基坑支护中深层搅拌桩应用分析
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水泥土搅拌桩在基坑支护与降水工程中设计及施工的应用摘要:水泥土搅拌桩作为重力式水泥土墙的一种形式,适用于基坑深度小于7.0米,基坑安全等级为二级,基坑顶部荷载不宜过大。
水泥土搅拌桩在基坑工程中既可以起到支护作用,也可以起到基坑止水的作用。
本文主要结合工程实例,分析水泥土搅拌桩在基坑支护及降水工程中设计及施工的应用。
关键词:基坑支护、基坑止水、水泥土搅拌桩、重力式水泥土墙前言:基坑支护及降水工程根据场区周围环境条件、土层形状、基坑深度及周边荷载不同,可以采用支挡式结构、土钉墙支护形式、重力式水泥土墙支护形式及放坡的支护形式。
重力式水泥土墙宜采用水泥土搅拌桩相互搭接成格栅状的结构形式,也可以采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式,搅拌桩的施工方法宜采用喷浆搅拌法,本文主要研究重力式水泥土墙在基坑支护及降水设计与施工中的应用,在该工程中重力式水泥土墙采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式。
1工程概况拟建工程位于济南市济阳县正安路与富阳街交叉口,场地周边相对比较开阔,拟建基坑边线距西侧正安路东边线约15.0米,距南侧富阳街北边线约7.0米,距东侧居民平房最近处约7.0米,北侧距离民房约25.0米。
根据建设单位提供的施工现场总平面图及基础结构图等确定基坑开挖深度约为5.5米,基坑开挖对周边建筑物有一定的影响。
场地东侧施工场地作业面狭窄,我们在与建设单位及施工总承包单位沟通协商后,决定该段剖面采用重力式水泥土墙的支护形式,以节约施工空间。
2地形、地貌及地下水拟建工程场地属黄河积平原地貌单元,微地貌为平地,场区地形起伏不大,地面标高最大值20.40m,最小值19.70m,地表相对高差0.70m,场地北部原为水坑,回填新近杂填土。
表2-1稳定水位情况数据个数埋深最小值(m) 埋深最大值(m) 埋深平均值(m) 标高最小值(m) 标高最大值(m) 标高平均值(m)25 1.37 1.70 1.45 18.20 18.70 18.453工程地质条件根据钻探揭露分析,场区内勘察深度之内的地基土自上而下依次为:(1)杂填土:黄褐色,厚1-3.4米,可塑,以粉质粘土为主,混30%-40%的建筑垃圾。
水泥搅拌桩挡土墙在深基坑支护中的应用摘要:随着我国高层建筑、超高层建筑的大量兴建和对城市地下空间的充分利用,深基坑也朝着更大、更深的方向发展,深基坑围护技术已引起广大设计、施工技术人员的广泛重视。
深基坑支护是一个综合岩土工程及结构工程等一体的复杂技术,它既涉及土力学中典型的强度、稳定及变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用问题。
关键词:水泥搅拌桩挡土墙深基坑支护一、水泥搅拌桩挡土墙在深基坑支护中的作用原理1.水泥搅拌桩是采用水泥作固化剂,通过深层搅拌机械在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌,促使水泥和软土产生一系列物理化学反应,硬化成具有整体性和一定强度的挡土抗渗墙支护结构。
其物理化学反应过程为:水泥的水解、水化反应:水泥遇水后,水泥颗粒表面的矿物质与水很快发生水解和水化反应,产生溶于水的物质并使水泥颗粒继续暴露水中,使水泥的水解与水化反应不断进行,当溶液达到饱和状态后,水解和水化产物以细分散状态的胶体析出,悬浮于溶液中形成凝胶体。
水泥水化物与土颗粒的离子交换和团粒化作用:土颗粒在天然状态下带有负电荷,在有地下水的情况下土颗粒为阳离子包围,土颗粒与阳离子间通过离子交换形成胶体微粒,该胶体微粒具有很大的表面能和很强的吸附活性,使土颗粒胶体微粒进一步结合形成水泥蜂窝结构,并封闭各土颗粒之间的空隙,形成坚固的联结。
硬凝反应:随着水化反应的进一步深入,生成了不溶于水的稳定结晶物,该结晶物能增加土体的强度,并可阻止水分的渗透,从而增强土体的稳定性。
2.水泥搅拌桩挡土墙是由水泥搅拌桩相互搭接形成并具有一定宽度的格栅状形式,挡土墙利用水泥搅拌桩自身刚度保持挡墙稳定,具有抗压不抗拉的力学特性。
水泥搅拌桩约束了土体的变形,起到了超前支护的作用,从而减少了土体应力释放量,对基坑分层开挖过程中土体应力重分布起到了围限作用。
重力式挡土墙充分发挥了水泥搅拌桩的特点去承受侧向土压力,达到挡土支护和止水的效果。
二、水泥搅拌桩挡土墙在深基坑支护中施工技术特点重力式水泥搅拌桩挡土墙在深基坑支护中可重点实施信息化施工。
水泥搅拌桩在高层建筑基坑支护工程中的应用摘要:本文结合某基坑工程介绍水泥搅拌桩重力式挡墙的应用,且由于水泥搅拌桩自身抗拉、抗剪强度很低,其应用范围受到一定限制,本工程也引入了加筋概念来克服以上缺点。
关键词:水泥搅拌桩;高层建筑;基坑支护;计算深层搅拌桩水泥土墙同其它支护结构相比,具有布置方式灵活,成本低,止水效果好,施工振动小等优点,被广泛应用于深基坑支护工程中。
近年来,随着高层建筑的普遍应用,深基坑支护的问题也变得越来越普遍,特别在大城市当中,伴随着场地的限制,特别是地质条件不好的场地,深基坑支护工程越来越复杂。
深基坑支护方案是为了挡土、截水、保证坑底稳定、承担必要的施工荷载、保证地下结构工程的顺利施工。
1工程概况某办公楼五层建筑,下设一层地下室,地下室基坑开挖深度4.45米,局部4.95米和5.6米;本工程基坑支护的安全等级为二级;设计水位为地坪以下0.5米。
场地情况:拟建建筑东面为学校建筑/住宅楼,与建筑物最近距离约12米,西面为办公楼/住宅楼,与最近建筑物约20米,北面为某仓库,相隔约12米。
由于场地的限制,如何选择支护方案以不影响邻近建筑物及管线成为关键。
3基坑支护方案选型由于场地的限制,加上周边建筑物较近,地下水丰富,本工程不能采用最为经济的放坡支护;根据提供的地质报告,2.5米以下有较厚的中粗砂层,最厚达7米,该层透水性强,考虑夏季施工地下水位较高,采用土钉墙+深层搅拌桩(止水)方案安全性不高,加上土钉较长,质量难以控制,且部分超过建筑红线以外。
通过比较,根据安全、科学、经济、合理的原则,本工程选用深层搅拌桩水泥土墙支护方案。
4基坑支护结构计算5结论及建议本基坑工程地质条件与周围环境均较差,采用加钢管深层搅拌桩无支撑支护结构,与有支撑结构相比,大大降低了造价,且有利于基坑工程的流水作业,加快了施工进度,如果施工措施得当,变形可控制到较小,在有限的场地下保证了地下管线和周围建筑的正常运行,达到预期目的。
三轴水泥搅拌桩在基坑支护中的应用发布时间:2021-05-17T13:03:58.610Z 来源:《城镇建设》2021年2月4期作者:张国耀[导读] 深基坑支护施工是建设工程施工中关键重要环节,在深基坑支护施工中,一般采用三轴水泥搅拌桩作为基坑止水帷幕,其施工质量对工程的整体质量和周边既有建(构)筑物的稳定性有着直接的影响。
张国耀中国建筑第八工程局有限公司总承包公司上海 200135摘要:深基坑支护施工是建设工程施工中关键重要环节,在深基坑支护施工中,一般采用三轴水泥搅拌桩作为基坑止水帷幕,其施工质量对工程的整体质量和周边既有建(构)筑物的稳定性有着直接的影响。
本文结合南京中建G02地块项目实例,对该工艺的重难点、施工流程、技术要点进行分析。
实践表明,三轴水泥搅拌桩的应用可以有效地保证基坑的稳定性,值得推广。
关键词:深基坑;支护设计;三轴水泥搅拌桩;施工技术1工程概况南京中建G02地块项目,位于南京市浦口区康华路自来水厂旁,东侧为规划道路,南至珠泉路,西至合宁高速,北至康华路。
本工程项目的开挖深度为7.8m,基坑的周围应用三轴深层搅拌桩作为围护。
工程项目一共计划设置365根灌注桩,其中77根桩直径为800@1000mm,262根桩直径为900@1100mm,28根桩直径为1000@1200mm,围护灌注桩螺旋箍为HPB300级8@200,加强箍为HRB400级2跟14@2000,主筋均为14根HRB400级25(直径1000mm围护灌注桩主筋为26根HRB400级25),混凝土超灌不小于1倍桩径,桩顶嵌入圈梁50mm,主筋锚入圈梁750mm。
止水帷幕三轴搅拌桩桩径Φ650@900,桩长18m~19.5m,桩数447根水泥掺量为20%。
为了减小管桩挤土效益,基坑南侧及西侧在2016年12月28日后未施工的止水帷幕,暂停施工,三轴桩基退场,剩余部分应用双轴搅拌桩机进行双排套接施工,桩体间距控制为50cm,桩长同三轴搅拌桩设计桩长,水泥掺量为15%,水灰比控制在0.45~0.55之间。
深层搅拌桩在深基坑支护中的应用摘要:深层搅拌桩常用于水利工程中,以提高地基承载力和围堰工程。
其主要作用是提高地基承载力,防止周围土体和周边水进入建筑物基坑。
这些特点在民用建筑深基坑支护中得到了应用,取得了良好的效果。
土层复杂多变。
在淤泥、流线型粉质土和饱和水土层中,地下开挖容易引起砂土和土壤侵蚀,破坏相邻建筑物和地下管线。
采用该施工方法,工期快,造价低,无噪声,安全可靠,最大支护深度可达10m左右,完全满足民用建筑深基坑支护的要求。
本文结合实际工程简要论述了深搅拌在深基坑支护中的应用。
关键词:深层搅拌桩;深基坑支护工程;基坑围护1深层搅拌桩的支护原理深层搅拌桩支护采用水泥作为固化剂,搅拌时机械搅拌、下沉或抬升,在设计桩长范围内,将水泥浆与软土就地强制混合,在水泥与土之间产生水泥。
一系列的物理化学反应逐渐硬化,形成了以完整性、稳定性和强度为支撑结构的水泥土桩。
搅拌桩一般适用于粉土、粉质土、平填土、粉质土、粉质土、粘土等土层。
在砂层中,搅拌桩支护也非常合适,特别是多排搅拌桩组成的支护挡土墙具有良好的止水效果。
同时,在砂中,由于砂与水泥之间的混合。
在形成较高强度固结体后,搅拌桩的强度相对较高。
2深层搅拌桩的技术要点2.1搅拌桩的布置和连接形式搅拌桩挡土墙一般设计成网格状,桩与桩相互重叠10-20 cm,形成一个整体。
特别注意格栅内的土壤面积不宜过大,因为格栅内的土壤也会对格栅产生土压力。
特别是对于临近基坑的排桩,当网内土压力较大时,很容易引起桩与桩墙之间产生裂缝,甚至产生分离和倒塌。
当雨水进入时,雨水会渗透并大量增加。
侧压力容易导致事故。
因此,在设计时,要注意网格的大小。
如果它很大,它将是不安全的。
如果规模小,就会增加成本。
2.2搅拌桩的施工工艺搅拌件工程一般按照桩机便位→预搅之下沉→喷浆提高→复搅下沉→喷浆提高的工序施工。
作为确保桩身皆匀性与连续性,提高时建议喷淋不停歇,提升速度不超过0.5m/s。
基坑支护中深层搅拌桩的应用分析摘要:在建筑施工的过程中,基坑支护的安全性直接影响到建筑工程的质量,如何有效的对基坑支护深层搅拌桩施工进行有效的管理,是建筑施工单位必须要考虑的问题,文章通过分析了基坑支护的深层搅拌桩的相关的技术问题和具体的作用,并对基坑支护中的深层搅拌桩的技术原理进行了探讨。
关键词:基坑支护;深层搅拌桩;水灰比
随着我国城市化的进程加快,城市的高层住宅建设得到了快速的发展,高层住宅可以有效的对空间进行利用,提高土地的利用率。
但是,由于土地的基本结构不一样,施工条件的复杂化,高层建筑的基础设施建设等一系列的相关问题也就成为建筑中不可避免的
问题。
基坑支护问题是建筑工程中一项系统的工程,在施工的过程中,要求比较严格,它不仅包括力学强度稳定问题,对高层建筑的稳定起着决定性的作用,对于环境岩土工程等相关的问题也具有重要的影响作用。
由于基坑的支护问题设计的学科面比较广,现有的工程研发具有滞后性,对于如何有效的解决基坑的支护问题,是建筑施工的一个重要问题。
一、深层搅拌桩在基坑支护的作用
基坑的支护工作在建筑施工中具有的一定的风险性,如何合理有效的基坑的支护方案,对于基坑工程的施工与管理是一项十分重要的作用,对整个建筑工程的规模、施工的质量与安全具有重要的意义。
深层搅拌桩支护能够有效的改善基坑支护的一些问题,它的
主要特点是桩身具有一定的抗力强度,将支护与桩身连成一体能够形成一个止水帷幕,而且搅拌桩施工简便、安全性好、施工的造价较低,能够有效的对深基坑起到防护的作用,所以,深层搅拌桩在基坑支护中具有广泛的应用价值。
深层搅拌桩主要用于建筑工程施工的基础建设中,主要是用来改善地基承载力,提高建筑物的稳定能力和建筑物的基础承载能力,保持建筑基坑的基本状态,可以有效的防止外围土和水的进入,采用深层搅拌桩支护的结构能够有效的提高建筑基础施工的工期,安全性能好,在施工的过程中不会对环境造成污染和影响。
二、基坑支护结构中深层搅拌桩概述及原理
基坑支护的深层搅拌桩主要是利用水泥作为施工的固化剂,施工时,通过运用施工机械进行深层的强制性搅拌,将基坑中的软土、液体或者其他粉体形态的物质进行固化剂混合,通过这些材料之间的化学反应和物理反应,使软土和水泥之间通过搅拌达到均匀混乱,产生硬结,形成具有相应的整体性和稳定性,具有一定抗力、一定强度的桩体,提高建筑基础的稳定性,基坑支护结构中的深层搅拌桩具有广泛的应用,一般主要适用于淤泥、淤泥质土、水分较多的、粉体物质等各种成因相互作用而形成的饱和软粘土和砂土地层的建筑施工的基础中。
在砂土层的施工中,搅拌桩的强度较高、稳定性好、硬度大、止水性能好,尤其是在施工中,形成的多排搅拌桩的基坑支护挡墙,在强度、硬度、止水性能方面效果更佳。
但是在酸碱度较低的粘性土中,酸碱性的物质对搅拌桩具有腐蚀的作
用,导致搅拌桩的固化作用较差,防护性能也比较差,对建筑物的施工也会产生影响。
在具体的基坑防护施工中,深层基坑防护需要采用特制的搅拌轴,根据实际的施工情况设计桩长。
然后利用水泥浆或水泥粉与相关的施工物质,在地面开始进行搅拌,搅拌时要注意控制搅拌头的位置,通过搅拌头的下沉或提升,将水泥和土体进行有效、合适的混合、均匀搅拌。
水泥和土体之间充分的接触并发生一系列的物理与化学反应,使软土和水泥产生硬结,形成的桩体能够具有一定的整体性和稳定性,具有较强的硬度,而且桩体的压缩性较小。
在施工的过程中,通过搅拌,搅拌桩的自身强度和周围土体、软土、粉体等相关的物质强度都有相应的提高,通过搅拌机的机械搅拌,将水泥和软土进行充分的混合,将水泥、软土、粉体进行水泥土硬化,形成一个整体的桩体,提高高层建筑的稳定性。
基坑搅拌的基本化学原理是:水泥在水的作用下发生水化和水解,生成氧化钙化合物,ca+能够与粘土表面的k与na+离子发生化学反应,促进粘土颗粒之间能够互相黏合,最终形成一个整体,水泥水化后形成一个胶体离子,将粘土链接为一个蜂窝状的结构,之后水泥继续水化,释放出更多的ca+离子,会与粘土中的sio2和al2o3发生化学反应,这样就会形成稳定性更好的结晶矿物和碳酸钙等化合物,在水和空气的条件中,这些化合物逐渐硬化为水泥土,并形成一个整体。
通过水化处理过的水泥土性能比较稳定,力学性能较好,抗压强度比天然土提升了几十倍,能够有效的起到防护的作用,在实际的基坑支护深层搅拌工程中,为了加强搅拌桩的强度和稳定
性,还可以通过采用标号较高的水泥,当水泥的掺入比大于5%时,形成的桩体的强度会增加,也可以延长水泥养护时间,提高桩体的稳定性,在水泥水化过程加入其它的试剂如木钙、三乙醇胺和石膏等,能够有效的对加固土起早强、缓凝、减水的作用,提高桩体的稳定性。
三、基坑支护深层搅拌施工过程中应注意的问题
为了有效发挥基坑支护中的深层搅拌桩的作用,提高搅拌桩的稳定性、强度,在施工的过程中要注意以下的问题:
1、在基坑支护结构中,要有效的对深层搅拌桩进行施工,要有效的注意施工单位选择、施工机械选择(特别是搅拌头的选择)、原材料的选择使用、施工方法的选择和施工环节的监督等五个环节,并施工的过程进行有效的控制与管理。
严格的按照施程序进行管理,基坑的支护工程直接影响着整个建筑工程的设施。
2、在施工工艺上,要根据土质的实际情况,对水泥的配比要按照实际的要求进行,在进行水泥浆或水泥粉的深层搅拌过程中,由于水泥的水灰比达不到施工的要求,会出出现输浆管堵塞的现象,一般情况下,水泥深层搅拌桩的水灰比一般控制在0.5左右,如果低于或者超过这个数值,就会造成输浆管堵塞。
如果遇到这种情况,要及时的清理输浆管道,并对水灰比进行重新配置,并按照严格的施工规程进行施工。
3、在施工过程中对搅拌机的下沉或者提升的时间进行有效的控制,并进行有效的记录,对浆液的活动时间也要进行有效的控制,
要求监理工作人员进行详细的、专业的监督,对于施工中出现的问题要及时解决,对施工的具体情况进行检查分析,制定合理而有效的问题解决方案,提升施工过程的安全性和有效性,严格按照施工的程序进行施工。
四、小结
在基坑支护的深层搅拌桩的施工过程中,由于要涉及到施工的地质、施工所在地土质、施工方法等多方面的问题,如何进行合适的基坑方案设计选择和具体施工方法的选择是每个建筑工程施工
单位要进行仔细分析的问题,采用深层搅拌桩的施工方式,施工周期短、工程造价低、施工方法简单,施工能够满足要求,对施工的环境不会造成污染、噪声污染等问题。
符合我国绿色低碳节能建筑施工。
采用深层搅拌桩方式,可以有效地对基坑进行固化,有效的防止基坑土质的软化问题,提高建筑物的基层稳固,保证建筑工程的质量。
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