水泥搅拌桩在工程地基处理中的应用实践
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水泥搅拌桩在软基处理中的应用摘要:水泥搅拌桩作为软基加固的一种有效方法,期间可以通过混凝土浇筑桩体的方式为建筑提供稳固的支撑,但由于软基的特殊性在水泥搅拌桩建设的过程中更加需要认真优化工艺流程已经施工建设技术,促使其能够为软基土质建设提供稳固性支撑。
本文将对水泥搅拌桩在软基处理中的应用进行分析。
关键词:水泥搅拌桩;软基;稳固性引言软基具有含水量大、承载力低等特点,因此为建设的过程中就需要切实通过相应工艺的优化处理,进而使得工程能够在良好承载力的情况下得到建设,而水泥搅拌桩作为较为环保的施工工艺,在施工建设的过程中具有良好的使用价值,因此以下将对水泥搅拌桩在软基处理中的应用进行分析:1水泥搅拌桩概述水泥搅拌桩采用水泥作固化剂,利用特殊的搅拌器,将水泥浆喷射到软土中,进行充分搅拌,使水泥与软土发生物理化学反应,固化硬结合形成具有一定整体性和强度的增强土体,提高软基土的变形模量和抗压强度;适于处理泥炭土、粉土、淤泥质土。
采用水泥搅拌桩加固软基,加固效果显著,并能较快地投入使用。
该加固装置结构简单、易操作、噪音小,已广泛应用于交通运输、港口软基处理等领域。
水泥搅拌桩的施工流程:桩位定位测量→桩机移位到桩位→桩基垂直度校正→预搅下沉→提升喷浆搅拌→重复下沉搅拌→重复提升搅拌。
注意每次喷浆搅拌前应计算好水泥和水的比例,制备水泥净浆。
1.1水泥搅拌桩的类型水泥搅拌桩依据施工工艺,可分为干拌和湿拌。
干制的主要原料是水泥干燥的粉体,分别喷出水泥粉体、水分,然后和软基土混合。
用该方法进行固化剂处理,可提高桩间强度,但水泥粉和软土搅拌不均匀。
湿法制浆是用水泥浆作为加固的主要材料,预配好的水泥浆,然后喷入软地基中,和土搅拌混合。
其优点是搅拌均匀,易于控制,但桩间土体过多孔隙水很难及时排出。
1.2水泥搅拌桩的加固机理混凝土搅拌桩方法:湿法制备软土本身为原料,采用水泥浆作固化剂,用钻头将水泥浆喷入软土地基,进行搅拌,使固化剂与软土发生物理化学反应,硬化成强度更高的水泥,从而提高软基承载力;干方法虽然是喷水泥粉,将水泥粉料、水和软土混合在一起,但其本质上也是通过水泥浆液加固软土,两者只在施工方法上不同。
浅议水泥土搅拌桩在实际运用中的效果与原因水泥土搅拌桩是一种常见的地基加固方法,适用于一些松软地层或者含水量较高的地区。
在实际运用中,水泥土搅拌桩具有良好的效果,主要原因如下。
首先,水泥土搅拌桩具有很强的承载力和抗剪强度。
水泥土搅拌桩的制作过程中,通过搅拌搅拌机将水泥和土壤充分混合,使两者相互渗透并形成一体化的结构。
由于水泥的硬化和固结作用,水泥土搅拌桩的整体强度较高,能够承受较大的荷载。
其次,水泥土搅拌桩能够改善地层的物理性质。
在施工过程中,搅拌桩对周围土壤施加剪切力,使土壤颗粒重新排列,并充分混合。
这样可以改善土壤的密实度、稳定性和排水性能,提高地层的荷载传递能力,使地基更加稳固。
再次,水泥土搅拌桩可以形成较好的抗水性能。
由于水泥固结作用的存在,搅拌桩能够有效地阻止地下水位的升高,减少水分的渗透。
同时,水泥固化后形成的混凝土钉可以有效地抵抗外界水流的冲刷,保护搅拌桩的稳定性和持久性。
此外,水泥土搅拌桩具有施工周期短、成本低的优点。
相比传统的灌注桩或者钻孔灌注桩,水泥土搅拌桩的施工速度更快,可以提高工期效率。
此外,水泥土搅拌桩工艺简单,不需要特殊设备,成本相对较低,对工程的投入较小。
然而,水泥土搅拌桩也存在一些局限性和不足之处。
一是对土壤材料的要求较高。
水泥土搅拌桩需要选用具有可塑性和流动性的细粒土,如果土壤中含有大量的砂石或者粗粒土,将会影响搅拌桩的灌注效果和质量。
二是不适用于含水量较低的地层。
水泥土搅拌桩的制作需要较高的水灰比,在地层含水量较低的情况下,水泥的水化反应将会受到影响,导致固化效果不佳。
综上所述,水泥土搅拌桩在实际运用中具有较好的效果。
通过改善地层物理性质、提高地基承载力和稳定性,水泥土搅拌桩能够有效地加固地基,提高工程的安全性和可靠性。
然而,在具体选用和施工过程中需要考虑地层的特点以及土壤材料的可行性,以确保水泥土搅拌桩的效果和质量。
水泥搅拌桩在处理地基液化土中的应用探究摘要:某工程主泵室建基面在粉质土液化土层上,须用双排水泥搅拌桩套打技术做地基处理,以便水泥桩形成连续壁状墙体,对泵站底板下液化土层进行围封,加固效果较好。
关键词:水泥搅拌桩;地基处理;液化砂土液化是轻亚粘土或饱水粉细砂在地震力作用下在瞬间发生强度失掉,固态变液态的力学过程。
砂土液化危害性极大,喷水冒砂使地下砂层砂颗粒及孔隙水被搬到地表,使地基原有功效消失。
地下土层液态、固态物质缺失,导致沉陷不同程度的出现,使地面建筑物开裂、倾斜、下沉、倾倒等,造成损失严重。
因此必须处理液化土层,而水泥搅拌桩则是一种加固软土地基常用措施之一。
水泥搅拌桩以水泥作固化剂,运用深层搅拌机械,边钻边往软土喷射雾状粉体或浆液,将水泥浆与软土地基深处强制拌和、固化,增强抗压强度,形成水稳性、整体性和一定强度的水泥加固土桩柱体,提高地基稳定性。
某工程地基采用双排水泥搅拌桩套打,水泥桩形成连续壁状墙体,对泵站底板液化土层作围封处理,加固效果较好。
一、工程概述该工程位于京杭运河东侧,与一协同船行站共同运作抽取运河水来灌溉26.63万亩耕地。
工程拆建为提高工程设计标准,增强灌溉能力。
该船行站设计流量20m3/s,总装机2400kW。
主泵室布置8台900ZLB-+2°单机2.86m3/s的立式轴流泵,底板长14.70m×2m,宽(顺水流)9.70m。
泵室布置四机一缝,底板分二块,单块底板长14.70m。
泵室底板底面高程14.30m,厚0.8m。
二、工程地质条件图1 工程地质剖面图根据工程所在地岩土工程勘察设计研究院提供的《岩土工程勘察报告》,勘探孔揭露范围内,据其成因、年代及物理性质,该内岩土层分4层:①素填土(Qml4):黄褐色,松散,粉质黏土为其主要组成成分,含植物根系。
厚度在0.5-4.1m。
②粉质粘土夹粉土(Qal4):灰黄色,粉质土为软塑局部流;粉土稍湿,稍密,可见云母。
混凝土搅拌桩在地基处理中的应用摘要:目前,随着经济的发展,建设项目不断增加,对地基土的要求也越来越高,但可供选择的天然地基却十分有限,地基处理方案的选择和确定是否恰当合理,已成为控制和影响工程投资、质量、进度的主要因素。
混凝土搅拌桩是一种利用搅拌机械加固粘土使之成桩的有效措施,广泛的应用于我国建设的工程管理中。
本文就混凝土搅拌桩的适用范围、优点及其在地基处理中的应用进行了研究与探讨,希混凝土搅拌桩在软基处理中发挥越来越重要的作用。
关键词:混凝土搅拌桩地基处理中图分类号: tu47 文献标识码: a 文章编号:引言我国地大物薄、南北经济发展不均衡、环境变化复杂、道路土质状况不良、多为沙土化、泥浆化、沼泽化的恶劣条件,如何能改善道路建设的环境,加强道路的软基处理,使其强度、固化水平得到广泛的提高,从而从根本上解决长期以来我国道路建设的难题,尤其使北方的公路在恶劣的天气环境中实现最大化的服务能力、持久能力、耐用能力,还有当前,南方,尤其是西南地区,地基土很多为软土,且软土层较厚、承载力较低,对地基承载力和变形要求较高,当前成为当今我国道路建设所需面临的严峻问题。
对于这个情况,采用地基处理是比较可行的方法。
地基处理可增加软土地基的承载力,减少沉降量,而混凝土搅拌桩是地基处理中经常采用的。
2. 混凝土搅拌桩的适用范围及其优点2.1混凝土搅拌桩的适用范围混凝土搅拌桩适用于处理淤泥、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。
2.2混凝土搅拌桩的优点混凝土搅拌桩作为一种经常采用的地基处理方法,具有以下几个优点:(1)混凝土搅拌桩将固化剂和原地基软土就地搅拌混合,因而最大限度的利用了原土。
该方法在软土地基处理中采用水泥作为稳定剂,并与施工现场的各种土类,如软粘土等充分搅拌结合,形成一种比原土强度要高很多的水泥土,所以通过混凝土搅拌桩处理后的软土地基变形小,尤其适用于对地基变形要求高的软土地基处理工程。
水泥土搅拌桩实践报告
一、工程概况
本工程位于市区,为某某小区地下室工程。
工程地处黄土台地,地下水位较高。
根据地质勘察报告,地基土为粉质黏土,不良土层较厚,承载力较差。
为满足工程要求,设计采用φ600水泥土搅拌桩加固地基。
二、施工准备
1. 搅拌桩机选用300型旋挖搅拌机,额定转矩30·,最大振动力30,搅拌深度可达18。
2. 水泥选用普通硅酸盐水泥,强度等级为·32.5,水灰比取0.8。
3. 加固土回填采用河砂,粒径0.5~2,含泥量<3%。
4. 桩体设计强度取=0.8。
三、施工过程
1. 先进行预钻,孔径比设计桩径小100~150。
预钻深度为设计桩长的80%。
2. 搅拌桩施工采用湿法,在预钻孔内先注入少量水,然后投入水泥,回填河砂,同时对混合料进行搅拌。
3. 搅拌时间不少于90,确保水泥、砂充分混合均匀。
搅拌完成后进行
整体养生24。
四、质量检测
采用现场打入静力触探针检测桩身强度。
测试结果表明,所有桩身强度指标均满足设计要求。
五、经验总结
1. 预钻孔径过大会导致桩周土夹卷入,影响桩身强度。
2. 搅拌时间过短、养生不足会造成桩身强度不均匀。
3. 施工中应严格控制各材料的质量和用量。
通过此次施工实践,丰富了水泥土搅拌桩的施工经验,为后续工程的开展奠定了基础。
水泥搅拌桩在地基处理中的应用水泥搅拌桩是加固饱和软粘土地基的常用方法,按照一定施工工艺,将水泥固化剂与软土拌合,使之产生一系列物理化学作用,形成抗压强度高、具有整体性和稳定性的水泥加固土桩。
水泥搅拌桩除了桩身抗压强度好、经济性外,还具有施工工期短、对周边环境影响小、使用范围广等优势,因此在地基基础处理中得以广泛应用。
标签:水泥搅拌桩;地基处理;应用;质量控制引言:水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂,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合,使软土硬结而提高地基强度。
适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土,处理效果明显,处理后可很快投入使用。
一、水泥搅拌桩施工技术概述水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂,通过搅拌设备,在桩处理范围内的基地基础软土中均匀喷入水泥固化剂,并强制拌合,使固化剂与土发生物理化学作用,形成一定抗压强度的土体桩,同时桩侧土在承载力和抗变形上符合建筑规范要求,符合地基正是由处理后的土体与若干水泥土桩组成。
水泥搅拌桩施工中,需要认清楚两点:①土体桩不是基础,而是经人工处理的地基;②土体桩与桩侧土共同承载上部荷载和基础应力作用。
随着施工设备与技术的改进、管理理念的与时俱进,水泥搅拌桩施工工艺日益完善、质量检测与控制方法也日渐成熟,在地基工程应用也越来越广,尤其是在公路路堤工程中。
在建筑地基工程中水泥搅拌桩施工技术的应用范围主要包括:①为减少地基的不均匀沉降,增加软土地基的承载力;②加固土体、防止边坡和岸壁滑动;③因建筑基坑过度开挖造成的坍塌或坑底隆起的地基处理;④作为地下防渗墙,起着防止渗流或基坑涌水的作用;⑤为防止工程桩或板桩出现位移或转动,增强其侧向软土的承载力等。
水泥搅拌桩施工过程中,固化剂用量、地基承载力、桩径及桩长深度等都要经测试或计算进行确定,确保施工质量的可靠性。
①路基施工中,水泥固化剂用量需要依据天然土体的物理力学性指标和强度设计指标来确定,一般地剂量是加固土体重量的10-15%,最佳固化剂用量需经现场试桩来确定。
水泥深层搅拌桩技术在软土地基处理中的应用随着城市建设的不断发展和城市规划的加速推进,软土地基处理问题逐渐凸显。
而针对软土地基的处理方法种类繁多,其中水泥深层搅拌桩技术就成为了一种有效的处理方法。
本文就将从水泥深层搅拌桩技术的基本原理、工艺流程及优缺点三个方面进行详细的探讨和分析。
一、水泥深层搅拌桩技术的基本原理水泥深层搅拌桩技术是一种土壤改良技术,其基本原理是利用旋转的铲斗或旋挖钻杆将原土搅拌混合成一个均质的土浆体,并在搅拌的同时掺入适量的水泥,形成强度较高的土体。
在实际应用过程中,通常将钻头的直径控制在30~60cm范围内,钻孔深度一般可达到30~50m。
搅拌混合的土浆体通过钢筋或钢管的支护形成搅拌桩体,具有较高的承载力和较好的变形性能。
水泥深层搅拌桩技术一般适用于软土地基的加固和处理,也可以用于灰土地基和砂土地基的加固。
二、水泥深层搅拌桩技术的工艺流程(1)地面预处理:先对施工现场的地面进行清理和整平,打好基础标志,然后进行采样、试验和检测,确定土壤特性及处理方案。
(2)钻孔:利用旋挖钻机进行钻孔作业,深度根据实际需要确定。
(3)搅拌土壤:在搅拌的过程中添加适量的水泥,掺和均匀。
(4)压制:将搅拌后形成的土浆体压实成所需的直径和长度的搅拌桩体。
(5)钢筋粘贴:在搅拌桩体顶部和钻孔口处布置钢筋,并进行粘贴。
(6)端头处理:对搅拌桩体顶部进行清理和修整,使之达到设计要求。
(7)现浇砼:将搅拌桩体进行现浇砼加固。
三、水泥深层搅拌桩技术的优缺点(1)优点:①承载能力大:水泥深层搅拌桩的加固处理在地基改良中是一种较为经济高效的解决方法,它能够增加土壤的承载能力,提高土壤的抗剪强度,从而增加地基的稳定性。
②施工速度快:水泥深层搅拌桩技术的施工速度快,可以在短时间内完成大量的钻孔和搅拌工作,从而节约人力、物力和时间成本。
③直径小:水泥深层搅拌桩技术的钻孔直径相较于传统的桩式地基工程更小,降低对周围环境的干扰和破坏。
水泥搅拌桩在软土地基中的应用水泥搅拌桩是一种重要的地基处理技术,特别是在软土地基中的应用。
本文将介绍水泥搅拌桩的原理、优缺点以及在软土地基中的应用和效果,并探讨该技术的适用范围和注意事项。
一、原理及优缺点水泥搅拌桩是利用钻机将水泥和土体搅拌均匀形成桩体,通过水泥的凝结反应加固现场土体,从而提高地基承载力和抗沉降能力。
其优点如下:1.施工简便快速:水泥搅拌桩的施工无需运输和储存大量物料,现场直接搅拌成型,一次施工便可完成。
2.经济高效:水泥搅拌桩在软土地基中应用可以取代传统桩基础,既能提高承载力,又能降低工程成本。
3.适用范围广:水泥搅拌桩虽然以应用于软土地基为主,但也可适用于具有一定颗粒级配的坚硬黏性土或砂土地基,且水泥搅拌桩可以制作成各种形状。
4.环保安全:水泥搅拌桩施工无需挖土,不产生废土,施工过程对周边环境和市政设施影响小,无噪音、污染和安全隐患。
水泥搅拌桩的缺点是不适用于较大的深度,而且需要充分控制搅拌桩的直径和长度,以确保效果和安全,否则将会导致桩体不均匀、裂缝等问题。
二、在软土地基中的应用和效果软土地基是常见的工程难点,由于其内部孔隙率较高,土体结构松弛,承载力、稳定性和耐久性都比较差。
而水泥搅拌桩具有一定的抗压、抗剪和抗拉能力,可以克服软土地基的缺点,是一种非常有效的地基处理技术。
水泥搅拌桩在软土地基中应用具有以下优点:1.提高地基承载力:水泥搅拌桩施工后桩体横向均匀分布在土体内部,并填充并致密了孔隙,增加了土体的摩擦散聚力和抗剪强度,提高了地基承载力。
2.控制地基沉降:水泥搅拌桩施工后成型的桩体将土体连成一体,形成了基础板层,避免了不均匀沉降,保证了基础的稳定。
3.提高地基抗震性:水泥搅拌桩的桩体是一种较为坚固的加筋土体,可以增加地基的抗震性,降低工程风险。
4.延长使用寿命:水泥搅拌桩可以弥补软土地基的缺陷,提高地基的耐久性和使用寿命。
三、适用范围和注意事项水泥搅拌桩的适用范围主要是软土地基,适用于土层深度较浅的建筑项目,如房屋、道路等。
浅述深层水泥搅拌桩在地基处理中的应用摘要:深层搅拌桩是处理软土地基的一种行之有效的方法,它能有效提高地基承载能力,减少沉降量,提高路堤稳定性。
本文重点对深层水泥搅拌桩的施工质量控制及在地基处理中的应用进行了探讨。
关键词:水泥深层搅拌法;地基;应用中图分类号: tu433 文献标识码: a 文章编号:一、水泥深层搅拌法加固软土地基的优点加固后的地基可以立即承受上部荷重。
经深层搅拌加固后的地基,自然养护15~30d即可承受上部荷载;经深层搅拌加固后的水泥土强度可达1000~2000kpa(即100~200t/m2)。
当水泥土搅拌桩与周围软土形成复合地基后,上层部位承受的荷载可通过刚性很大的复合地基将应力可以扩散到很大范围的残积土层上,地基沉降即可减少很多;而且水泥深层搅拌法施工不受气候影响,深层搅拌施工不受雨天影响(台风、暴雨除外),在多雨地区施工不受影响;同时,水泥深层搅拌法施工速度快。
每台深层搅拌机械可打设搅拌桩250m/d。
假如地基处理共布置搅拌桩22000根(桩径按0.5m计算,桩长按8m计算,共计17.6*104m),工期按75d计,仅需配备10台深层搅拌机即可完成全部加固施工;水泥深层搅拌法可充分利用原软土,水泥搅拌桩是在原有软土层上施工,不用挖弃原有软土。
此举不用弃置滚动状态的淤泥而占用大量土地,对周围环境影响小;特别是水泥深层搅拌法造价较低,当水泥价格为360元/8h,施工每个深层搅拌桩(桩长按8m计,按50kg/m水泥计)的水泥费用为186元。
二、深层水泥搅拌桩施工质量控制1.施工前的质量控制1.1施工前准备①修建施工设备进场便道。
②确保施工用电设施齐全和供电稳定。
在无外接电源的施工现场,应多配备一定数量柴油发电机。
③查明并清除施工区内地上和地下的障碍物。
地下有无影响施工的块石、地下管线及其它地下设施等,空中有无影响施工的高压电线等,所有障碍物应事先清除,无法清除时,应设立明显标志,确保安全生产。
水泥搅拌桩在处理地基液化土中的应用探讨摘要:砂土液化如果不采取相应的处理措施可能会产生十分严重的后果,解决砂土液化问题的基本思路就是加固软土地基,水泥搅拌桩是比较常用的一种方法,在实际应用过程中应该注意水泥搅拌桩是介于刚性的预制灌注桩和柔性的碎石(砂)桩之间的一种半刚性桩,在使用前应尽可能通过试验确定加固设计参数。
另外对于施工有问题的桩应进行单桩载荷试验,检验复合地基承载力,并检验、校准设计参数,为今后设计提供参考数据。
关键词:水泥搅拌桩;地基液化土;软土地基砂土液化主要是指饱含水分的细沙在外界作用力条件下由固体状态迅速转变为液体状态的过程。
砂土液化可能会产生十分严重的后果,例如使地基出现塌陷,严重的甚至会使地上建筑物出现倾斜和开裂,产生重大安全隐患,因此合理解决砂土液化问题具有重要的意义。
解决砂土液化问题的基本思路就是加固软土地基,水泥搅拌桩是比较常用的一种方法,它是以水泥作为固化剂,通过一系列的搅拌和灌注等施工过程,使软土地基与水泥浆相互结合形成高抗压性、整体性的桩体,从而达到提高地基稳定性的目的。
1 选用水泥搅拌桩应注意的问题一是对于含水分过高的地基来说,应该利用水泥干粉来制备半刚性能的水泥土桩,利用水泥的水化作用能够最大限度降低地基土自由水成分,而且在水泥搅拌桩之间的泥土具有一定的固结作用,这也在一定程度上提高了水泥桩本身的,强度,增强了地基的承载能力。
二是对于水分含量相对较低的地基来说,可以选择水泥浆材料来防止水泥的水化作用过慢,影响水泥桩自身的强度和地基本身的承载能力。
三是随着水泥搅拌桩应用的日益广泛,在利用水泥搅拌桩处理液化地基时应该更加慎重,应该针对当地地基的实际条件来决定是否可推广应用,就目前对地基的检测方法来说,标贯实验的检测方法主要是评价复合地基的液化等级,但是水泥搅拌桩之间的泥土在处理前后几乎没有太大的变化,水泥搅拌桩之间进行标贯实验的结果与处理前也不会有太大的差异,由此可以推断出,利用当前的标贯试验方法来检测,液化指数不会有明显的下降,仅仅通过实验结果来看,其消除的效果并不明显,但如果加入具有明显吸水膨胀性的石灰粉,就会大大降低水泥搅拌桩之间泥土的含水量,采用标贯实验的方法进行检测时,获得的检测数据也能满足建筑的要求,因此可以有效地消除地基的液化现象。
水泥搅拌桩施工技术在市政道路软基处理中的应用发布时间:2021-09-07T10:00:29.083Z 来源:《城市建设》2021年9月上17期作者:王爱珍[导读] 在公路地基工程的建造中,经常会遇到不同的地质情况,如遇到土质不稳定会使用水泥搅拌桩法。
对此,文章以某段快速路工程项目为例,首先介绍了水泥搅拌桩技术的作用机理和适用范围,进而对其施工流程展开了详细的探讨城阳区公用事业服务中心王爱珍山东青岛 266109摘要:在公路地基工程的建造中,经常会遇到不同的地质情况,如遇到土质不稳定会使用水泥搅拌桩法。
对此,文章以某段快速路工程项目为例,首先介绍了水泥搅拌桩技术的作用机理和适用范围,进而对其施工流程展开了详细的探讨,主要包括施工准备、场地清理及放样、试桩、桩基就位、钻孔定位、制浆与送浆等工序,进而提出几点工艺要求和质量控制措施,最终取得了良好的施工效果,保证了整体工程质量,可为今后类似项目提供一些参考。
关键词:水泥搅拌桩;软基处理;公路施工;1水泥搅拌桩的作用机理工程中如遇特殊土质或较厚土层,如淤泥土、素填土、耕表土等,都会使用水泥搅拌桩来作业。
以下为水泥搅拌桩常用参数: (1)采用单头搅拌桩,设计桩径550mm,间距1.2m,正三角形布置。
(2)搅拌桩水泥用量为66kg/m,水泥采用32.5级矿渣硅酸盐水泥,水灰比为0.45~0.5,采用四搅两(或四)喷施工工艺。
(3)水泥土90d桩身水泥土无侧限抗压强度超过1.5MPa。
(4)单桩承载力特征值不小于130k N,道路机动车道路基复合地基承载力特征值不小于140k Pa,人行道及自行车道路基复合地基承载力特征值不小于120k Pa。
水泥搅拌桩是一种软基加固法,主要用来改变软粘土的状态,通常由水泥加其它化学成分先成浆然后凝固而成。
一般会在所需路基中加入凝固好的固化剂,使用专业搅拌钻机将其融入一体搅拌均匀,二者产生一定的反应,最终改变软粘土状态,使其更加坚固,成为达标使用的水泥桩体,最终成为满足施工需求的复合地基。
双向水泥搅拌桩在软土路基地基处理中的应用
双向水泥搅拌桩是一种利用水泥搅拌钻机将土和水泥混合形成密实列桩的方法,广泛
应用于软土地基的处理中。
在软土地基处理中,双向水泥搅拌桩具有以下优点:
1. 提高地基承载力:双向水泥搅拌桩能够将土壤与水泥充分混合,形成密实的桩体,提高地基的承载力。
和传统单向搅拌桩相比,双向水泥搅拌桩的桩体密实度更高,能够有
效提高地基的承载力。
2. 改善地基土壤的力学性质:由于混合了水泥,双向水泥搅拌桩能够改善地基土壤
的力学性质,使得地基土壤的细观结构更紧密,抗压能力更强,膨胀性和收缩性较弱。
因此,在水土流失、土壤不均匀沉降、地基软化和强震作用等情况下,双向水泥搅拌桩都具
有较好的稳定性和耐久性。
3. 减小地基沉降量:双向水泥搅拌桩的密实桩体能够减少土壤的压缩变形,从而减
小地基的沉降量。
此外,双向水泥搅拌桩还可以防止地基结束过程中,出现砂眼现象。
4. 施工简便快捷:双向水泥搅拌桩简化了施工程序,只需要在地表钻孔、注浆即可,从而省去了挖孔、装钢筋、浇筑等繁琐的施工工序,降低了施工难度和成本。
此外,双向
水泥搅拌桩施工速度快,一般情况下,每天可以完成50-60根搅拌桩,施工效率高。
总之,双向水泥搅拌桩在软土地基处理中具有多方面的优点,在解决地基承载力不足、地基沉降、地基结构稳定性等问题中有着重要的应用价值,能够为大型土木工程提供可靠
的支撑。
水泥搅拌桩在工程地基处理中的应用实践张南峰在厦门岛南半部山前洼地,特别是山前洼地的边缘地带进行工程建设时,往往会遇到一幢建筑物的基础下,同时存在承载力高、变形性小的坡残积土与承载力低、变形性较大的极松砂层的极不均匀地基情况,给建筑物的地基基础设计造成很大的麻烦。
本文通过总结在厦门一中职工宿舍工程中采用深层水泥搅拌桩处理这一类地基的成功实践,以起到抛砖引玉的作用。
工程概况:厦门一中已建的职工宿舍楼座落在学校的东南角,育青路的北侧。
该宿舍楼工程共有C、D、E、F幢楼。
C、D幢布置在场地的北边,E、F幢布置在场地的南边。
面临育青路,四幢楼均为8层框架结构的建筑物。
总建筑面积9237m2。
拟建场地岩土条件:已建场地处在花岗岩剥蚀残丘坡脚与丘间洼地两个微地貌单元上。
地形由北向南西方向倾斜。
在洼地中有小溪沟、溪流由东北流向西南,后经回填整平,可作为本工程场地。
该场地上部为第四系土层所覆盖,下为伏燕山期粗粒花岗岩体,在勘探深度范围内场地岩土层有以下五种类型:杂填土层、冲洪积泥质中粗砂层、坡洪积砂质粘土层、残积砂质粘性土层、粗粒花岗岩强风化层。
地基处理方案的选择:由于本工程四幢宿舍楼均为8层框架结构建筑物,桩荷载较大,杂填土层(厚度0.4~1.7m)不宜作为基础天然地基持力层,而泥质中粗砂层(厚度0~4m)属中高压缩性土,其承载力标准值仅100KP a,也不是建筑物基础理想的天然地基持力层。
除这两层外,其它各土层可作为基础(天然地基或桩基)持力层。
1、C、D幢宿舍楼该两幢宿舍楼部位因没有泥质中粗砂层,杂填土层厚度又不大,可以全部挖除。
因此该两幢建筑物可直接采用以砂质粘土层为基础持力层的天然地基,不必进行地基处理。
2、E幢宿舍楼该楼部位土层比较复杂,杂填土层下为2~4m厚的泥质中粗砂层。
对该幢地基基础处理基本上有三种方案可选择:一是采用片筏基础,基础落在泥质中粗砂层上,但泥质中粗砂层厚度不一,相差2m,该层又属中高压缩性土,会产生均匀沉降,建筑物将会出现倾斜现象,故不可取。
二是采用独立墩基础,该方案是将泥质中粗砂层挖除掉,然后用C15抛石砼墩基作为基础。
考虑到泥质中粗砂层透水性好,且地下水位高于砂层,基础施工时,可能产生涌水,流沙等不良现象,给施工带来一定困难,开挖时须采取一些可靠的措施,而采取措施工程费用又要增加,故该方案无论从技术上,还是经济上来看,是大不可取。
三是采用桩基础。
该方案施工上既安全又可保证质量,但采用何种桩型,还得选择,下面再述。
3、F幢宿舍楼该幢楼地基土就更复杂。
F幢靠东部(约建筑物长的1/3)其土层同C、D幢;而西部(约建筑物长的2/3)其土层又同E幢,但泥质中粗砂层厚度变化更大,从0~m米厚,故只能用桩基来进行加固处理。
4、E、F幢宿舍楼桩型的选择沉管(包括振动或打入式)灌注桩是加固软弱地基常用桩型之一。
但沉管灌注桩噪音较大,而场地四周密布教委、电业局、检察院及卫校等单位宿舍群,毗邻振万教学楼,必将严重影响周围居民的日常生活及学校教育教学活动的正常进行。
再加上本场地分布着一定厚度的硬塑沙质粘土层(标贯击数在40左右)将增加桩身贯入的难度,给施工带来一定的困难。
还有一种桩型是用深层水泥搅拌来加固本场地中的泥质中粗砂层。
水泥土搅拌法加固软土技术具有以下独特优点:①由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合,因此最大限度地利用原土,减少外运土方的工程量,降低了工程成本。
②搅拌时不会使地基侧土挤出,所以对周围原有建筑物的影响很小。
③按照不同地基土的性质及工程设计要求,合理选择固化剂及其配方,设计比较灵活。
C、D、E、F幢从62 m2/套~135 m2/套共计五种户型,可以根据上部结构的需要,灵活地采用桩状、壁状,格栅状和块状等加固型式。
④施工时无振动、无噪音、无污染,对在密集住宅建筑群周围进行施工,其优点尤为突出。
⑤土体加固后宽度基本不变,对软弱下卧层不致产生附加沉降。
⑥与钢筋砼桩基相比,节省了大量的钢材,并降低了造价。
综上所述,不管从技术上,还是从经济上比较,以及施工对周围环境的影响,用深层水泥搅拌桩来加固本场地的泥质中粗砂层有它独到的优越性。
设计单位采纳了水泥土搅拌法来处理本场的软土地基。
深层水泥搅拌桩的基本原理和设计计算:1、深层水泥搅拌桩处理地基的基本原理它是利用水泥等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土间所产生的一系列物理、化学反应,形成一种介于刚性桩与柔性桩之间具有一定压缩性的水泥土桩,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。
2、深层水泥搅拌桩的设计根据地质报告,泥质中粗砂层承载力标准100KP a。
现要求通过深层水泥搅拌桩加固后的复合层的承载力提高到≥250KP a。
根据本工程土层情况,桩长选择为5m。
安全系数为1.5,桩径为0.55m。
①复合地基的强度计算则单桩承载力:p a=fs a L1+fs a L2=20×1.73×3+45×1.73×2=259.5KN桩身强度:q u=2kp a/A=3244KP a根据有关资料和室内砼配合比表对照,相应于q=3244KP a的水泥渗入比为15%~20%,水灰比为0.45~0.60。
置换率a c= Ra-βRs =20.77%Pa/A-βRs桩数n以J-3独立桩基4×3.9 m为例则n= F×a c= 4×3.9×0.2077=13.5根取14根A 0.24②复合地基的变形计算经过水泥土加固的复合地基其沉降量的计算分为加固区的沉降量S1和加固区下卧层的沉降量S2。
S1的计算L(仍以J-3独立桩基为例)实体基础底面压力:p a= R sp F+G-F s f-R s(F-F1) = 130.4KP<〔R〕F1桩群顶面的平均压力:p= R sp×F- R s(F-F1)= =199kp aF1桩群底面土的附加应力:p o = p a-R p×L=130.4-8.8×5 = 86.4KP a桩群体中搅拌桩变形模量E so取120q n=389280KP a,桩间土的变形模量E s取2200KP a,则桩群体的变形模量E o 为:E o = E so×nA/F1+E s× F1- nA = 102.71+1.62 = 104.33 MP aF1S1 = (P+P o) ×L = 0.7cm2E oS2用分层总和法计算,实体基础底面中点沉降:S2 = mBP O·Σδ1-δi1 = 4.63cmE1-2i则总沉降量:S = S1+S2= 0.7+4.63 = 5.33cm施工质量控制:1、开工前的质量控制(1)必须认真分析工程地质资料,对地基土的成分,分层情况、含水量、有机物,可溶盐等对水泥搅拌桩强度发生影响的因素充分进行研究;(2)在室内标准下配备不同配方的水泥土样,进行不同龄期的试验,然后选择最佳的水泥掺入比,初步确定每延长米的水泥掺加量;(3)正式打设工程桩以前应按施工组织设计的搅拌施工工艺打设数根试桩,最后确定水泥浆的水灰比,泵送时间,搅拌提升速度和复搅深度。
2、施工过程的质量控制(1)严格控制水泥等材料的质量水泥加固强度与水泥材料质量密切相关,因此进场的水泥必须有出厂合格检验单,水泥制备浆液前宜过筛,去除杂物和块状体。
每批进场的水泥应备样进行水泥土强度试验,满足要求的水泥方可投入工程使用。
(2)确保搅拌桩桩身强度和均匀性,这是质量控制的重点施工时必须有专人负责制桩记录。
详细记录每根工程桩的施工工艺,桩的位置,编号,注浆量及二次注浆量等。
原始记录须如实并及时汇总分析,发现问题及时予以纠正或采取补救措施。
泵输浆液时不允许发生断浆现象,必须有专人监视发送设备。
输浆管道发生堵塞主要是由于泵压骤然升高所致。
制桩质量的优劣关系到地基加固的成效。
其关键是注浆量,喷浆与搅拌均匀程度,这是保证桩身质量的重点。
因此,要严格按要求控制喷浆及提升速度,以保证加固范围内每一深度均得到充分拌和。
根据水泥土室内模型试验及它的工作原理分析,搅拌桩质量检验重点应放在桩顶3~4m范围,确保该段桩身质量。
因此在此桩段范围内降低提升速度,相应增加制桩时间,以增加喷浆量,并按工艺设计要求在桩顶部位原地重复搅拌一分钟。
同时,根据受力需要进行该段的复搅。
在成桩过程中,凡是由于电压过低或其它原因造成停机。
当搅拌机重新起动时,为了防止断桩,均应复沉半米再继续喷浆搅拌成桩。
严禁发生冒浆或同心转等现象。
这两种现象都对桩身质量有严重的危害。
必须设法克服。
如改变挤压泵压力及水泥浆稠度,增加复搅等措施。
(3)保证桩体垂直度为使搅拌桩基本垂直于地面,要注意钻机操作平台的平整度和钻架对地面的垂直度。
3、桩体和复合地基加固效果的质量检验及工程验收水泥搅拌桩施工完成后,应抽2%的桩进行桩质量检验,主要是对桩身强度、桩位、桩头及浅层水泥土强度进行检验。
(1)桩身强度检验在成桩7天内用轻便触探器进行桩身检验,抽样桩不应少于全部桩数的2%,并不少于6根,检测深度不少于1m,通过触探击数检验桩身水泥土强度。
在轻便触探后,对桩身强度有怀疑的区段截取芯样,制成试件,逐一编号,经现场签证后方可进行桩身实际强度测定。
通过动测检查桩身质量并进行静载试验,检验工程桩的承载力是否满足设计要求。
(2)桩位及桩头水泥土强度检查开挖基槽检查桩位,桩数及桩顶强度。
施工过程中不定期抽查施工记录,并对每根桩进行质量评定。
对不合格的桩根据其位置和数量等具体情况,督促施工单位采取补桩或加强邻桩等措施。
(3)荷载试验单桩荷载试验最大加载量为单桩设计荷载的两倍。
压板直径和桩径相等,试桩数量不少于桩数的1%,并不少于三根。
检测结果和经济对比深层水泥搅拌桩完成后,经厦门集联基础工程公司抽芯检测,检测结果表明:1、搅拌桩均达到砂质粘土层,根据抽芯时实测的标贯击数,按规范查得承载力标准值为270~300KP a。
2、桩径满足要求,桩身强度大大超过设计的桩身强度,E幢桩身饱和单轴抗压强度标准值为6.72M P a,F幢为4.8M P a。
建筑物完成后,通过沉降观测,沉降还是均匀的,没有出现异常现象。
通过以上表明,这次基础处理是成功的,达到了预期的效果。
3、宿舍楼E、F幢水泥搅拌桩共有353根,总延长4731.61m,共有混凝土量946.32M3 ,施工时间25天,搅拌桩与沉管桩的经济对比见下表:两种柱的经济对比表搅拌桩比灌注桩节省造价24.85%,取得了较好的经济效益和社会效益。
七、若干问题的探讨1、计算单桩承载力时侧壁摩阻力的取值水泥搅拌桩单桩承载力设计时侧壁摩阻力往往是参照混凝土桩周土摩阻力,若不加折减,计算所得单桩承载力往往偏大,其原因是:混凝土桩为刚性桩,而水泥搅拌桩为刚性——柔性桩,其桩身变形大于混凝土桩,因此,侧壁摩阻力沿桩身的分布上部大于下部。