《高速铁路路基施工与维护（第3版）》课件 任务2-6深层搅拌桩施工工艺膨胀土一

深层搅拌桩施工工艺学习目标：1、掌握膨胀土的特殊性质，根据具体条件能够合理选择膨胀土路基基底的加固方式；2、掌握深层搅拌桩的施工方法及质量控制要点。2深层搅拌桩的概念3施工工艺4质量保证措施1膨胀土路基介绍

膨胀土是指土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有吸水膨胀、失水收缩变形特性的高塑性黏土。它是一种有特殊性质的黏土，特别是对含水率变化相当敏感，具有遇水膨胀、失水干缩的特性。这些特性主要是受其矿物组成成分控制，通常其组成含有较多的膨胀性黏土矿物（蒙脱石、伊利石)等,具有很强的吸水性,高塑性以及快速崩解和剧烈的膨胀性。按照土的自由膨胀率膨胀土可分为弱、中、强三级。膨胀土路基介绍PART1膨胀土对高速铁路路基的危害主要如下:(1）造成路基破坏（本体）。(2）对路基边坡稳定的破坏。(3）膨胀土地基本身的问题。路基胀缩开裂边坡胀缩开裂路基不均匀沉降(1）造成路基破坏。路基含水率的不均匀性会引起地基的不均匀胀缩，导致路基基底变形或开裂。膨胀土路基长期环境稳定含水率与施工控制含水率的不一致性宜导致路基发生变形或裂缝等病害。（路堤）(2）对路基边坡稳定的破坏。膨胀土坡面最易受大气风化营力的作用,干旱时蒸发开裂、破碎剥落，降雨时坡面冲蚀。膨胀土吸水饱和后甚至会产生破坏性极大的滑坡。（路堑边坡）(3）膨胀土地基本身问题也很多，对高速铁路路基最大的影响是胀缩变形造成地基的变形量过大及不均匀变形等问题，是控制设计和施工的关键问题，因此，膨胀土地区路基基底加固处理是非常重要的。（路堑路基面）

膨胀土地基处理方法的选择要考虑膨胀土的膨胀性强弱及是否有地下水的影响，通常可选用换土垫层、机械压（夯）实、堆载预压、砂井真空预压、砂石桩、灰土桩、水泥旋喷或深层搅拌形成的水泥土桩。

膨胀土层较厚时，应采用桩基，桩尖支承在非膨胀土层上或支承在大气影响层以下的稳定层上。

下面重点介绍水泥土搅拌桩法加固膨胀土地基方法。换土垫层深层搅拌桩砂井真空预压深层搅拌桩的概念PART2深层搅拌桩的概念

深层搅拌桩的适用范围深层搅拌桩的概念

水泥土搅拌法是用于加固饱和黏性土地基的一种方法。它利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理和化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。

根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌法（“湿法”）和粉体喷射搅拌法（“干法”)两种。

两种方法各有适应性和利弊：

湿法搅拌较均匀,易于复搅，但加固体硬化时间长，天然含水量过高时,桩间土多余的孔隙水需较长时间才能排除;

干法,虽搅拌均匀性欠佳,难于全程复搅，但水泥硬化时间短,且在一定程度上可降低桩间土的含水量,在一定范围内可提高桩间土的强度。干法湿法水泥浆搅拌法施工动画粉体喷射搅拌法施工动画

水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点:

①最大限度地利用了原土，减少污染:

②搅拌时无振动、无噪声和无污染,可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小;

③根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式;

④与钢筋混凝土桩基相比,可节约钢材并降低造价。水泥土搅拌桩的适用范围

可用于加固膨胀土地基、正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土地基。

注意：当天然含水率过大（>70%)或过小(<30%)或PH<4时均不适用干法；冬季施工注意温度影响。

经验表明，水泥土搅拌法对于含有高岭石、蒙脱石的膨胀性软土地基加固效果较好。施工工艺PART2

深层搅拌法的机械设备包括深层搅拌机和配套设备两部分。深层搅拌机搅拌器和集料斗

深层搅拌机是进行深层搅拌施工的关键机械。目前，国内外有中心管输浆方式和叶片喷浆方式。

叶片喷浆式是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出,让水泥浆与土体混合均匀。这对于大直径叶片和连续搅拌是合适的；但其喷浆孔小,易被浆液堵塞，只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂,且加工制造较复杂。

中心管输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出,这对干叶片直径在1.0m以下时，并不影响搅拌均匀度，而且还可用多种固化剂、纯水泥浆、水泥砂浆,甚至可掺入工业废料等粗粒固化剂。施工工艺1定位3制备水泥浆5重复上下搅拌7移位2预搅下沉4提升喷浆搅拌6清洗施工注意事项①施工场地平整，清除障碍物；②由于上覆压力较小，水泥搅拌桩在顶端搅拌质量较差，场地平整标高应比设计标高高0.3-0.5m；③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，桩径偏差不得大于4%，成桩直径和桩长不得小于设计值；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桩试验确定搅拌桩的配比等各项参数和施工工艺；⑤制备好的浆液不得离析，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30s,使浆液完全到达桩端。特别是设计中考虑桩端承载力时,这点尤为重要；⑦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；⑧通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的，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.待恢复供浆时再喷浆提升;若停机超过3h,为防止浆液硬结堵管、先拆卸输浆管路,并清洗干净；⑩壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h；⑪搅拌机凝浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm,时间记录误差不得大于5s。质量保证措施PART3质量保证措施1、认真检查到场的每批水泥，发现硬结或货单不符者不得签收。水泥按有关规定及时送检质量保证措施2、经常进行设备技术指标检查A钻头直径B钻杆长度C浆泵质量保证措施3、随时抽查施工记录、喷浆量、喷浆提升速度、钻进深度、钻杆垂直度、桩位误差等，发现问题及时改正。上述指标均应符合设计、有关规范的规定及试桩结果。质量保证措施4、水泥浆液配制严格按照水泥掺入比和水灰比进行。配制好的水泥浆在使用前要不停搅拌，如果因机械或停电等原因2小时内不能使用，不得再继续使用质量保证措施5、喷浆过程因故中断，重新开始时，须钻进至中断面以下0.5米方可继续喷浆提升质量保证措施6、