水泥搅拌桩在软土地基中的设计与施工.pdf

第 3 6卷 第 1 8期 9 2 2 0 1 0年 6月 山 西 建 筑 shanxi archi teui uri v0 1 3 6 no 1 8 j u n 2 0 1 0 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0 j 1 8 0 0 9 2 0 2 水泥搅拌桩在软土地基 中的设计与施工 欧阳志峰 摘要： 通过具体的工程实例， 介绍了水泥深层搅拌桩在软土地基加固处理 中如何选用设计参数和利用岩土勘察资料进 行设计， 并阐述 了施工中主要施工工艺以及有效控制成桩质量的关键事项， 以指导实践。 关键词： 水泥深层搅拌桩， 软土地基， 施工工艺， 检测 中图分类号 ： t u4 7 2 文献标识码 ： a 1 工程概 况 1 1 z 4 r _ 简介 广州动车组检修基地工程位于广州市番禺区， 拟修建一、 二 级检修库、 三级检修库、 四、 五级检修库、 不落轮镟库等。库房区 原地貌大部分是水塘、 水沟， 属于珠江三角洲海陆交互相沉积平 原地貌单元， 地形平坦， 库房内软土地基必须进行加固处理， 选用 深层水泥搅拌桩加固处理方案。 1 2工程地质条件 淤泥 ， 灰黑色， 流塑 ( 表层有 0 5 r n左右为种植土) ， 厚度 3 9 m1 4 r n ， 地基承载力特征值 =6 0 k p a ； 粉质 黏土 ( 局部 有此层土) ， 灰黑色、 黄褐色、 软塑， 厚度 0 m4 5 r n ， 地基承载力 特征值 厶 =1 2 0k p a ； 粉质黏土， 浅黄色、 硬塑， 厚度0m-5 5m， 地 基承载力特征值 厶 =1 5 0 k p a ； 粉细砂( 局部有此层) ， 厚度 0 m 5 6 m， 地基承载力特征值 =1 0 0 k p a ； 1 泥质粉砂岩， 浅红 色 ， 全风化， 厚度 0 m9 3 i n ， 地基承载力特征值 f o k =3 0 0 k p a ； 2 泥质粉砂岩 ， 浅红色 ， 强风化 ， 厚 度 1 2 m2 4 in， 地基 承载力 特征值 f o k =3 0 0 k p a ； 3 泥质粉砂岩， 浅红色， 弱风化， 厚度 6 m 8 3 m， 地基承载力特征值 f a=5 0 0 k p a 。 2方案设计 2 1 设计参数 1 ) 水泥掺入比大于 1 2 ； 2 ) 室内配合比设计 ： 7 d无侧限抗压 强度： 0 8 mp a ， 2 8 d无侧限抗压强度： 吼1 6 mp a ， 9 0 d无 侧 限抗压强 度 ： 吼2 4 mp a ； 3 ) 现 场质量检 测 ： 2 8 d取芯强 度 ： rz s i 0 8 mp a ， 9 0 d 取芯强度： rg o 1 2 mp a ， 单桩竖向力特征值 r a 1 0 0 k p a ， 轨道基础下其复合地基承载力特征值 1 5 0 k p a ， 地 面下其复合地基承载力特征值 厶 8 0 k p a 。 2 2 单桩竖向承载力标准值的设计 搅拌桩单桩竖向承载力标准值取决于桩身强度和地基土情 况， 一般应通过现场单桩荷载试验确定。无试验资料时， 根据 j g j 7 9 9 1 建筑地基处理技术规范， 单桩竖向承载力标准值可按下列 两式计算 ， 取其中较小值： 磁 ：】 2 ， ( 1 ) =g 口 u + ( 2 ) 其中， 为单桩竖向承载力标准值； 7 为强度折减系数， 取 r = 0 5 ； 口 口为桩周土的平均摩擦力， 根据该工程地质勘察资料及其他 相关资料， 填砂土取 7 k p a ， 淤泥土取 8 k p a ， 粉质黏土取 1 4 k p a ； a 为桩的截面面积， 本工程采用直径为 50 c i n的桩， a p ：0 1 9 6 3 m 2 ； 为桩身周长， 本工程为0 5 7 t =1 5 7 1 m； z为桩长； 口为桩端天 然地基土 的承载力折减系数 ， 取 a=0 5 ； 为桩端天然地基土 的 承载力标准值， 根据其地质勘察资料， 持力层粉质黏土 =1 9 0 k p a ； 根据其相关实践试验资料， 取 厶 =1 5 mp a 。 2 3 水泥搅拌桩复合地基承载力标准值设计 根据j g j 7 9 9 1 建筑地基处理技术规范， 搅拌桩的承载力按 下式计算 ： 竹 ， f o p ， = + ( 1 一m) ， ( 3 ) p 其中， 为复合地基承载力设计标准值 ； m为面积置换率， 根据桩的问距和布设情况， 计算取值约为 2 0 ； 为桩间土承载 力折减系数， 取 =0 7 ； f o 女 为桩问天然地基土平均承载力标准 值， 根据该工程勘察地质资料及其他相关资料 ， 填砂土取 7 0 k p a ， 淤泥取 5 0 k p a ， 粉质黏土取 1 9 0 k p a 。 3 施 工工 艺 3 1 施 工 步骤 1 ) 测量放线。a 根据总平面图所标示的曲线参数， 用全站仪 测量定位一、 二级检修库控制线。b 根据控制线做护桩， 根据报 验的桩位图放出桩位， 并打入竹签。c 测量人员必须持证上岗， 测量仪器要 满足 精度要 求 ， 并有鉴定 标签 。测量 实行换手 复测 ， 技术负责人审核， 并上报监理阶段测量成果_ 1 j 。2 ) 施工工艺。原 地面清表处理一测量放样一钻机就位一送风， 启动自动记录仪一 钻进至设计深度一喷粉、 搅拌、 提升钻头一提升至原地面一钻进、 喷粉至 1 3桩长处停止喷粉、 搅拌至设计深度一提升并搅拌至桩 顶一钻机移位， 进行下一根桩施工。3 ) 桩机就位【 2 l 。使搅拌机到 达指定桩位对中， 并保持桩机底座水平。以桩机两侧的两个线锤 校正机架垂直度， 控制垂直度偏差不超过 1 。4 ) 钻进及送粉。 启动钻机， 钻头正转 ， 待搅拌钻头接近地面， 启动自动记录仪， 空 压机送气， 钻至设计深度， 关闭送气阀门， 打开送料阀门， 喷送加 固粉料。判别钻机是否进入持力层的方法： 由钻机钻到最深处时 的下钻速度和电流表的读数来判定 ， 下钻速度 0 5 r n mi n ， 电流值 是额定电流值的 1 2 5 以上。5 ) 搅拌喷粉。继续喷粉、 钻头反转 搅拌提升至桩顶 ， 在钻进、 复搅、 复喷至 1 3桩长处， 停止喷粉， 钻 至设计深度， 再提升、 搅拌至原地面。6 ) 进行下一根桩的施工。 3 2施 工设备 设备选用 p h - 5型深层搅拌桩机， 主机有 2个液压底盘和 4个液压支腿， 可通过铅垂线和水平尺检查调整 4个液压支腿来 保证搅拌桩机的垂直度。成桩直径： 标准5 0 0 n l r r l ， 最大 6 0 0 mm； 生产能力 ： 每台班完成加固体 4 0 m3 5 0 m 3 ， 最大加固深度 1 8 r ll 。 3 3施 工控制 项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工， 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、 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 2 2 3 作者简介： 欧阳志峰( 1 9 8 1 一) ， 男 ， 硕士 ， 助理工程师 ， 广州市广州铁路集 团公司广州动车组检修基地工程建设指挥部 ， 广东 广州5 1 0 0 0 0 第 3 6卷 第 1 8期 2 0 1 0年 6 月 山 西 建 筑 s hanxi arch i te h ri v0 1 3 6 no 1 8 j u n 2 0 1 0 9 3 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0) 1 8 0 0 9 3 0 2 湿 陷 性 黄 土 地 基 处 理 刘 仁旺 摘 要： 分析了湿陷性黄土对基础病害产生的原因和防治办法， 对处理黄土湿陷对基础影响的工程应用进行了探讨， 指 出在建筑施工过程中必须重视对不良软弱地基的加固和处理， 以避免建筑物产生不均匀沉降。 关键词 ： 黄 土湿陷， 地基处理 ， 加 固， 不 均匀沉降 中图分类号 ： t u4 7 5 3 文献标识码 ： a 1 概 述 在我国华北广大黄土地区， 黄土一个显著的特点是在天然状 态下， 未受水浸湿的黄土具有较高的强度， 较小的压缩性 ， 但当遇 水浸湿后， 由于黄土大孔隙结构的破坏， 产生了湿陷变形。 黄土的湿陷性和它本身所具有的大孔隙结构及其所含的易 溶盐等化学物质成分有关。大孔 隙结构的四周 由于有可溶盐浓 缩所形成的胶结物质的存在 ， 增强了土粒间抗滑移的能力， 阻止 了土体在上覆自重压力下的压密。另外 ， 由于碳酸钙等物质的胶 结作用 ， 使颗粒问的联结强度增加， 因而在天然含水量状态下， 未 受水浸湿的黄土具有较高 的强度 ， 较小 的压缩性 。但 当黄土受 水 浸湿后 ， 结合水膜增厚， 结合水联结消失 ， 颗粒四周的胶结盐类也 溶于水中， 因此颗粒问联结强度降低， 在上部建筑物荷重作用下， 大孔 隙结构 破坏 ， 颗粒 滑 向大 孑 l 隙 ， 孔隙体 积减小 ， 土体被压 密 ， 黄土则出现了湿陷变形。这种土质的基础处理与其他土质相比， 施工难度大， 进度慢， 情况复杂， 耗用时间长， 特别是大面积的土 质夯填及水利坝体处理。 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l 3 j 。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。水泥搅拌配合 比： 水灰 比0 4 5 0 5 0 、 水泥掺量 1 2 、 高 效减水剂 0 5 。采用二喷四搅工艺， 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。 4 质量检测 水泥搅拌桩成桩 7 d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 ( n1 0 ) 与水泥土强度对 比关系来看， 当桩身 1 d龄期的击 数 n1 0 1 5击时， 桩身强度已能满足设计要求； 或者 7 d 龄期的击 数 n 0 3 0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 4 m。水泥搅拌桩成桩 2 8 d 后 ， 用钻孔取芯的方法检 2 现有地基处理方法存在的问题 1 ) 有的工程未能因地制宜的采用合理的处理方法。比如： 饱 和软黏土地基不宜采用振密、 挤密法加固。和其他的方案进行比 较， 采用的不是很好 的方法， 更不是最好 的方法 ， 造价高和工期 长。地基处理应根据工程实际情况指定方案。2 ) 施工设备的配置 影响地基处理质量。3 ) 地基处理的实际效果跟不上理论效果。现 在对地基处理的方法很多， 但是从处理的效果上看， 有的就很差。 3 施工现场地基处理采取的方法 3 1 强夯 法 强夯法又叫动力固结法。是利用起重设备将 8 0 4 0 0 k g 的重锤起吊到 1 0 m-4 0 m高处， 然后使重锤 自由落下 ， 对黄土地 基进行强力夯击， 以消除其湿陷性， 降低压缩变形， 提高地基强 度， 但强夯法适用对地下水位以上饱和度 s ， 46 0 的湿陷性黄土 地基进行局部或整片处理 ， 可处理的深度为 3 m1 2 m。 施工要点 ： 施工前应试夯， 确定有关技术参数 ， 如夯锤的重 量 、 底面直径及落距、 最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量； 查其完整性、 桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。 5 结 语 水泥深层搅拌桩加固处理软土地基效果显著 ， 经处理后地基 固结了软土， 增大了粘聚力， 复合地基的强度得到了提高， 可以取 得较好的经济效益。 参考文献： 1 张震， 张春会， 林同祺 水泥搅拌桩在软土地基 中的应用 j 勘察科学技术， 2 0 0 6 ( 5 ) ： 4 0 4 2 2 孔繁林， 刘向杰 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制探讨 j 科技信息， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 2 2 3 3 王晶 广 州科 学城 软基 处理 方法 j 山 西建筑 ， 2 0 0 6 ， 3 2 ( 1 7 ) ： 9 6 9 7 4 连忠灿 深层 水泥搅 拌桩在 福 州市港 头 泵站 地基 处理 中的 应用 j 引进与咨询， 2 0 0 6 ( 9 ) ： 4 9 5 2 5 龚龙刚 ， 朱晓龙 水泥搅拌桩 处理地基现 场试验研 究 j 山 西建筑 ， 2 0 0 8 ， 3 4 ( 3 ) ： 1 2 6 1 2 7 the d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f c e m e nt m i xi n g pi l e i n s o f t s o i l f o u n da t i o n ouyang z h i - f e n g ab s t r a c t ：c o mb i n e d wi t h p r a c t i c a l wo r k t h e s e l e c t i o n o f d e s i g n p a r a me t e r s a n d t h e u t i l i z a t i o n o f g e o t e c h n ic a l e