水泥土搅拌桩在软弱地基处理中运用
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浅析水泥土搅拌桩复合地基在软土地基处理中存在的问题及解决对策摘要:水泥土搅拌桩作为一种较为成熟的软土地基处理方法在国内外已得到了广泛应用。
但现阶段的实际应用中尚存在着一些问题。
本文根据实际应用现状,分析了在不同地质条件下该技术应用中存在的一些问题,提出了相应的解决方法与措施。
关键词:水泥土搅拌桩;复合地基;软土地基;地基处理一、在软土地基处理中水泥土搅拌桩复合地基存在的问题水泥土搅拌桩复合地基的设计与施工是一个比较复杂的工程技术课题,其工程技术效果往往与设计方案的科学性和施工工艺的正当性密切相关,这里就该项技术应用中常见的一些问题分析大致为以下几点:(1)水泥土搅拌桩复合地基是区别于桩基础设计的地基处理方案,设计者往往在计算过程中侧重于对搅拌桩的单桩承载力计算,忽略了复合地基桩间土对地基承载力的贡献。
实际桩间土的贡献度相当可观,忽略势必造成工程经济的浪费。
(2)水泥土搅拌桩桩身长度的控制不仅取决于复合地基承载力,也应考虑地基的变形。
作者曾遇到过某项工程其复合地基承载力无论是理论计算还是检测结果均有足够的安全度,但该工程在实际使用过程中还是发生了过量的倾斜变形。
分析结论是该工程设计搅拌桩桩身长度未考虑到场地土层条件桩端下地基土层的不均匀性与建筑荷载的不均匀性,其荷载偏大的部位桩端下软弱土层偏厚,荷载中心偏向压缩性能较差的地基部位,产生主体的偏斜无可厚非。
(3)复合地基的褥垫层设计是地基处理新旧规范区别的一大改进,是通过大量试验研究的一项成熟的理论与经验,其厚度控制与质量状况直接关系到桩与桩间土承载能力的有效发挥,工程中却往往忽略了此点,设计了不合理的垫层,影响了该项工程技术应用效果。
(4)水泥土搅拌桩开挖外观检测时,发现桩体成型不完整,水泥与土分离成千层饼状,甚至块状,桩体水泥与土没有充分拌和,无疑达不到设计要求的强度,影响工程质量。
二、水泥土搅拌桩复合地基在地基处理中问题的对策2.1复合地基承载力计算复合地基承载力计算应根据地基处理设计规范,先确定桩长,计算单桩承载力,再根据拟定的面积置换率,计算复合地基承载力,最终确定合理的基础受力面积,或者根据拟定的基础受力面积与合理的桩长,反算搅拌桩的面积置换率,最终确定水泥土桩的布置密度。
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。
水泥土搅拌桩在软弱地基处理中运用作者:李华来源:《城市建设理论研究》2013年第05期【摘要】:水泥搅拌桩地基处理,由于提高了地基承载力,减少地基沉降,满足了工程要求,得到了广泛应用。
文章从水泥土搅拌桩的概念出发,分析了水泥土搅拌桩加固软基的机理,探讨了水泥土搅拌桩的设计与施工注意事项。
;【关键词】:水泥土搅拌桩;软基处理;施工技术;质量检验;中图分类号: TU471.8 文献标识码: A 文章编号:引言民用和工业建筑、市政、交通、水利、电力等工施工中常遇到软弱土地基。
这种地基土不能满足工程建设的需要,导致建筑物在建成后很久仍在沉降,有的地方甚至还产生不均匀沉降,影响建筑物的正常使用。
而水泥土搅拌桩复合地基的造价低廉、施工简单、质量容易控制,现已普遍应用于软弱土地基处理中。
笔者根据水泥土搅拌桩在厚度较大的软土中采用悬桩和长短桩相结合的施工经验谈了几点自己的看法。
一、水泥土搅拌桩相关概述1、水泥土搅拌桩的概念水泥土搅拌法按照施工工艺,可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种,前者形成的加固体称为深层搅拌桩,后者形成的加固体称为粉喷桩,二者统称为水泥土搅拌桩。
水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,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固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
其所形成的加固体与桩间土共同承担上部结构的荷载,从而提高地基的承载能力,减少沉降变形。
2、水泥土搅拌桩复合地基机理水泥搅拌桩加固软土地基。
水泥土搅拌桩复合地基是诸多复合地基中具有代表性的一种,一般具有工期短、污染少、震动小、经济效益显著等特点,是国内、外目前进行地基处理的主流技术之一。
水泥搅拌桩加固的基本原理。
水泥的水解和水化反应;粘土颗粒与水泥水化物的作用,碳酸化作用。
其作用机理一般包括以下几点:水泥的水解和水化反应;粘土颗粒与水泥水化物的作用;碳酸化作用。
对水泥搅拌桩在建筑工程软基处理的应用探讨摘要:深层水泥搅拌桩是一项软基处理的新技术,水泥搅拌桩在软基工程施工中分别对准备阶段,施工阶段,检测阶段的质量控制措施做了一点探讨。
关键词:水泥搅拌桩;软基处理;设计;施工质量近年来水泥搅拌桩被广泛应用于地基处理工程,它利用水泥作为固化剂,用专用的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
这种方法适用于软弱地基的处理,对于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著,处理后可以很快投入使用,施工速度快;在施工中无噪音、无振动,对环境无污染;投资省。
为确保水泥搅拌桩的施工质量符合设计要求,认真分析影响施工质量的相关因素,并采取有效技术措施,全面控制其的施工过程,这是非常有必要的。
水泥搅拌桩施工质量的优劣直接关系到地基加固的成效,从而进一步关系到上部主体结构的稳定性,因此,对搅拌桩施工质量必须作到事前控制、事中控制和事后检测,进行严格监理控制。
1 准备阶段的控制措施1.1合理设计参数在运用水泥搅拌桩技术之前,主要要先将水泥掺入量确定好,水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。
桩径直径采用500mm为宜,桩长的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。
工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m,加固范围为条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层厚度取 300mm,其材料选用中粗砂。
1.2 原材料的质量保证原材料的质量,特别是优质水泥的质量,严禁使用过期变质的水泥。
水泥搅拌桩所用的水泥应经过自检及监理抽检,合格才可用。
建议采用强度等级为32.5 级及以上的普通硅酸盐水泥。
1.3机械设备的检查目前我国使用的搅拌机械,可以提供输送水泥材料的输送设备和搅拌钻进的机械。
搅拌机械应能够将水泥和土充分搅拌均匀,输送水泥系统应能按照设计要求的掺入量将水泥均匀送到土中,所以开机前要检查验收合格后方可开钻。
水泥搅拌桩在软基处理中的应用研究摘要:地基承载力的大小对高速公路施工起着至关重要的作用。
随着工程技术的日渐成熟,水泥搅拌桩这项公路软基处理的技术也被更加广泛地运用。
在高速公路施工中,重视水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用,可以强化地基承载能力,为高速公路的后续施工奠定坚实的土质强度基础。
关键词:公路工程;软基处理;水泥搅拌桩20 世纪 90 年代以来,我国的城市道路建设飞速发展,许多城市的主干道和次干道路都修建在了软土地区。
与此同时城市道路下铺设着各类管道,包括市政供水、排水、燃气、电力、电信管线等,这些管线对路基沉降有着严格的要求。
管线地基的工后沉降一般限制在 10cm 以内,这给道路地基提出了很高的要求。
软弱地基有着压缩性高、含水量大及承载力低的特点,在道路施工中很常见,难以满足道路施工和车辆通行的要求,在项目建设中必须采取措施对软基进行处理[1]。
当前,软基处理技术种类繁多,常用的方法有排水固结法、置换法和水泥搅拌桩法等。
水泥搅拌桩法在施工过程中不产生污染、无振动、无噪声、不会引起地面隆起及对邻近建筑物无有害影响且施工速度快,具有良好的经济和社会效益。
1.水泥搅拌桩概述水泥搅拌桩用水泥作为固化剂,以特制的搅拌桩机将水泥浆液喷入软土中并充分搅拌,使得水泥与软土之间发生物理化学反应,固化硬结成有着一定整体性与强度的加固土,提高软基土的变形模量和抗压强度;适合处理泥炭土、粉土、淤泥及淤泥质土。
经水泥搅拌桩处理后,软土地基的加固效果明显,且可以快速投入使用。
同时其加固设备具有结构简单、易于操作、噪声低的优点,在交通、港口软基处理等领域被广泛使用。
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.水泥搅拌桩的类型根据施工工艺的不同,水泥搅拌桩分为干法和湿法两种类型。
干法以水泥干粉为主,将水泥粉末、水分别喷出,再与软基土搅拌均匀。
水泥搅拌桩在公路工程中软基处理的应用赵忠摘要:在当今快速发展的时代,水泥搅拌桩的使用领域可以说是越来越广泛,尤其在公路工程软基处理中应用非常普遍。
当然在不同的领域水泥搅拌桩的基本原理是相似的。
其基本原理是通过专门的搅拌机械装备将固化的主剂混入到软基中,固化的主剂与水泥两者发生化学反应从而可以使得均匀的搅拌。
在此过程中水泥与土混合在一起生成水化物最后就会有凝胶体生成,凝胶体就会将土颗粒凝结,同时土质中的钠离子和钙离子进行交换并有稳定的离子生成,从而土质的强度和韧度就会增强,进一步提高软基中的承载力。
关键词:水泥搅拌桩;公路工程;软基处理1水泥搅拌桩技术水泥土搅拌桩,是一种针对软弱土层进行加固的工艺技术,将水泥作为固化剂,通过搅拌设备,在地基深层对水泥和软土层进行强制搅拌,通过相应的物理化学反应,使得软土能够固结成具备较高强度和稳定性的优质基础。
通常来讲,在土木工程中,水泥土搅拌桩的加固机理包括了三个过程:一是水泥水解和水化,但是其对于水的需求较大,如果土层中含水量低,同时选择喷粉施工,会导致施工难度增大,水解反应和水化反应无法顺利实现,影响加固效果;二是碳酸化,在施工环节,水泥搅拌桩由于水泥与土壤的不充分混合,必然会存在土块和水泥块,在这种情况下,若要提升总体强度,需要做好充分搅拌,确保水泥能够均匀分布到土壤中;三是黏土颗粒与水泥水化物的反应,如离子交换反应、凝硬反应等,与水泥水化反应密切相关,要求土壤含水量适中。
2水泥搅拌桩在公路施工中的应用2.1工程概况某高速公路工程K3467+420位置上跨地方道路,区域属于湖沉积地段,以亚黏土、淤泥质夹沙土等构成,基础承载能力严重不足,地下水位较高土壤含水量超过30%,饱和度超过95%。
考虑到公路施工对于基础沉降的研究,技术人员在基础处理环节应用了水泥搅拌桩,桩体长度为8-12m,桩径0.6m,以梅花形布置,桩间距在1.5m左右。
2.2施工准备一是图纸审核,对设计施工图纸进行全面细致的审核,确保图纸的合理性和可操作性,如果发现问题,需要督促设计单位及时进行整改,为施工提供有效的指导;二是现场清理,清除地面存在的杂物、石块等,为施工提供一个良好的场地条件;三是测量放线,对照施工图纸,明确所有水泥土搅拌桩的位置,做好标记,保证放线的准确性;四是配比设计,要求技术人员必须依照现场地质条件和动力搅拌资料,做好配合比试验,以保证水泥搅拌桩的实际效果;五是工器具和材料准备,在该工程中,选择普通硅酸盐水泥,需要做好水泥性能和强度检验,确认合格后才能使用。
水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用【摘要】主要阐述了水泥搅拌桩在软基加固中的应用,施工控制及其质量问题分析。
【关键词】软土;水泥搅拌桩;桩体强度1 软土的危害软土在我国沿海平原、河口三角洲等地广泛分布。
软土对道路、桥梁等建筑物影响极大,如果施工时处理不当,会造成路基下沉、路面下沉和开裂、桥台下沉移位等质量事故,严重时导致桥梁和建筑物由于沉降产生拉裂,甚至倒塌。
2 软土地基的处理对于软土地基的加固处理,最简单直接的方法是换填,将柔软的土层全部置换成有足够承载力的土,以达到地基承载力的要求。
但该方法主要适用于1~2米深的软基处理。
目前应用于软土地区的地基加固技术,大多数属于复合地基类。
如水泥搅拌桩、碎石桩、石灰桩、砂桩、粉煤灰水泥碎石桩等,都是以桩的形式对软土地基进行补强、使补强桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。
3 水泥搅拌桩的应用在诸多复合地基中,水泥搅拌桩复合地基是最具代表性,也是应用最广泛的软土地基加固法。
水泥搅拌桩是通过特制的搅拌机械,在土层内就将软土与水泥进行强制搅拌,使水泥与土体发生物理化学反应,形成具有一定整体性和一定强度的水泥加固体,该加固体与天然地基组成复合地基,以提高其地基承载力,减少沉降。
水泥搅拌桩的适用性:3.1 水泥搅拌桩适宜于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120kpa的粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。
3.2 水泥搅拌桩的加固深度取决于机械的钻架高度、电机功率等技术参数,一般最大处理深度为20米。
3.3 水泥搅拌桩由于施工时无振动、无噪声、无泥浆废水污染、无土体隆起或侧移、无土方外运,对环境要求较高的城区施工更加适合。
4 水泥搅拌桩的施工4.1 施工机具:主机为深层搅拌机,有双搅拌轴中心管输浆方式和单搅拌轴叶片喷浆方式两种;配套机械主要有灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵及控制柜,为了保证水泥用量符合设计要求,须在搅拌机上安装自动计量装置,满足机械设计喷入量的各种技术参数。
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。
水泥土搅拌桩在软弱地基处理中运用【摘要】:水泥搅拌桩地基处理,由于提高了地基承载力,减少地基沉降,满足了工程要求,得到了广泛应用。
文章从水泥土搅拌桩的概念出发,分析了水泥土搅拌桩加固软基的机理,探讨了水泥土搅拌桩的设计与施工注意事项。
【关键词】:水泥土搅拌桩;软基处理;施工技术;质量检验中图分类号: tu471.8 文献标识码: a 文章编号:引言民用和工业建筑、市政、交通、水利、电力等工施工中常遇到软弱土地基。
这种地基土不能满足工程建设的需要,导致建筑物在建成后很久仍在沉降,有的地方甚至还产生不均匀沉降,影响建筑物的正常使用。
而水泥土搅拌桩复合地基的造价低廉、施工简单、质量容易控制,现已普遍应用于软弱土地基处理中。
笔者根据水泥土搅拌桩在厚度较大的软土中采用悬桩和长短桩相结合的施工经验谈了几点自己的看法。
一、水泥土搅拌桩相关概述1、水泥土搅拌桩的概念水泥土搅拌法按照施工工艺,可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种,前者形成的加固体称为深层搅拌桩,后者形成的加固体称为粉喷桩,二者统称为水泥土搅拌桩。
水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,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固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
其所形成的加固体与桩间土共同承担上部结构的荷载,从而提高地基的承载能力,减少沉降变形。
2、水泥土搅拌桩复合地基机理水泥搅拌桩加固软土地基。
水泥土搅拌桩复合地基是诸多复合地基中具有代表性的一种,一般具有工期短、污染少、震动小、经济效益显著等特点,是国内、外目前进行地基处理的主流技术之一。
水泥搅拌桩加固的基本原理。
水泥的水解和水化反应;粘土颗粒与水泥水化物的作用,碳酸化作用。
其作用机理一般包括以下几点:水泥的水解和水化反应;粘土颗粒与水泥水化物的作用;碳酸化作用。
以下分别作一简述。
(1)水泥的水解和水化反应。
这一反应离不开水,如果天然土的含水量过低而又采用干法(喷粉)施工,不但施工难度大,而且水泥不能得到充分的水解和水化反应,势必会影响水泥土的加固效果; 水泥遇水后,其颗粒表面的矿物很快与水发生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。
其中前二种化合物溶于水,使水泥颗粒表面暴露出来,再与水作用,逐渐使溶液达到饱和,新生成物便以胶体析出,悬浮于溶液形成凝胶体。
粘土与水结合即表现胶体特征,如土中含量最多的二氧化硅与水形成硅酸胶体,其表面带有na+或k+,和水泥水化生成的氢氧化钙中的ca2+进行当量吸附交换。
使较小的土颗粒形成较大的土团粒;由于其产生了很大的比表面能,可使较大的土粒进一步联合,形成水泥土团粒结构,并封闭各土团的空隙,形成坚固的联结,从而使土体强度提高。
(2)粘土颗粒与水泥水化物的作用。
包括凝硬作用和离子交换作用,这一反应过程也取决于水泥水化反应的程度,与适当的含水量有关;(3)碳酸化作用。
从水泥加固土的作用机理分析来看,水泥加固土的强度主要来自于水泥水化物的胶结作用。
从施工工艺来看,水泥搅拌桩中不可避免会存在原状土块和水泥团块,其大小与强制搅拌的程度有关。
强制搅拌越充分,土块被粉碎得越小,水泥分布到土中越均匀,则水泥土的结构强度离散性就越小,其宏观的总体强度也就越高。
二、采用悬桩处理厚度较大软弱地基的必要性1、软弱土和软弱地基软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土,这类土的工程特性为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等不利的工程性质。
我国《建筑地基基础设计规范》(gb50007—2002)中规定,软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。
它是指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
2、悬桩的特点悬桩(水泥土搅拌桩)地基的建筑物沉降量大且不均匀,可采取有效的措施控制沉降量。
而不均匀沉降则是很多建筑物开裂等安全事故的主因,也因此在厚度较大的软土区建设项目时,大多数设计人员不愿采用悬桩而修改为长桩,甚至于改为预制砼桩等,这对于修建1~3层普通工业与民用建筑来说,不仅给建设方增加了巨额的工程造价,同时也造成了巨大的人力、物力、财力等社会资源和财富的浪费。
3、必要性我国南方沿海及沿江一带多为淤泥、淤泥质土、冲填土及饱和的粉土等组成的软弱地基,一部分建筑物只能座落在软弱地基等不良的场地。
必须要对这种地基做加固和改良。
但软土较厚区采用悬桩和长短桩相结合的复合地基沉降变形和承载力的理论研究滞后,尤其对沉降变形控制还没有统一的认知,使这种地基在实际施工中的应用收到限制。
因此,采用悬桩和长短桩相结合的水泥土搅拌桩对厚度较大的软弱地基进行处理的方法是必要的。
三、采用悬桩处理厚度较大软弱地基的可行性分析在地基处理中,我们所遵循的原则是:技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
本着这条原则分析如下:1、水泥土搅拌法水泥搅拌桩技术以其经济、适用,无污染,无振动,加固效果好等诸多优点经常被运用于地基基础处理,特别适用于软土地基的处理。
2、水泥土搅拌桩的优缺点优点:工艺成熟,进度快,工期较短,造价低,可有效消除主、次固结沉降,且能彻底改变地基土的颗粒组成和成份,进而达到消除液化的目的;缺点:对于泥炭土、有机质土、塑性指数较大的粘性土处理效果不好;且处理深度通常小于18 m。
3、适用条件水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
当地基土的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的ph值小于4时不宜采用干法。
冬期施工时,应注意负温对处理效果的影响。
湿法的加固深度不宜大于20m;干法不宜大于15m。
水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。
一般认为用水泥作加固料,对含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好;而对含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土以及有机质含量高,ph值较低的粘性土加固效果较差。
4、悬桩式水泥土搅拌桩复合地基的可行性(1)悬桩式水泥土搅拌桩的理论依据水泥土桩的强度和刚度是介于柔性桩(砂桩、碎石桩)和刚性桩(钢管桩、混凝上桩等)间的一种半刚性桩,它所形成的桩体在无侧限情况下可保持直立,在轴向力作用下又有一定的压缩性,但其承载性能又与刚性桩相似,因此,设计时仅可在上部结构基础范围内布桩。
由此看出,只要悬桩式水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值满足建筑物对地基承载力的要求,则悬桩的方案就是可行的。
(2)长短桩相结合式的水泥土搅拌桩的理论依据《建筑地基基础设计规范》(gb50007—2002)条文说明第11.2.7条中对长短桩相结合具有如下的定义和说明。
“长短桩相结合:当地质条件复杂,同一建筑物座落在两类不同性质的地基土上时,可用3 m左右的短桩将相邻长桩连成壁状或格栅状,藉以调整和减少不均匀沉降量。
”由此说明,对于软土较厚的软弱地基处理时,完全可以根据拟建物上部结构及荷载特点来设计悬桩式水泥土搅拌桩复合地基。
短桩设计的目的主要是满足对地基承载力的要求,长桩设计的目的则主要是满足沉降变形的要求,不论是长桩短桩,皆可设计为悬桩。
四、影响强度的因素分析1、含水量对强度的影响水泥土的无侧限抗压强度随着土样含水量的降低而增大,当土的含水量从157%降低至47%时,无侧限抗压强度则从260kpa增加到2320kpa。
一般情况下,土样含水量每降低10%,则强度可增加(10~50)%。
2、地基土中有机质含量对强度影响有机质含量少的水泥土强度比有机质含量高的水泥土强度大得多。
由于有机质使土体具有较大的水溶性和塑性,较大的膨胀性和低渗透性,并使土具有酸性,这些因素都阻碍水泥水化反应的进行。
因此,有机质含量高的软土,单纯用水泥加固的效果较差。
3、外掺剂对强度的影响不同的外掺剂对水泥土强度有着不同的影响。
如木质素磺酸钙对水泥土强度的增长影响不大,主要起减水作用。
石膏、三乙醇胺对水泥土强度有增强作用,而其增强效果对不同土样和不同水泥掺入比又有所不同,所以选择合适的外掺剂可提高水泥土强度和节约水泥用量。
掺加粉煤灰的水泥土,其强度一般都比不掺粉煤灰的有所增长。
不同水泥掺入比的水泥土,当掺入与水泥等量的粉煤灰后,强度均比不掺粉煤灰的提高10%,故在加固软土时掺入粉煤灰,不仅可消耗工业废料,还可稍微提高水泥土的强度。
五、水泥土搅拌桩的施工质量控制1、施工流程定位:使用起重机(或塔架)悬吊深层搅拌机到达指定桩位,对中。
预搅下沉:待深层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。
制备水泥浆:待深层搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比搅拌水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
提升喷浆搅拌:待深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。
重复上、下搅拌(一般为2喷4搅):深层搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时,为使水泥浆和软土充分搅拌,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后,边喷浆、边旋转,将搅拌机提升出地面,集料斗中水泥浆应正好排空。
清洗:向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残层的水泥浆,直至基本干净。
同时将粘附在搅拌头的软土清洗干净。
移位:重复上述操作,进行下一根桩的施工。
2、施工过程质量控制在预搅工程中,要使软土完全预搅破碎,以利于同水泥浆均匀搅拌。
在水泥浆搅拌时,要严格按设计的配合比配置,要预先筛除水泥中的结块,同时要防止水泥浆发生离析,要在水泥浆搅拌机中充分搅动,在压浆前才缓慢地倒入集料斗中。
为确保加固的强度和连续性,在压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管道要保持畅通,不能发生堵塞现象;要严格按设计确定的数据,控制喷浆和搅拌提升速度,误差不得大于±10cm/min;要控制重复搅拌时的下沉和提升速度,以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。
为使搅拌桩垂直于地面,要保证起重机的平整度和导向架对地面的垂直。
对于采用水泥土搅拌桩作为支护和隔水结构时,要确保壁状加固体的连续性,原则上每一施工段宜连续施工,相邻柱体施工间隔不得超过24小时。
3、成桩后的质量检验为保证水泥土搅拌桩的施工质量,首先应根据施工的原始记录,查看是否符合规范,从源头上确保施工的质量。
开挖检验:根据工程设计要求,选取一定数量的桩体进行开挖,可以直接检查加固桩体的外观,从而对水泥浆与软土的拌和状态、均匀性、整体性有较感性的认识。