搅拌桩地基处理

1、地基处理深层搅拌法1 深层搅拌法适于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基 。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性，冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。 2 工程地质勘察应查明填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、含水量和有机质含量，地下水的侵蚀性质等。3. 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。加固土强度标准值宜取90d龄期试块的无侧限抗压强度。设计1.深层搅拌法处理软土的固化剂可选用水泥，也可选用其它有效的固化材料。固化剂的掺入量宜为被加固土

2、重的7%15% 。外掺剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节约水泥等性能的材料，但应避免污染环境。2.搅拌桩复合地基承载力标准值应通过现场复合地基荷载试验确定，也可按下式计算：fsp,k=m·Rkd/Ap + ·(1-m)fs,k (1)式中fsp,k 复合地基的承载力标准值；m 面积置换率；Ap 桩的截面积；fs,k 桩间天然地基土承载力标准值； 桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取0.51.0，当桩端土为硬土时，可取0.10.4，当不考虑桩间土的作用时，可取0；Rkd 单桩竖向承载力标准值，应通过现场单桩荷载试验确定。单桩竖向承载力标准值也可按下列二式计算

3、，取其中较小值：Rkd =fcu,kAp Rkd=qsUpl + Apqp 式中fcu,k 与搅拌桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm的立方体）的无侧限抗压强度平均值； 强度折减系数，可取0.350.50；qs 桩周土的平均摩擦力，对淤泥可取58KPa，对淤泥质土可取812KPa，对粘性土可取1215KPa；Up 桩周长；l 桩长；qp 桩端天然地基土的承载力标准值，可按国家标准建筑地基基础设计规范GBJ7-89第三章第二节的有关规定确定； 桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.40.6。在设计时，可根据要求达到的地基承载力，按(1)式求得面

4、积置换率m。3.深层搅拌桩平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处理形式。可只在基础范围内布桩。柱状处理可采用正方形或等边三角形布桩形式，其桩数可按下式计算：n=m·A/Ap (9.2.3)式中n 桩数;A 基础底面积。4.当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，可按国家标准建筑地基基础设计规范GBJ7-89的有关规定进行下卧层强度验算。5.搅拌桩复合地基的变形包括复合土层的压缩变形和桩端以下未处理土层的压缩变形。其中复合土层的压缩变形值可根据上部荷载、桩长、桩身强度等按经验取1030mm。桩端以下未处理土层的压缩变形值可按国家标准建筑地基基础设计规范GBJ

5、7-89的有关规定确定。6.深层搅拌壁状处理用于地下挡土结构时，可按重力式挡土墙设计。为了加强其整体性，相邻桩搭接宽度宜大于100mm。施工1.深层搅拌法施工的场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。基础底面以上宜预留500mm厚的土层，搅拌桩施工到地面，开挖基坑时，应将上部质量较差桩段挖去。2.深层搅拌施工可按下列步骤进行：1)深层搅拌机械就位；2)预搅下沉；3)喷浆搅拌提升；4)重复搅拌下沉；5)重复搅拌提升直至孔口；6)关闭搅拌机械。3.施工前应标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的

6、时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比和施工工艺。4.施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验方能使用。固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。配备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。5.应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.5%，桩位偏差不得大于50mm。6.搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。7.搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记

7、录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。质量检验1.施工过程中应随时检查施工记录，并对每根桩进行质量评定。对于不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。2.搅拌桩应在成桩7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%。3.在下列情况下尚应进行取样、单桩荷载试验或开挖检验：1)经轻便触探对桩深强度有怀疑的桩应钻取桩身芯样，制成试块并测定桩身强度；2)场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩荷载试验，检验其承载力；3)对相邻桩搭接要求严格的工程，

8、应在桩养护到一定龄期时选取数根桩进行开挖，检查桩顶部分外观质量。4.基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合规定要求，应采取有效补救措施。深层搅拌法适用于饱和软黏土、淤泥质亚黏土、新吹填土、沼泽地带炭土、沉积粉土等土层的建筑物基础加固，深层搅拌掺水泥格栅式挡墙作为深基坑支护，隔水帷幕，以及道路，港口基础的软土地基加固，土的承载力可由90Kpa提高到248Kpa。（一）施工准备1.材料（1） 深层搅拌法加固软黏土，宜选用525#以上普硅水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固强度，一般为加固土重的7%-15%， 每一立方米掺加水泥量约为110-160Kg用公式表示为：掺入比（%）=水泥重/被加固

9、的软土重×100%。（2） 改善水泥土性质和桩（墙）体强度，可选用木质素磺酸钙、石膏、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等外加剂，还可掺入不同比例的粉煤灰。（3） 深层搅拌以水泥作为固化剂，其配合比为水泥：砂=1：1-1：2，为增加水泥砂浆和易性能，利于泵送，宜加入减水剂（木质素磺酸钙），掺入量为水泥用量的0.2%-0.25%，并加入硫酸钠，掺入量为水泥用量的1%，以及加入石膏，掺入量为水泥用量的2%，水灰比为0.41-0.50，水泥浆稠度为1-14CM，能起到速凝早强作用。2.作业条件（1） 依据地质勘察资料进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥加固掺入比，确定搅拌工艺。（2） 依据设

10、计图纸，编制施工方案，做好现场平面布置，安排施工进度，布置水泥浆制备的灰浆池，有条件时将水泥浆制备系统安装在流动挂车上，便于流动供应，采用泵送浇筑时，泵送距离小于50米为宜。（3） 清理现场地下、地面及空中障碍物，以利施工安全。（4） 测量放线，定出每一个桩位。（5） 机械设备配置：深层搅拌机、起重机及导向、量测、固化剂制备等系统。（6） 劳动组织：每台深层搅拌机械组由12人组成。（7） 如施工现场表土坚硬，需要注水搅拌时，现场四周设排水沟及集水井。（二）操作工艺1.深层搅拌法水泥土固化原理及操作工艺（1） 利用水泥系作为固化剂通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软黏土与水泥浆强制拌和后，首先

11、发生水泥分解，水化反应生成水化物，然后水化物胶结与颗粒发生粒子交换，因粒化作用，以及硬凝反应，形成具有一定强度和稳定性水泥加固土，从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能，达到加固软土地基效果。（2） 深层搅拌两台电动机分别通过减速器，搅拌轴使搅拌头切削软土，并经中心管向地基土中压入固化剂，强制拌和成水泥土。2.深层搅拌法施工工艺特点：根据上部结构的要求，可布置成柱状、壁状和块状三种加固形式。柱（桩）状加固形式：每间隔一定的距离打设一根 搅拌桩。壁状加固形式：将相邻搅拌桩部分重叠搭接而成 。块状加固形式：纵横两个方向的相邻桩搭接而成。3.深层搅拌桩施工工艺（1） 定位对中（2） 预搅下沉（3

12、） 制备固化剂浆液（4） 喷浆搅拌提升（5） 重复搅拌（6） 移位4.壁状加固施工工艺流程：按柱状加固工艺，将相邻两桩纵向相垂搭接成行施工，相邻两桩搭距按设计需要确定。形状如“8”字型。5.块状加固施工工艺流程：按深层搅拌施工工艺将相邻的桩纵横搭接施工，即组成块状加固体，两行桩之间搭接距可按设计需要确定。（三）质量标准1.保证项目深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比，水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量，必须符合设计要求。检验方法：检查出厂证明、合格证试验报告及施工记录。2.基本项目（1） 深层搅拌桩的深度、断面尺寸、搭接情况整体稳定和墙体、桩身强度必须符合设计要求。检验方法：1）一

13、般成桩后两周内用钻机取样检验，开挖检查断面尺寸，观察桩身搭接情况及搅拌均匀程度，桩身不能有渗水现象。2）搅拌桩质量检验，使用轻便触探，根据触探击数判断各段水泥浆强度。（2） 现场载荷试验：用此法进行工程加固效果检验，因为搅拌桩的质量与成桩工艺、施工技术密切相关，用现场载荷试验所得到的承载力完全符合实际情况。（3） 定期进行沉降观测，对正式采用深层搅拌加固地基的工程，定期进行沉降观测、侧向位移观测，是直观检查加固效果的理想方法。3.允许偏差深层搅拌桩的质量允许偏差和检验方法应符合下表的要求。检查数量，按墙（柱）体数量抽查5%。项目 允许偏差（mm） 检查方法-桩体桩顶位移 10（20） 用尺量检

14、查桩（墙）体垂直度 0.5H/100 用测量仪器吊线和尺量检查- H为桩长度。（四）施工注意事项1.避免工程质量通病（1） 深层搅拌机应基本保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。（2） 深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。（3） 水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才浆水泥浆倒入料斗中。（4） 要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌1）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。2）严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。3）控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以

15、保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。（5） 在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉半米后再继续成桩。（6） 相邻两桩施工间隔时间不得超过12小时（桩状）。（7） 确保壁状加固体的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度时，原则上每一施工段要连续施工，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时（壁状）。（8） 考虑到搅拌桩与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此通常还可以对桩顶板-1.5M范围内再增加一次输浆，以提高其强度。（9） 在搅拌桩施工中，根据摩擦型搅拌受力特点，可采用变掺量的施工工艺，即用不同的提升速度和注浆速度

16、来满足水泥浆的掺入比要求。在定量泵条件下，在软土中掺入不同水泥浆量，只有改变提升速度，通过提升速度检测仪检测。2.主要安全技术措施（1） 深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不能中断，应经常检查进水和回水温度，回水温度不应过高。（2） 深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，负载荷太大及电机工作电流超过额定值时，应减慢提升速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重启动电机。（3） 深层搅拌机电网电压低于380V应暂停施工，以保护电机。（4） 灰浆泵及输浆管路1）泵送水泥浆前管路应保持湿润，以利输浆。2）水泥浆内不得有硬结块，以免吸入泵内损坏缸体，每日完工后，需彻底

17、清洗一次，喷浆搅拌施工过程中，如果发生故障停机超过半小时宜见拆卸管路，排除灰浆，妥为清洗。3）灰浆泵应定期拆开清洗，注意保持齿轮减速器内润滑油清洁。（5） 深层搅拌机械及起重设备，在地面土质松软环境下施工时，场地要铺填石块、碎石，平整压实，根据土层情况，铺垫枕木、钢板或特制路轨箱。3.产品保护深层搅拌桩施工完成后，不允许在其附近随意堆放重物，防止桩体变形。水泥深层搅拌桩施工控制总工办 深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。如何有效地控制深层水泥搅

18、拌桩的成桩质量，确保软基处理的效果应引起高度重视。1 试桩1 1深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。1 2深层搅拌桩施工是将搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也越低。 1 3不同地段具有不同的地质条件，为了克服盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不少于5根。试桩的目的是：（1）提供满足设计喷浆量的各种操作参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。如管道压

19、力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。（2）、验证搅拌均匀程度及成桩直径。（3）、确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量。（4）、确定该地质条件下，合理的工艺流程。（5）、确定进入持力层的判别方法。1 4 每个标段的试桩不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验可采取7天后直接开挖取出，或至少14天后取芯，以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。、施工准备2 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。2 2水泥搅拌桩应采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于

20、计量。使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。2 3水泥搅拌桩施工机械：（1）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。（2）、桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。 （3）、每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线。 （4）、在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。 （5）、钻头直径的磨损量不得大于1cm。 2 4水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能

21、，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。施工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。设计参数及要求(1)水泥掺入量>15；(2)室内配合比设计7d无侧限抗压强度：qu08MPa，28d无侧限抗压强度：qu16MPa，90d无侧限抗压强度：qu24MPa；(3)现场质量检测28d取芯强度：R2808MPa，90d取芯强度：R9012MPa，单桩承载力>210KPa，复合地基承载力>140 KPa (间距

22、1.4米)、150 KPa （间距1.2米）、>160KPa（间距1.0米）， 设计桩长为平均长度（从地面线算起），桩底应嵌入持力层50厘米左右。在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长以设计标高控制的现象，如在桩尖下尚留几米软土，根据科研成果，则会有较大的工后沉降量，由于排水不畅，预压很长时间也很难稳定，故实际施工桩长应按进入持力层控制。判别是否进入持力层的方法可由转机最深时的下砖速度和电流表的读数来判别，这两个参数是在工艺试桩时由监理确定，一般是下转速度0.5米/分，电流值是额定电流值的125%。5施工控制5 1项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过

23、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、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。5 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。5 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。54对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、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。55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，

24、以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。56水泥搅拌配合比：水灰比0.450.50、水泥掺量15、每米掺灰量不小于54kg、并宜掺加高效减水剂0.5。57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。58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。59施工时应严格控

25、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。510施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，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。511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

26、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 12 考虑到搅拌桩与上部结构的基础接触部分受力较大，因此通常还可以对桩顶板1.5M范围内再增加一次输浆，以提高其强度。6质量检验61检验方法611水泥搅拌桩成桩7天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(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度

27、也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。612水泥搅拌桩成桩28天后，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（宜取桩半径中心位置），送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三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11.5。613如果某段或某一桥头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；如果不合格率大于10小于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。614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。615在特大桥桥台或软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。6