《湿喷桩法加固软土地基》ppt讲稿

1、湿喷桩法加固软土地基一定义 湿喷桩是深层搅拌法的一种，是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴常用方法，它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥浆强制搅拌，利用水泥和软土产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳稳定性和一定强度的优质复合地基。二工程案例南京至太仓高速公路南京至常州段NC-JT1-1合同段全长3km，用湿喷桩处理软土地基段落长度629m，计用23113根，桩长253102延米，湿喷桩直径为50cm，间距为1.2 m 2.0m，桩长在5.0 m 15.5m之间，桩位平面置呈正三角形（梅花形）。 宁常高速公路标地处沿海、沿江、江淮之

2、间的水网地区，穿越软弱土地段占全长的1/4，软基处理的好坏，直接影响到路基的稳定性、整体工程的运营质量及工程的经济性，因此控制湿喷桩施工质量的意义重大。三加固机理湿喷桩加固软土地基实际上就是水泥加固土的过程，即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成复合地基的过程。它的过程与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料中进行水解和水化作用，所以凝结速度较快，而在水泥加固土中，由于水泥掺量很小，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性介质土的围绕下进行，所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土缓慢。文件来自地基处理第二版，作者同济大学叶书麟3.1水泥的水解和水化反应 湿喷桩

3、施工是首先将水泥拌和成水泥浆，水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后，再和软土中的水继续进行水解和水化反应，生成钙质化合物，这是形成复合地基强度的主导因素。 3.2粘土颗粒与水泥水化物的作用 当水泥中的各种水化物生成后，一部分自身继续硬化，形成水泥骨架；另一部分则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。 3.2.1离子交换和团粒化作用 粘土中的化合物表面带有各种离子，它们和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换，从而提高土体强度；又由于软土本身具有胶凝性，再和水泥水化作用形成的凝胶粒子结合起来，形成水泥土坚固联结的团粒结构，使水泥土的强度大大提高。 3.2.2凝硬反应 随水泥水化作用生成

4、的钙离子超出交换所用的数量时，这部分钙离子就与组成粘土的化合物反应，生成许多不溶于水的结晶化合物并逐渐硬化，同样大大的增强了水泥土的强度和水稳性。 从上述水泥加固土的原理可以看出，使水泥土保持足够的强度，一要有相应数量的水泥，二是必须使水泥与土充分接触，即用机械充分拌和水泥和土。这为湿喷桩施工指明了控制要点。4、碳酸化作用 水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不容于水的碳酸钙。这种反应也能使水泥土增加强度，但增长的速度较慢，幅度也较小。 从水泥土的加固机理分析，由于搅拌机械的切削搅拌作用，实际上不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团。在拌入水泥后将出现水

5、泥浆包裹土团的现象，而土团间的打孔隙基本上已被水泥颗粒填满。所以，加固后的水泥土中形成一些水泥较多的微区，而在大小 土团内部则没有水泥。只有经过较长的时间，土团内的土颗粒在水泥水解产物渗透作用下，才逐渐改变其性质。因此，在水泥土中不可避免地会产生强度较大和水稳性较好的水泥石区和强度较低的土块区。两者在空间相互交替，从而形成一种独特的水泥土结构。可见，搅拌越充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均匀，则水泥土结构强度的离散性越小，其宏观的总体强度越高。四、施工参数 1.深层搅拌机机械的灰浆泵的输浆量2.灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间3.起吊设备提升速度4、现场工艺性试桩为更科学的指导施工，

6、严格控制湿喷桩施工质量，在正式施工前，必须进行工艺性试桩，其目的是：a. 验证室内配合比。符合设计要求后方能使用。b. 掌握下钻、提升的困难程度，选择合理的技术措施。c. 确定钻头进入硬土层电流变化程度。d. 确定水泥浆液密度。e. 确定合适的输浆泵的输浆量。f. 掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等参数。g.了解施工中冒浆情况及采用下沉喷浆和提升喷浆的不同效果。h,确定搅拌的均匀性 现场工艺性试桩一般应在10根左右，在条件受限时，每种配合比不得少于2根；试桩施工段落最好选择在地质最差段落，以利于更好的控制后续施工。5.泥土的掺灰量：(1)掺灰重量百分比掺灰量=

7、参加的水泥重量/被加固的软土重量(2)按“千克/每立方体积”计掺灰量掺灰量=参加的水泥重量/被加固的软土的体积(3)按”千克每米桩长”计掺灰量掺灰量=参加的水泥重量/每米桩长设计参数及要求(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；平整原地面五、施工工艺流程放线定桩位钻机定位下钻喷浆至设计深度边搅拌边提升至桩顶（地面以下25cm）处停止搅拌全程复拌一次（如整桩设计浆量还有剩余，应在复搅中继续喷完）钻机移位提升至地面（关机）1.平整场地。 使起吊设备保持水平2.测量放线定位，机器定位。

8、起重机（或搭架）悬吊搅拌机到大制定桩位对中。对中双向调整钻机垂直度。3.下钻。待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可有电机的电流检测表控制。如果下沉速度太慢，可此那个输浆系统补给清水以利钻进。 4. 浆液配制。 严格控制水灰比，加水应经过核准的定量容器。水泥浆必须充分拌和均匀，检测其密度并记录。5. 钻进喷浆、复搅提升开动浆泵，将经过过滤的水泥浆送至搅拌头，开始钻进喷浆，钻进喷浆采用设计桩长和电流突变（进入持力层）双控。在钻进过程中保持连续喷浆；钻进至设计深度或持力层后原地喷浆搅拌30秒后，开始提升复搅，复搅原则上为桩身全长，如

9、无法进行全程复搅，应上报监理工程师批准。复搅过程中，应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆。6、清洗 向集料斗中注入适量的清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。7、移位 机器移位，重复以上操作，进行下一根桩的施工。六、施工准备1、施工现场准备 进行湿喷桩施工的场地，必须按照设计要求的标高进行平整，清除一切障碍物、杂物。2、施工机械准备 湿喷桩施工机械必须选用配有全自动电脑记录仪的定型产品，施工前必须经当地计量部门检验标定并铅封；钻机导向架内外侧都必须标有醒目的刻度（由上而下1m标一个刻度），以便施工时随时观察下钻深度；钻机导向架中间挂有能反应

10、钻机垂直度的标线；每台桩机必须配备明示标牌，标明施工技术要求、桩机资料、施工配合比等；施工现场必须同时配备能测量泥浆比重的比重计。3. 施工物资准备 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

11、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。4. 场库存必须满足施工2天的经过检验合格、质量稳定的大型厂家生产的水泥和石膏粉。七、施工注意事项、（1）、根据实际施工经验，湿喷装（水泥土搅拌法）在施工到顶端0.30.5m范围时，因上覆压力较小，搅拌质量较差。因此，其场地平整标高应实际确定的基底标高在高出0.30.5m，桩制作时仍施工到地面，待开挖基坑时，再将上部0.30.5m的桩身质量较差的桩段挖去。而对于基础埋深

12、较大时，取下限，反之，取上限。（2）、搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%，桩位布置偏差不得大于50mm，成桩直径和桩长不得小于设计值。（3）、搅拌头翼片的枚数，宽度，与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数，提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。（4）、施工前应确定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装实验，确定搅拌桩的配比等各项参数和施工工艺。（5）、制配好的浆液不得离析，泵送必须连续，（6）、为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30秒，使浆液完全到达桩端。（7）、预搅下沉时

13、，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。（8）、通过复喷的方法达到桩身强度为变参数的目的，搅拌次数以1次喷浆2次搅拌或2次喷浆4次搅拌为宜，且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升，当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。（9）、施工时因故停浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时在喷浆提升，若停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥善清洗。10）、壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24小时，如因特殊原因超过上述时间，应对最后一根桩先进行空钻留出榫头以待下一批搭接，如间歇时间较长，与第二根桩无法搭接

14、，应在设计和建设单位认可后，采取局部补桩或注浆措施。 八、施工检验与评定项次 检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1桩距（mm）+或-100抽查2%12桩径（mm）不小于设计抽查2%23桩长（m）查施工记录34竖直度（%） 1.5查施工记录15单桩灌浆量符合设计要求查施工记录26强度(kpa)不小于设计抽查5%3注：应在桩体三等分段各钻取芯样一个，一根桩取三个试块进行强度测试文件来自公路工程质量检验评定标准20051. 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1.4米)、150 KPa （间

15、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%。2、水泥土搅拌桩应在成桩后7天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判断桩身强度，检验桩的数量应不少于以完成桩数的2%。常见问题发生原因处理方法预搅下沉困难，电流值高，电机跳闸1.电压偏低2.土质硬，阻力太大3.遇大石块，树根等障碍物1.调高电压2.适量冲水或浆液下沉3.挖除障碍物搅拌机下不到预定深度，但电流不高土质粘性太大，搅拌机自重不够增加搅拌机自重或开动加压装置喷浆未到设计桩顶面（或底部桩端）标高，集料斗浆液已