水泥搅拌桩在基坑支护中的应用
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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。
深层水泥土搅拌桩在基坑支护中的运用一、深层水泥土搅拌桩的特点深层水泥土搅拌桩是指在地下进行搅拌的过程中,混入水泥、砂浆或其他特定的填充材料,形成一根或多根立管。
深层水泥土搅拌桩的特点有以下几点:1. 施工简便:深层水泥土搅拌桩只需直接在地下进行搅拌,无需额外的支撑结构,施工过程简单快捷。
2. 材料使用量少:由于深层水泥土搅拌桩是在地下进行搅拌,其材料使用量相对较少,节约了材料的成本。
3. 成本低:相比传统的基坑支护方法,深层水泥土搅拌桩施工简便,材料使用量少,因此具有较低的成本优势。
5. 适用范围广:深层水泥土搅拌桩适用于各种地质条件下的基坑支护,具有较强的通用性。
1. 基坑支护施工前的准备在进行深层水泥土搅拌桩的基坑支护施工前,首先需要对基坑进行详细的勘察和测量,了解地质情况和地下水情况,为后续施工提供依据。
2. 施工工艺深层水泥土搅拌桩的施工工艺相对简单,一般包括以下几个步骤:(1)现场布置:根据设计要求和现场情况,对施工区域进行布置,确保施工区域畅通无阻。
(2)钻孔搅拌:使用专用的搅拌桩设备,在地下进行搅拌,同时向搅拌桩中注入水泥或砂浆等填充材料,形成深层水泥土搅拌桩。
(3)钢筋笼安装:钢筋笼是深层水泥土搅拌桩的重要组成部分,需要根据设计要求进行相应的布置和安装。
(4)静载试验:为了确保深层水泥土搅拌桩的质量,一般需要进行静载试验,测试其抗压强度和承载能力。
3. 施工注意事项在进行深层水泥土搅拌桩的基坑支护施工过程中,需要注意以下几点:(1)施工质量:深层水泥土搅拌桩的质量直接关系到基坑支护的稳定性和安全性,因此施工质量要求较高,需要严格按照设计要求进行施工。
(2)施工安全:深层水泥土搅拌桩的施工涉及到大型机械设备和深层钻孔搅拌,需要严格遵守相关安全规定,保障施工人员和设备的安全。
(3)环境保护:深层水泥土搅拌桩的施工可能会影响周边环境和地下水位,需要采取相应的保护措施,减少对环境的影响。
五轴水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用【摘要】本文介绍了无置换土五轴水泥土搅拌桩的施工方法与技术,通过工程实例对五轴水泥土搅拌桩与三轴水泥土搅拌桩工艺进行施工工艺、施工效率、材料成本、绿色施工等方面的比对分析,得出了五轴水泥土搅拌桩具有功效快、质量好、节省材料、绿色环保的优势,所积累的经验可为类似项目提供参考。
【关键词】基坑支护无置换五轴水泥土搅拌桩三轴搅拌桩【引言】导墙是地下连续墙施工过程中保证位置准确和成槽质量的关键,导墙在地下连续墙施工期间经常会受到钢筋笼碰触、混凝土导管布设、混凝土架和泥浆系统等造成的静、动荷载的作用,因而必须通过认真设计和施工,确保导墙及下部土体的承载力满足要求后,才能进行后续施工。
如导墙施工区域原状土受到破坏、土质松散,墙趾无法进入坚实原状土层,导墙修筑前需进行土体加固。
水泥土搅拌桩利用水泥作为固化剂对饱和软黏土地基进行加固,通过搅拌机械将土体和水泥进行强制搅拌,将软土硬结成为兼具整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
1 工程概况苏宁睿城剩余地块(E0304)项目总建筑面积61.38万㎡,由1栋300米以上办公塔楼、2栋200米以上办公塔楼及多栋1-2层商业裙房组成。
E03地块南北方向长度134.5m,东西方向长度208.6m,基坑总面积28056.7㎡;E04地块南北方向长度160m,东西方向长度235m,基坑总面积34408㎡。
基坑开挖深度21.7m~24.2m。
基坑开挖采用整体顺做法进行施工,基坑周边采用地下连续墙作为围护结构。
根据地勘报告显示,苏宁睿城剩余地块(E0304)项目场地位于长江漫滩地貌单元,沉积地层为典型的“二元结构”,场地含水层厚度大,渗透性强,地下水埋藏浅(含承压水),水量丰富。
从场地岩土层强度来看,混合土卵砾石含量不太高,基岩强度也不高,属于极软岩。
所以,地下连续墙施工难度不大,基本可行。
图纸设计导墙加固采用Ø850@600三轴深搅桩(套接一孔)加固,为提高基坑支护施工的工作效率,缩短项目工期,经设计同意,将E03地块导墙加固局部改为Ø850@600五轴水泥土搅拌桩(套接一孔)加固。
水泥搅拌桩的适用范围嘿,朋友!咱今儿来聊聊水泥搅拌桩这玩意儿的适用范围。
你知道不,水泥搅拌桩就像一位默默奉献的大力士,在很多工程场合都能大展身手呢!先来说说软土地基处理。
想象一下,那软得像豆腐一样的土地,要是直接在上面盖房子、修路,那不得像踩在棉花上一样,晃晃悠悠,随时可能出问题。
这时候水泥搅拌桩就挺身而出啦!它能把软土和水泥搅拌在一起,让土地变得坚固可靠,就像给豆腐加了钢筋铁骨,是不是很神奇?在路堤的加固中,水泥搅拌桩也是一把好手。
路堤就像是一条长长的扁担,要承受很大的压力。
要是路堤下面的地基不够结实,那扁担可就容易弯啦!水泥搅拌桩就像在路堤下面撑起了一把把坚固的支柱,让路堤稳稳当当,不用担心会垮塌。
还有啊,在基坑支护中,水泥搅拌桩也能发挥重要作用。
基坑就好比是一个大坑,周围的土要是不稳定,那可危险了。
水泥搅拌桩就像一堵坚固的围墙,把土紧紧地固定住,保护着基坑的安全。
对于那些对沉降要求比较高的工程,水泥搅拌桩也是不二之选。
比如说一些精密仪器的厂房,要是地面沉降不均匀,那仪器的精度可就没法保证啦。
水泥搅拌桩能让地面稳稳当当,就像给地面铺上了一层坚固的铁板。
再比如,在一些地质条件复杂的地方,像有淤泥、泥炭土的地方,其他的方法可能不好使,水泥搅拌桩却能轻松应对。
它就像是一位经验丰富的老中医,不管病情多复杂,都能开出对症的药方。
总之,水泥搅拌桩的适用范围那可真是广泛得很。
只要是需要加固地基、提高稳定性、控制沉降的地方,它都能派上用场。
你说,这水泥搅拌桩是不是工程界的大功臣?。
双轴水泥搅拌桩在基坑围护中的应用摘要:水泥搅拌桩是加固地基的一种方法,在这种方法中水泥被用作固化剂。
通过机械搅拌使软土形成完整性、水稳性与一定强度的固体土,从而提高地基承载力。
本文以松江广富林考古遗址展示馆为例,分析了水泥搅拌桩在基坑围护中的应用,希望能供类似工程施工参考。
关键词:考古遗址展示馆;双轴水泥搅拌;基坑支护;施工技术1工程概况松江广富林考古遗址展示馆位于上海市松江新城区的方松街道遗址保护区内,北临银泽路,南至农耕生态绿地,西邻银河,东至南北路。
总用地约7788 m2,松江广富林考古遗址展示馆建筑面积约10350m2。
基坑总面积约6098 m2,基坑延长米约320m。
本工程±0.00=+5.00m,自然地坪标高为-1.50m,板底面标高为-5.70m,底板厚900mm,垫层厚150mm,基坑开挖深度为5.0m。
本工程基坑等级为三级,环境保护等级为三级。
本工程基坑围护的西北角局部区域采用重力坝,采用Φ700@500双轴搅拌桩作为临时的止水和挡土结构,重力坝宽度为4.2m。
双轴搅拌桩水泥掺量15%,长度为11.0m,底标高为-12.500。
因基坑基本上全部处于暗浜区域,西北角局部区域坑内被动土加固采用双轴搅拌桩进行加固,坑底以上采用8%水泥掺量,坑底以下采用15%水泥掺量进行施工,加固宽度为5.0m,深度均为坑底以下4m,-6.50~-10.50。
在基坑第一、第二级放坡的平台位置,布置两排Φ700@500双轴搅拌桩,水泥掺量15%,用于基坑止水。
2工程水文地质条件2.1工程地质本工程遗址展示馆底板埋置标高约-1.00米,场地整平绝对标高3.50m,基坑深约5.0m,安全等级属三级,环境保护等级属三级,基坑开挖范围内有①1素填土、①2浜填土、②1粉质粘土、②3粘质粉土。
基坑围护设计中各土层的有关指标见表1。
2.2水文地质本场地浅层地下水属潜水类型,主要补给来源为大气降水或地表水系。
深层水泥土搅拌桩在基坑支护中的运用深层水泥土搅拌桩主要是利用搅拌机在原位将下土和水泥混合同时加固地基,从而达到加固基础的目的。
深层水泥土搅拌桩的优点主要有承载能力强、加固效果好、施工速度快等。
因此,在基坑支护中,深层水泥土搅拌桩是一种常见并且有效的加固地基的方案,本文将从深层水泥土搅拌桩在基坑支护中的构造与特点、施工要点、质量控制等方面进行具体说明。
深层水泥土搅拌桩是由搅拌机在准确深度停止钻进土壤,并在混合过程中升出土屑,形成加固地基的一种工具。
深层水泥土搅拌桩的构造与传统搅拌桩非常相似,主要都由搅拌机、钢筋和锚杆等组成。
深层水泥土搅拌桩与传统搅拌桩的最大区别在于施工深度。
搅拌桩大多适用于1-12m的浅层地基加固,而深层水泥土搅拌桩的适用范围超出了深度一般不超过30m。
在施工过程中,搅拌机钻入地下后,开启混合装置进行混合加固。
在钻进的过程中,混合杆不断向下推入土中,使下土和水泥的比例逐渐增加,从而形成加固作用。
当整个混合装置钻杆到达所述钻进深度后,搅拌杆会向上抬升,同时向上推进新的砂浆,形成新的混合杆。
重复这个过程,同时使得支撑力不断加强。
最后,深层水泥土搅拌桩钻出土体,形成加固地基。
1、地质勘测与设计在选择深层水泥土搅拌桩作为基坑支护的手段时,必须要先进行地质勘测,设计相应的加固方案。
在选择加固方案时,应充分考虑土层特性、地下水、周围建筑物、土质等因素,避免出现未预料的情况。
2、施工现场准备在深层水泥土搅拌桩的施工现场准备工作中,必须要做到安全、先进、高效。
必须要留足够的施工空间,提供充足的混合水和水泥等材料,确保混合效果。
同时,还要注意与周围环境协调,确保施工现场的通行安全。
3、混合过程中的控制混合过程中,必须要掌握好深度和施工速度。
同时,对于不同墙体类型和地质情况,合理调整搅拌机的搅拌时间和深度,确保混合效果。
在施工过程中还需时刻检查搅拌机的性能和工作状态,保证施工质量。
4、施工质量的控制施工质量的控制是确保深层水泥土搅拌桩加固地基工作的关键。
水泥搅拌桩基坑支护应用分析摘要:软土地基基坑支护是基坑施工的基础保障,基坑支护方案的合理性也直接影响到施工安全、工期规划、施工成本等。
水泥搅拌桩基坑支护应用有重要价值,不仅节省了资源还缩短了工期,值得广泛推广应用。
本文以某工程深基坑支护举例,将水泥搅拌桩作为支护结构,通过对开挖、施工过程的监测,分析水泥搅拌桩基坑支护的应用价值,为未来施工的开展奠定良好的基础。
关键词:水泥搅拌桩;基坑支护;应用效果社会经济的发展,人们对生活居住环境提出了更高的要求,近几年来,我国各种建筑和市政工程都得到积极的发展,高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库、地铁车站等都需要采取深基坑支护技术。
随着城市化阿富汗赞进程的加快,在对建筑密集、地下水含量丰富的地区实施深基坑支护设计的时候,不仅需要考虑到基坑自身维护问题,还要考虑周围环境的影响,尽可能避免深基坑开挖对施工方带来的经济损失,保证施工企业的经济效益。
一、水泥土搅拌桩技术特点软土地层的环境下,采用支护结构不仅能够满足结构强度的要求,还能保证支护结构的稳定性,选择整体性、抗渗性较好的支护结构为工程施工奠定良好的基础。
混凝土灌注桩支护一般会采取隔一段距离设置的方式,无法达到阻水抗渗的效果,在地下水丰富的基坑中应用,也会造成桩间土的流失,桩背土体掏空则会影响支护土体的稳定性。
在支护深度≤1mm的软度且地下水丰富的基坑工程中,要选择不仅能够解决防水挡土的问题,还能避免刚性与半刚性桩强安全过生造成浪费的水泥搅拌桩[1]。
水泥搅拌桩利用深层搅拌机就地将基坑土、边坡土与水泥浆进行强力搅拌,最终形成水泥土桩,用于基坑和边坡支护能够发挥良好的稳定效果。
这种桩墙靠自重和刚度就可以发挥挡土阻水的效果,也具有良好的抗渗效果。
二、实例分析以金湾区公共租赁住房及人才公寓为例,项目用地面积 62754.19 ㎡。
地下室建筑面积 53126.23 ㎡,周长约 972m。
±0 标高相当于绝对标高 4.35m,地下室底板顶(承台面)相对标高为-5.5m。
水泥搅拌桩在基坑支护工程中的应用摘要:本文结合某工程实例,介绍了水泥搅拌桩在基坑支护工程中的应用。
关键词:基坑围护水泥搅拌桩质量控制1、工程概况某工程由1、2号楼及东地下室组成,建筑面积约7.97万㎡,其中1#楼30层建筑面积13206㎡,2#楼29层建筑面积44129.7㎡,建筑高度99.800m。
基础采用钻孔灌注桩基础,根据基坑工程的开挖深度、环境条件和地质条件等综合考虑,基坑围护设计采用二道钢筋混凝土支撑结合排桩墙,同时采用水泥搅拌桩止水的基坑围护方案。
2、工程地质条件根据岩土工程勘察报告显示:本基坑工程场地地势比较平坦。
拟建场地地层大致可分为十大层,细分为14亚层,涉及基坑支护工程的土层自上而下有:①-0a 杂填土(mlq44):灰色、杂色,松散,上部以碎砖瓦、碎石等建筑垃圾为主,硬杂质含量约占55%~70%,其余为粉土或粉质粘土;下部以粉土或粉质粘土为主,含少量碎砖瓦及腐殖物碎屑,局部夹少量生活垃圾;层顶高程为7.84~5.77m,层厚1.3~5.8m。
①-1a 粉质粘土(al-mq43):灰色、灰黄色,很湿~饱和,软塑为主,局部可塑,摇振反应慢,切面较粗糙,干强度低~中等,韧性低~中等,含云母及铁锰质氧化物斑点,局部为粘质粉土;层顶高程为6.06~2.18m,层厚0.8~4.9m。
①-2 砂质粉土(al-mq43):灰色、灰黄色,饱和,稍密~中密,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,含云母及铁锰质氧化物,局部为粉砂,本次勘察仅场地东北角揭露;层顶高程为3.09~1.16m,层厚2.1~8.8m。
②-1 淤泥质粘土(mq42):灰色,流塑,切面光滑,无摇振反应,干强度中等~高,韧性中等~高,含有机质及腐殖质,层间夹0.5~2cm厚薄层粉土,局部过渡为淤泥质粉质粘土;层顶高程为4.14~-0.12m,层厚3.3~6.6m。
③-2a 粉质粘土(mq41):灰色,流塑为主,局部软塑,切面较光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,含有机质、腐殖质及云母,层间夹0.5~2cm厚薄层粉土,呈千层饼状;层顶高程为-2.46~-6.95m,层厚3.9~8.2m。
搅拌桩在基坑支护中的应用在建筑工程中,基坑支护是一个非常重要的工序。
而在基坑支护中,搅拌桩是一种常见的施工方式。
那么,搅拌桩在基坑支护中的应用有哪些优势呢?
首先,搅拌桩是一种比较节省时间和人力的施工方式。
相比于传统的混凝土浇注方式,搅拌桩能够快速地完成整个基坑的支护工作。
这是因为在搅拌桩的施工中,一根桩可以同时完成多个功能,比如支撑基坑、抵抗土方和地下水的压力等。
这种多功能的设计,可以大大加快施工效率,节约人力和时间。
其次,搅拌桩具有很好的支撑能力。
搅拌桩外壁的混凝土强度和厚度都比较高,而且内部还配有钢筋等加强结构。
这种设计让搅拌桩能够承受较大的荷载,具有很好的稳定性。
而且,由于搅拌桩是根据实地情况而定制的,因此搅拌桩的长度、直径和间距等都可以根据实际需要进行调整,以满足不同基坑的支撑需求。
另外,搅拌桩还具有一定的环保性。
在搅拌桩的施工中,不需要使用大量的水泥等材料,从而减少了对环境的污染。
而且在施工完成后,搅拌桩的外壁坚固耐用,不易产生垃圾或废弃物,进一步减少了基坑支护对环境的损害。
综上所述,搅拌桩在基坑支护中的应用具有显著的优势。
它既
能够快速高效地完成施工任务,又具有很好的支撑能力和一定的
环保性。
当然,搅拌桩在使用过程中也需要注意细节和安全问题,比如桩身的检查、连接点的处理等。
但只要这些问题得到妥善解决,搅拌桩将成为未来基坑支护的重要施工工具。
水泥搅拌桩在基坑支护中的应用
【摘要】本文通过工程实例就水泥搅拌桩在基坑支护中的应用作了简要叙述,对其可行性进行了探讨,可供设计和施工参考。
【关键词】基坑支护;重力式挡土墙;水泥搅拌桩
1 工程概况
太原市某大厦蓄水池,东临公路,其余三面均有建筑物,其开挖深度为4.8m,面积约800m2,见图一。
该场地属太原市汾河东岸ⅰ级阶地,从自然地面至其下200米范围内地层属第四系全新纪地层(q4)。
根据工程地质勘察报告,将该工程场地分为四层,分别为:
第(1)层:粉土夹粉砂薄层,层厚6.0~6.5m,呈软塑流塑状,fk=85kpa。
第(2)层:粉土层,层厚3.0~5.5m,呈软塑可塑状,中等高压缩性,fk=120kpa。
第(3)层:细砂夹中砂层,层厚约3.0m,饱和,松散稍密状态,fk=115kpa。
第(4)层:中砂层,中密,fk=250kpa。
地下水位为自然地面下2.3~2.5m,为潜水,对混凝土无侵蚀性。
2基坑支护方案的确定
该工程的基坑开挖深度虽然较浅,但是施工场地狭小,四周毗邻建筑物,土质又差,业主考虑多方面的原因,要求在保证安全的前
提下,尽量降低造价,同时要求的工期很短,有效工期仅为一个半月。
初步设计有两个方案:方案一:采用钻孔灌注桩,优点是安全可靠,但因场地狭小,其泥浆的排放问题很难解决,影响四周建筑的正常使用,且造价相对方案二较高。
方案二:采用水泥搅拌桩作为重力式挡土墙,优点是造价低、工期短、施工无噪音且不污染环境,同时可作为防渗帷幕,但工程实践经验较灌注桩少,有待进一步完善。
根据该工程的场地条件、地质条件、技术要求、工程造价、工期等多方面的情况,通过综合技术分析比较,经过仔细计算分析论证并结合以往的工程经验,决定采用方案二,以水泥搅拌桩作为重力式挡土墙进行深基坑支护。
3水泥搅拌桩的原理及挡土墙的结构设计
水泥搅拌桩法是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机械在地基深处原位将土和水泥强制拌和,经一系列的物理化学反应,利用致密的水泥土挡住渗水并承受水、土压力。
由于水泥土的抗弯强度较低,当基坑内无其它支撑时,所需水泥土厚度较大,一般应设置若干排搅拌桩。
在软土地基中开挖基坑时水泥搅拌桩支护结构可参照重力式挡土墙的计算方法进行设计,其厚度、强度及深度用试算法确定。
根据初步拟定的参数进行挡墙的稳定性验算,并结合实际工程经验等进行适当修正,直到满足设计
要求为止。
根据实际情况,本工程采用的是ph-5a型粉喷桩机,桩长为8.5m,其中开挖4.8m,插入基坑底部3.7m,并进入第二层粉土层内≥1.5m。
本工程水泥挡土墙体采用格栅式,如图二,壁厚3.5m,考虑挡墙既要挡土又需防水,桩径采用φ500,桩与桩搭接100mm,水泥采用425#普通硅酸盐水泥,桩体通长复搅,水泥掺量为16~17%。
主动土压力计算:ea=γhtg2(45°-ψ/2)-2ctg(45°-ψ/2)
被动土压力计算:ep=γhtg2(45°+ψ/2)+2ctg(45°+ψ/2)
ea─主动土压力强度(kpa)
ep─被动土压力强度(kpa)
γ─土的重度(kn/m3)
h─挡土墙深度(m)
ψ─土的内摩擦角(°)
c─粘聚力(kpa)
根据《建筑地基基础设计规范》进行抗倾覆和抗滑移稳定性验算:经计算ks=1.47≥1.3满足要求。
b─水泥挡土墙宽度;
w─水泥挡土墙自重;
ha─ea的力臂;
hp─ep的力臂;
μ─基底摩擦经验系数,一般可取tgψ作为系数;
eq─地面超载造成的主动土压力;
ep─总被动土压力;
ea─总主动土压力。
4 施工工艺流程
①测量、放线、定位→②桩机就位并调整好垂直度→③预搅下沉→④提升并同时喷射水泥搅拌→⑤重复搅拌下沉→⑥重复搅拌
上升→结束并进行下一根桩的施工。
施工机械为两台ph-5a型粉喷桩机,每米的水泥用量为60kg,并严格控制提升搅拌速度,尽量连续施工,如遇特殊情况,一般停工不超过12小时,否则要采取局部补桩或注浆处理。
5施工效果
该工程实际施工工期为39天,比计划提前6天完成,基坑采用周圈轻型井点降水开挖后可以明显看到四周挡墙墙体整齐、桩体直立、搭接良好。
直至地下工程完成,其挡土效果良好,且未受到地下水渗水的影响。
土方开挖及施工过程中,在挡墙每边各设3个点进行水平位移和垂直沉降的观测,其最大的水平位移和垂直沉降分别为26mm,18mm,另外会同有关部门对场地四周的建筑进行观测,未发现裂缝和倾斜,这说明本工程所采用的深层水泥搅拌桩挡墙的设计和施工是成功的。
6几点体会
6.1水泥搅拌桩在基坑开挖深度较小时,按重力式挡土墙计算是合理的,根据目前的施工经验和工艺水平等条件,作者认为,水泥搅拌桩一般适用于4~7m的基坑支护,如基坑过深,由于其自重较小,只略高于同体积土,必然要求挡墙厚度较大,其工程造价往往很高,极不经济。
6.2水泥搅拌桩造价低,止水性好,施工工期短、污染少、噪音小、施工场地较整洁、不影响四周建筑物的正常使用。
6.3水泥搅拌桩施工过程应采取切实措施,确保连续施工,以使桩体间搭接密实。
6.4基坑开挖时间不宜过早,一般应在竣工半个月后才可开挖。
开挖过程须采取合理的降水措施,一定要注意地下水对基坑的影响。
6.5影响基坑支护的因素很多,目前许多的计算理论还都不很成熟,仍处在探索阶段,故设计和施工一定要因地制宜,不能照搬照套,开挖时要加强监测,确保工程安全。
参考文献
1 建筑地基处理技术规范(jgj79)
2 《地基处理手册》.中国建筑工业出版社,1988
3 《建筑基坑工程技术规范(yb 9258-97)》.冶金工业出版社
4 《广东省96建筑施工技术交流会论文集》.广东省建委、广东省土木
建筑学会,1996.8。