缩空气。注意不 要将水泥粉带出地表，以防止给后面的 施工造成困难和污染环境。 6) 复搅钻进：为了提高桩身强度， 适应荷载应力的传递，需进行复搅。复 搅深度一般为桩身长的 1/2 一 1/3，桩 长不足 5m 的要整桩复搅；或者根据设 计要求进行复搅。当第一次停粉后，应 立即换档下沉，进行复搅，工艺如前， 观察复搅深度。 7) 提升喷粉、停粉：工艺如前。 提升钻头至离地面 30cm 时钻头在原位 钻动 2min(使剩余水泥粉不致带出地表)， 将搅拌钻头提升到地面上，停止主机、 空压机，填写施工记录。 3.1.3 施工中常见问题及处理 施工中常见问题有：预搅下沉困 难，搅拌桩偏位，喷粉量不足或断桩等 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 等；出现情况后应及时与设计工程师联 系，采取有效措施进行补桩或其他方式 处理，保证施工正常进行。涉及人为因 素应采取必要措施予以纠正。 3.2 深层搅拌喷粉桩的质量检验 施工质量检验包括开挖检验、取 样检验和承载力荷载试验等。软土地基 的处理效果是通过施工的全过程质量控 制和现场进行检验来反映的。 1) 记录检查：检查操作人员在施 工过程中记录的压力、喷粉量、钻进速 度、提升速度、喷粉(停粉)标高、桩长、 垂直度、单桩喷粉量等有关参数，重点 检查搅拌深度、水泥粉喷入的连续性及 喷入总粉量，对不合格的桩应进行补桩。 2) 开挖检验：在已完成的工程桩 中按设计要求比例开挖抽检，检查桩位、 桩数、桩身水泥混合程度及桩头强度， 如发现漏桩、桩位偏差过大和桩头、桩 身强度偏低，必须及时采取补救措施。 3) 取芯抽样：在成桩 28 天后， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 按设计要求比例抽查桩体，从桩顶以下 按比例分段取样制作试块，分别进行无 侧限抗压强度试验。同时检验成桩桩身 完整性、搅拌均匀程度等等。 4) 荷载试验：现场检测分为单桩 承载力和复合地基(二桩、四桩)承载力 两种，复合地基承载力荷载试验压板采 用 1 一 4 耐钢板，试验设备是通过严格 校验的千斤顶、大量程百分表、承压钢 板、垫块、主梁、副梁，采用快速维持 荷载法分级进行加载，加载采用压重平 台反力装置，采用砂袋堆成平台，用油 泵控制千斤顶加载，荷载量通过压力表 控制，加载过程分为 812 级，桩顶 (地基土面) 沉降通过百分表测量。现场 检测单桩承载力和复合地基承载力数量 按规程均为 1%，所检测桩点均为随机 抽样。 4 结束语 深层搅拌喷粉桩加固复合地基处 理技术，是一项比较先进和成熟的地基 处理技术。适应于深层淤泥、淤泥质土、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等， 加固效果明显，施工简便、造价低廉和 施工工期短等优点。它能有效减少总沉 降量和侧向位移。但是也存在局限性。 根据应用情况在使用该技术时应注意以 下问题： 1) 地基加固深度不宜太深，通过 经济技术比较后一般加固桩长宜控制在