软土地基处理-用化学加固法进行地基处理

项目2路基地基处理

任务4化学加固法化学加固法(chemialstabilization)是指利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，通过压力灌注压入、机械搅拌或高压喷射等方式，使浆液与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。定义：一、高压旋喷桩高压旋喷桩是利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水压喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到加固。1.适用条件旋喷桩适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固。可用于既有建筑和新建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。2.高压旋喷桩的特点能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍的大直径固结体；可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体；施工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；设备较简单、轻便，机械化程度高；料源广阔，施工简便。3.高压旋喷桩施工方法分类高压旋喷施工法有单管法、二重管法、三重管法和多重管法四种。单管法一般用于软土地基加固以增加软土地基承载力，二重管法及三重管法常用于咬合桩防水帷幕等工程，特别在城市地铁工程地下车站进、出口处施工防水、基础加固效果明显。3.高压旋喷桩施工方法分类当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。4.旋喷桩施工

（1）旋喷桩施工主要机具设备主要机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门接头安全设施等。4.旋喷桩施工（2）施工工艺流程图施工时，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。4.旋喷桩施工引孔钻机就位钻进成孔换浆清渣清孔回灌搬迁移钻开孔检查启动空压机送风启动高压泵送水试喷检查插入高喷管浆液配制泵送高喷作业观察高喷参数孔内保持满浆测放桩位4.旋喷桩施工（3）旋喷桩施工1）场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。4.旋喷桩施工4.旋喷桩施工2）桩位放样施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。4.旋喷桩施工4.旋喷桩施工3）修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生10~20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。4.旋喷桩施工4）试桩旋喷桩施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数，试桩数量不少于3根。4.旋喷桩施工5）钻机就位钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.3%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。4.旋喷桩施工4.旋喷桩施工6）引孔钻进钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。4.旋喷桩施工7）拔出岩芯管、插入注浆管引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。4.旋喷桩施工8）旋喷提升当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。4.旋喷桩施工钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。4.旋喷桩施工9）钻机移位旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。4.旋喷桩施工4.旋喷桩施工4.旋喷桩施工5.施工质量控制及检测（1）质量标准及检查措施1）旋喷桩施工技术标准

旋喷桩施工技术检查表序号项目名称技术标准检查方法1钻孔垂直度允许偏差≤1.5%实测或经纬仪测钻杆2钻孔位置允许偏差50mm尺量3钻孔深度允许偏差±200mm尺量4桩体直径允许偏差≤50mm开挖后尺量5桩身中心允许偏差≤0.2D开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径6水泥浆液初凝时间不超过20小时7水泥土强度≥1.2MPa。试验检验2)施工检查内容施工前检查

在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；②浆液配合比是否合适工程实际土质条件；5.施工质量控制及检测③机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；④检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于3孔，必要时调整喷射工艺参数；5.施工质量控制及检测⑤施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求；⑥施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。施工中检查

施工中重点检查内容有：①钻杆的垂直度及钻头定位；5.施工质量控制及检测②水泥浆液配合比及材料称量；③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量；⑤孔位处的冒浆状况；⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；5.施工质量控制及检测⑦施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。施工后检查

施工后主要对加固土体进行检查，包括：①固结土体的整体性及均匀性；②固结土体的有效直径；5.施工质量控制及检测③固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置；④固结土体的抗渗性。（2）成桩质量检查1）质量检验时间、内容施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。5.施工质量控制及检测2）质量检验数量、部位检验点的数量为施工注浆孔数的2%~5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。5.施工质量控制及检测3）检验方法旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。5.施工质量控制及检测（3）质量保证措施为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，采取适合的质量保证措施达到施工质量目标。1）放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。5.施工质量控制及检测

2）高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。

3）每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。5.施工质量控制及检测

4）施工现场配备密度计，每天量测浆液密度，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。

5）施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。5.施工质量控制及检测

6）严格控制喷浆提升速度，喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深重复喷射接桩，防止出现断桩。

7）高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。5.施工质量控制及检测

8）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。

9）引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。5.施工质量控制及检测

10）技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。5.施工质量控制及检测

11）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。

12）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。5.施工质量控制及检测项目2路基地基处理

二、水泥土搅拌桩水泥土搅拌法是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂的主剂，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，使软土硬结形成加固体，从而提高地基的强度和增大变形模量。加固体和天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载。地基加固1.水泥土搅拌桩复合地基的设计设计原理单桩容许承载力复合地基承载力下卧层地基强度验算沉降计算设计原理桩土共同承载

承载——

桩的承载力+桩间土承载力（折减）沉降——

桩范围的压缩+桩端以下土的沉降单桩容许承载力

及

式中——单桩容许承载力(kN)；

——水泥土90d龄期的抗压强度平均值(kPa)；

——桩的截面积(m2)——桩身强度折减系数，可取0.3~0.4；

——桩的周长(m)；

——桩周第i层土的容许摩阻力。对淤泥可取5~8kPa；对淤泥质土可取8~12kPa；对粘性土可取12~15kPa；

——桩周第i层土的厚度(m)；

——桩端天然地基土的承载力(kPa)；

——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4~0.6。

复合地基承载力式中——复合地基容许承载力(kPa)；

——桩间天然地基土容许承载力(kPa)；

——桩土面积置换率；

——桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时，可取0.5~1.0；当桩端为硬土时，可取0.1~0.4。下卧层地基强度验算

式中——假想实体基础底面压力(kPa)；

——基础底面积(m2)；

——假想实体基础的自重(kN)；

——假想实体基础侧表面积(m2)；

——假想实体基础侧表面平均摩阻力(kPa)；———假想实体基础边缘地基土的容许承载力(kPa)；

——假想实体基础底面积(m2)；

——假想实体基础底面经修正后的地基容许承载力(kPa)。沉降计算水泥土桩复合地基的变形包括：

水泥土桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形之和。桩群体的压缩变形值可根据上部结构、桩长、桩身强度等因素按经验取20~40mm。桩端以下未加固土层的压缩变形值可按分层总和法计算。2.水泥土搅拌桩的施工施工机械施工工艺

水泥掺量及外加剂

施工机械——

主机

2.水泥土搅拌桩的施工施工工艺

2.水泥土搅拌桩的施工2.水泥土搅拌桩的施工水泥搅拌桩（两喷四搅）施工工艺流程2.水泥土搅拌桩的施工水泥搅拌桩（两喷两搅）施工工艺流程（1）施工准备1.施工现场进行平整、碾压或夯实，以保证桩机定位移动，钻孔垂直。做好临时排水设施。2.测量放样定出桩位，每个桩点用石灰标识。3.钻机就位，同时采用或全站仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。4.制备水泥浆：按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗。

2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

（2）试桩试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应取地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验，水泥搅拌桩的抗压强度不小于设计。2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

（3）搅拌提升①预搅下沉至设计深度后，开动灰浆泵把水泥浆压入软土层中，以试桩确定的参数，均匀喷浆提升钻杆,边提升、边搅拌、边喷浆，使水泥浆与土体充分拌和。②为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻时应在桩底部喷浆停留30秒。2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

（4）重复上下搅拌、喷浆为使软土层与水泥浆搅拌均匀，用同样方法，进行二次搅拌下沉、提升喷浆，二次复搅施工完毕，填写施工记录。2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

（5）清洗①施工完成后，提升钻杆及钻头，进行低压射水清洗钻杆。②向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，管内、机内不留残存浆液。③将黏附在搅拌头的软土清洗干净。2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

（6）移位冲洗钻杆、喷嘴，整个作业结束，把钻机等机具设备移到下一根桩基。2.水泥土搅拌桩的施工作业要点

3.搅拌桩复合地基

设计与施工中的若干问题3.1设计中的若干问题3.2施工中应注意的有关问题3.1设计中的若干问题3.1.1设计参数的取值3.1.2桩的长度-桩径-桩身强度关系3.1.3置换率与桩长的选取3.1.4暗浜及回填土的处理

3.1设计中的若干问题3.1.1设计参数的取值3.1.1.1复合地基承载力3.1.1.2、、、等参数的影响因素

3.1.1设计参数的取值3.1.1.1复合地基承载力加固后的地基强度一般可比原地基土的提高20%~50%，故设计中不应将设计复合地基承载力取得过大，否则难以达到设计要求。3.1.1设计参数的取值3.1.1.2、、、等参数的影响因素

——

桩身强度折减系数（0.3~0.4）施工质量、土层情况、室内实验

——

桩周土的摩阻力

土层情况、工程经验

——

桩端土承载力折减系数（0.4~0.6）

土层情况、桩长、工程经验

——

桩间土承载力折减系数（0.5~1.0）

桩端土情况、工程经验3.1设计中的若干问题3.1.2桩的长度-桩径-桩身强度关系

桩的长度较长，相应的桩径应增加、桩身强度也应相应提高。

3.1设计中的