深层水泥搅拌桩在建筑工程软基处理中的施工应用及检验.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文深层水泥搅拌桩在建筑工程软基处理中的施工应用及检验深层水泥搅拌桩在建筑工程软基处理中的施工应用及检验 摘要:通过工程实践表明，深层水泥搅拌桩在确保施工质量的前提下，其处理软基加固是可行。文章讲述了深层水泥搅拌桩的形成机理，介绍了建筑工程中应用深层水泥搅拌桩加固软土地基的设计和施工过程以及质量检验。 关键词：深层水泥搅拌桩软土施工 中图分类号：TV42文献标识码： A 一、引言 深层水泥搅拌桩施工技术是将水泥、石灰等材料作为主固化剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和土体之间所发生的一系列物理化学反应，使软土硬化成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基的一种重要的地基处理方法。深层水泥搅拌桩适用于处理包括正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。加固深度主要取决于使用搅拌机的动力及地基反力。国内目前采用深层搅拌法的加固深度不宜大于20m,桩径不应小于500mm，国外加固深度可达50-60米。深层水泥搅拌桩用途广泛,主要用于形成复合地基、支护结构、防渗帷幕等。 深层水泥搅拌桩与其他施工方法相比较, 具有施工工期短、无公害、成本低等特点。这种施工方法在施工过程中无振动、无噪音、无地面隆起、不排污、不污染环境,对相邻建筑物不产生有害影响,具有较好的综合经济效益和社会效益。该方法作为一种良好的软土地基加固技术在广东地区软土地基处理中得到了广泛的应用，常用于建筑、公路、桥梁等工程基础施工中。 二、深层水泥搅拌桩的形成机理 水泥的水化反应:当水泥与软土搅拌后，水泥中的硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸三钙（C3 AF）等遇到土中的自由水发生水化反应，形成各种硅铁、铝质水溶液，此时；水泥中的石膏吸收大量的水分，如果土中水充分是溶于水的水化物游离出来，水泥颗粒继续发生水化反应形成凝状体，消耗掉土中的水分，从而增加土的粘结力。如果土中水泥掺量较多且土中水分较少；就会有部分水泥颗粒不能够水化，非但不能起到固化剂的作用，而且因水泥过量还会影响强度，所以，水泥剂量应根据土质的天然含水量、液塑限指数及颗粒分析进行试验后决定。 粒子交换作用：由于钾盐、钠盐一般都有溶于水的性质，水泥水化后生成的Ca+2、K +、Na+交换后生成不溶于水的沉淀物并吸附在土颗粒表面形成较大的粘土团，同时水泥水化形成的胶凝粒子的表面积大于原水泥那颗粒的表面积，产生强烈的吸附作用，使大的土团颗粒同样生成具有蜂窝结构状的水泥土。 碳酸化反应：水泥水化物中的氢氧化钙吸收水中和空气中的二氧化碳生成不溶于水的碳酸钙，使软土固化并形成强度，反应式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。目前水泥搅拌桩的加固材料均已32.5Mpa水泥为主要材料，水泥剂量不低于15%（水泥质量/干土质量），根据所加固的软土地质情况及含水量大小适当外掺减水剂、增强剂或粉煤灰，材料反应原理类同，改变混合料的和易性及提高桩体强度。地下软土中有硫酸盐含量较高时对水泥强度的影响问题：当硫酸盐含量较高时；对水泥有侵蚀破坏作用，因为硫酸根（SO4+）与水泥具有碱性固态的水泥石中的水化铝酸三钙（C3A）、水化铝酸四钙（C4A）发生反应，形成铝酸钙结晶或石膏结晶，两种结晶现象会导致水泥内部产生膨胀作用反而降低水泥搅拌桩的强度。 三、工程概况 1、地质条件 该工程位于广东省某市，占地面积4761m2 的单层地下停车库,现浇钢筋混凝土框架结构,车库顶为绿化广场。据钻孔揭露,场地上覆土层自上而下分别为人工填土层,层厚0.35m1.50m;耕植土层, 层厚0.3m1.20m; 可塑状粘土、粉质粘土层, 层厚0.5m3.35m;淤泥质粉、细砂层,层厚0.3m2.0m;淤泥、淤泥质土层,层厚0.4m5m;软塑状粉质粘土层,层厚0.3m2.55m;可塑状硬塑状粉质粘土层,层厚2.5m4.0m;残积土层,整个场区均有分布,为硬塑状粉质粘土和硬塑状砂质粘性土组成。层面埋深在10m以下。该场区地下水pH值为5.6,对混凝土结构及其中的钢筋具弱腐蚀性。 2、基础设计 该楼占地面积4761m2,基础设计为筏板基础,基础下的软土地基采用深层搅拌法进行加固处理, 形成深层水泥搅拌桩复合地基,使之满足上部结构物承载力和基础沉降的要求。设计要求为:复合地基承载力特征值:fspk90kpa(龄期30d时);复合地基总沉降量:s100mm (工后沉降量s18mm); 复合地基沉降差:15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N1030击时，桩身强度也能达到设计要求。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1组试件做3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%。如果某段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；如果不合格率为10%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。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。 3、单桩承载力检验和复合地基承载力检验 载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5%1%，每个标段不应少于3点。采用慢速荷载维持法做单桩静载荷试验和单桩复合地基静载荷试验，确定单桩承载力和符合地基承载力。 结束语： 深层水泥搅拌桩处理软土地基在工程建设中已被广泛应用，但水泥搅拌桩属于隐蔽工程，所以必须严格按预定的方案做好每一个环节的质量控制工作，否则一旦不合格桩体被建筑物覆盖便造成质量隐患很难予以补救。根据软土具体的类型，提出与之相应的