攪拌樁施工技術(shù)培訓(xùn)課件.ppt

攪拌樁施工技術(shù),1、什么是水泥攪拌樁,什么是攪拌樁,攪拌樁是軟基處理的一種有效形式，是利用攪拌樁機將水泥或粉體狀固化劑噴入土體并充分攪拌，使水泥或粉體狀固化劑與土發(fā)生一系列物理化學反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強度。故攪拌樁又分為水泥攪拌樁和粉噴樁兩種。 攪拌樁適合于加固各種成因的飽和軟粘土，而常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。 攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。,單軸攪拌樁鉆機,雙軸攪拌樁鉆機,三軸攪拌樁鉆機,2、水泥攪拌樁施工,水泥攪拌樁施工流程圖,水泥攪拌樁施工工藝,1、施工準備階段 場地清理 清除地上和地下的一切障礙物。場地平整標高宜比設(shè)計確定的基地標高再高出0.30.5m，以保證樁頭的施工質(zhì)量。場地清理完成后對場地標高進行核查，與設(shè)計圖紙進行比較，確保處理后的施工樁長能夠達到設(shè)計處理深度。 施工前，按照施工規(guī)范的要求進行場地清理。清理后的場地應(yīng)平整，并做好排水。,布樁圖 開工前，根據(jù)設(shè)計圖紙按各區(qū)段里程畫出布樁圖。布樁圖上標明線路中心、里程、路基基底線，每根樁編上編號，標出設(shè)計樁長。 測量放樣 測量人員按設(shè)計圖紙、布樁圖，進行樁位、原地表標高、樁位孔口標高等有關(guān)測量放樣工作。 2、鉆機就位 攪拌樁機移到指定樁位，柱位定位偏差不得大于50mm。對中并使樁機保持水平。用鉆機塔身前后左右的垂直標桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆機垂直對準樁位中心，鉆孔控制采用在鉆架上掛垂球的方法測量該孔的垂直度，也可以采用鉆機自帶垂直度調(diào)整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場工程技術(shù)人員進行樁位對中及垂直度檢查，滿足要求后方可開鉆。,3、鉆進 待深層攪拌機的水循環(huán)正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉速度由電機的電流監(jiān)測控制。工作電流不應(yīng)大于70A。 4、制備水泥漿 在攪拌頭預(yù)拌下沉的同時，嚴格按施工配合比制作灰漿，配合比為0.45-0.55，灰漿攪拌時間必須大于4分鐘，以便漿液充分拌合，不離析。攪拌好的水泥漿液應(yīng)通過過濾網(wǎng)注入儲漿桶個，以防水泥塊或雜質(zhì)堵塞注漿管道。,5、提升噴漿攪拌 深層攪拌以小于0.8-1.0m/min的速度下沉到設(shè)計深度時，開啟灰漿泵，將水泥漿壓入地基中，在樁底做漿30s，并邊噴邊攪拌，同時嚴格按照每分鐘小于0.8m的提升速度提升攪拌機軸，噴漿壓力控制在0.7-1.0Mpa。 6、復(fù)噴 重復(fù)上述步驟，提升至離地面1m時宜用慢速，提升至離地面0.3m時停止噴漿。攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實。直到達到“四攪四噴”的要求。 7、關(guān)閉攪拌機械，并移位。,四攪四噴,四攪：下鉆攪動，上提攪動，重復(fù)一次 四噴：下鉆噴漿，上提噴漿，重復(fù)一次 攪動與噴漿同時進行,攪拌樁施工演示,3、水泥攪拌樁質(zhì)量控制,1、水泥攪拌樁質(zhì)量控制表,2、注意事項,1、成樁7d后，應(yīng)進行開挖檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，檢查量為總數(shù)的5%；成樁28d后，應(yīng)進行鉆孔取芯，檢測無側(cè)限抗壓強度試驗。樁身無側(cè)限抗壓強度（28d齡期）不低于1.2MPa。檢查數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。 2、泵送漿液前，管路應(yīng)保持潮濕，以利于輸漿，現(xiàn)場拌制漿液，應(yīng)有專人記錄水泥用量，并記錄泵送漿液開始、結(jié)束時間。 3、送漿必須連續(xù)，拌制必須均勻，一旦因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應(yīng)使攪拌機鉆頭下沉至漿面以下1m，待恢復(fù)供漿后，在噴漿提升。因故停機超過3小時，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，應(yīng)先拆卸輸漿管路，清洗后備用。,4、水泥攪拌樁的試驗檢測,1、檢測內(nèi)容,攪拌樁處理軟基，其最終質(zhì)量控制參數(shù)是保證復(fù)合地基的整體承載力，為此攪拌樁檢測包括兩方面內(nèi)容： 1、樁的測量放樣檢測，即在成樁后7d左右，通過檢測樁位、樁數(shù)、樁間距來檢查樁的放樣情況； 2、樁體本身質(zhì)量的檢測，其中包括樁身的完整性、樁身外形尺寸(樁身截面，有效樁長等)、樁身的連續(xù)性、均勻性、強度、密實度、單樁承載力等，其中最主要的控制參數(shù)為單樁承載力。樁身強度是以90d齡期為其強度標準值，但在實際工程中往往由于工期緊等多種因素影響而難以等到90d，一般取28d左右齡期，特殊情況下也有以更短齡期對樁身測試后推算至90d齡期強度。,2、檢測方法,根據(jù)水泥粉噴樁處理軟土地基的控制參數(shù)及檢測內(nèi)容，檢測水泥粉噴樁施工質(zhì)量常用的檢測方法有目測法、截取樁段試壓法、輕便動力觸探法、靜力觸探法、鉆孔取芯法、應(yīng)力波反射法、水電效應(yīng)法和靜載試驗法等8種。,目測法,成樁7d后，開挖0.51.0m深基坑，測量樁位、樁間距，檢查樁數(shù)，不符合設(shè)計要求時應(yīng)補樁或采取其它的有效措施；符合要求再檢查樁身成形情況，通過目測群樁樁頂是否平齊，樁體是否圓勻，有無縮頸和凹陷現(xiàn)象，樁身有無水泥結(jié)塊或夾泥層，顏色深淺是否一致，并用手感知樁身松散或硬結(jié)程度，來判斷樁身水泥土的攪拌均勻程度，對于墻式搭接樁還可通過目測檢查樁頭部分樁間的搭接情況。 目測法是最常用、最基本也是最簡便的檢測方法，主要根據(jù)眼觀、手摸等感覺，檢查0.52.0m樁頭質(zhì)量的大致情況，不能反映有效樁長、樁身的狀態(tài)信息，不能對樁身質(zhì)量下完整結(jié)論。,截取樁段試壓法,在成樁一定齡期后(一般不少于10d)，在現(xiàn)場開挖出的樁體上部、樁頂以下連續(xù)截取長度等于樁徑的三段樁體，上下截面用水泥砂漿整平，裝入壓力架后用壓力機試壓，可測得樁身的抗壓強度和變形模量，同時也可以在樁段抗壓破壞時進一步觀察樁體噴漿攪拌的均勻性。該方法測試出的數(shù)據(jù)直接可靠，既可積累室內(nèi)強度與現(xiàn)場強度之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，又可避免樁體橫斷面方向上強度不均勻的影響。但該方法的缺點是挖樁深度過大，試驗根數(shù)不能太多，而且該方法需要特制的夾板，對試驗機精度也有一定的要求。同時在壓前必須將上下面修水平，否則在施壓時很容易出現(xiàn)偏心受壓，產(chǎn)生較大的試驗誤差。,輕便動力觸探法,一般是在成樁7d內(nèi)，使用輕便觸探器取樁身水泥土樣，通過觀察水泥土樣的顏色是否一致、有無結(jié)塊水泥或未拌勻的土團來檢查噴漿樁攪拌均勻程度，同時根據(jù)觸探擊數(shù)(N10)來判斷樁身強度，對N10貫入10cm擊數(shù)不能少于10擊，少于10擊或者每擊大于10mm的區(qū)段直接可認為所檢查段不符合要求，應(yīng)進行處理。行業(yè)標準軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程(YBJ225-91)提出輕便觸探擊數(shù)(N10)與7d齡期水泥土強度所示關(guān)系。,注意事項,1、探測深度不能超過4m。 2、觸探點不能在樁中心位置，以避開樁中心水泥含量少、強度低的噴灰攪拌盲區(qū)，使觸探具有代表性，一般定在距樁中心2/5樁徑處。 3、觸探時觸探儀的穿心桿一定要保持垂直。,靜力觸探法,靜力觸探法是在成樁近期內(nèi)，通過在樁身及樁周土的不同深度進行靜力觸探試驗，畫出樁身及原始地基的觸探P-S曲線。對比兩者的P-S曲線形態(tài)即可直觀地反映出水泥土攪拌樁樁身的均勻性，并根據(jù)樁身的P-S值提高程度來分析樁身強度。 這種方法宜在成樁后近期內(nèi)進行，否則隨著齡期的增長、樁身強度的提高使實施難度加大。該方法有直觀、快速的特點，但無論理論上還是實踐上還需要作深入探討，對測試設(shè)備也須作進一步改進和完善。因此，有關(guān)水泥攪拌樁的各種國家規(guī)范中都沒有將該法列為水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測方法。,鉆孔取芯法,鉆孔取芯法是在成樁一定齡期后通過鉆孔取芯來檢查樁長、樁各部位的水泥含量、樁身水泥土的噴粉、攪拌均勻程度及樁身抗壓強度的變化情況，同時在取芯過程中可以進行標準貫入試驗。 通過觀察鉆孔取出芯樣來判斷粉噴樁樁身各部位攪拌的均勻性及狀態(tài)；通過對芯樣進行水泥滴定試驗來檢查樁身各段的水泥含量情況；通過對樁身各段水泥土原狀土樣的室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度試驗及取芯過程各段配合用的標準貫入試驗的標貫擊數(shù)，可以可靠準確地判定樁身各段的樁身強度，同時也可測定出樁身土樣的變形指標；通過在取芯過程中水泥土樣的變化情況，可判定樁體的連續(xù)性并可確定樁長。,注意事項,鉆孔取芯法是檢測水泥粉噴樁直觀、可靠、有效的方法，但由于粉噴樁橫斷面方向有攪拌軸部位的噴灰盲區(qū)、水泥土強度不是很高且樁體千層餅狀的特點，因此在采用鉆孔取芯法做單樁試驗時應(yīng)特別注意： 1、孔位應(yīng)避開噴灰盲區(qū)，宜定在離樁中心2/5樁徑處； 2、在整個鉆進取芯過程中，鉆桿必須始終保持規(guī)定的垂直精度； 3、在原狀水泥土取樣過程中注意盡量避免對水泥土樣的擾動，特別小心試樣破碎。 鉆孔取芯法不僅可通過垂直取芯測試單樁情況，也可通過斜桿取芯檢查用于防水、支護、圍堰等工程的墻式樁、格柵樁等搭接粉噴樁樁間的搭接情況。,應(yīng)力波反射法,在一定齡期后水泥粉噴樁具有介于彈性體至散體之間的力學性質(zhì)，但對于樁周土(軟粘土、淤泥等)來說，在施加較小外力的情況下，可視為彈性體。由于水泥粉噴樁在形態(tài)上其長度遠大于樁徑，因此可將樁視為一維彈性桿件，同時樁身的強度達到一定程度時其阻抗明顯大于樁周土及樁底阻抗，這符合應(yīng)力波反射動測的理論假設(shè)，應(yīng)力波反射法是以彈性體內(nèi)的應(yīng)力波傳播理論為依據(jù)，在樁頂中心用尼龍棒等垂直施加一沖擊力，使樁質(zhì)點受迫振動并產(chǎn)生彈性波，沿樁身向下傳播。,當樁身存在松散、夾泥、攪拌不均勻等缺陷時會造成密度、截面或波速變化，這必然引起波阻抗的差異，從而產(chǎn)生波的反射和疊加。該振動信號被置于樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鹘邮?，傳至樁身完整性檢測儀，經(jīng)檢測儀將采集到的信號進行放大、濾波處理和初步分析，數(shù)據(jù)采集結(jié)束后再用專門軟件在計算機上作詳細分析，綜合時域曲線和頻譜圖形，評價樁身質(zhì)量(即樁身的完整性、攪拌的均勻性、連續(xù)性等和樁身水泥土抗壓強度)。,注意事項,應(yīng)力波反射法測水泥粉噴樁較簡捷方便，且節(jié)約工期，較適用于大數(shù)量粉噴樁普查與評價分析。但使用該方法檢測和分析時要注意： 1、測試時樁的齡期不宜太短，一般至少要28d，否則因樁身強度太低使樁身與樁周土波阻抗差異不大，無法測得反映樁身實際施工質(zhì)量的理想波形曲線。 2、在對測試出的曲線結(jié)果進行分析時，不能象剛性樁那樣把各種缺陷(如斷樁、短樁、離析、夾泥等)仔細確定。在實測曲線上，波沿樁身傳播出現(xiàn)有界面反射但不能仔細確定時，一般可以判定為攪拌不均勻。,水電效應(yīng)法,水電效應(yīng)法也叫電火花振動測樁法，它的基本原理是利用在樁頂水中高壓放電，激起水體瞬間熱膨脹產(chǎn)生的巨大脈沖力來激勵樁的振動，而樁質(zhì)量的好壞可用瞬態(tài)激勵所得到的樁土系統(tǒng)的頻響函數(shù)來識別。 水電效應(yīng)法的測試系統(tǒng)整體上來講由激振裝置、信號接收、記錄裝置及信息處理裝置等三大部分組成,測試過程組成部分,1、現(xiàn)場準備。包括樁頭處理、安裝水管、管內(nèi)注水、安裝高壓電極及傳感器等。 2、儀器調(diào)試。包括振源調(diào)試和傳感器、二次儀表調(diào)試。 3、正式試驗，記錄好振動響應(yīng)信號。 4、信號數(shù)據(jù)數(shù)字化處理并進行分析計算，對樁的完整性進行判斷并計算承載力，然后得出結(jié)論。 水電效應(yīng)法既可方便地測出樁身的完整性，同時也可快捷地推算出單樁或復(fù)合地基的承載力，是檢測攪拌樁特別快捷、有效的一種方法但目前該方法在國內(nèi)攪拌樁測試中尚未廣泛使用。,靜載試驗法,由于攪拌樁最終的控制參數(shù)是復(fù)合地基的整體承載力，靜載試驗法是在樁體達到一定齡期后，對單樁或復(fù)合地基通過具有一定剛度的壓板加載來測試地基承載力的方法，是最能貼近地基受力的實際情況，最能準確、直接測出單樁或復(fù)合地基承載力的最標準的方法，包括單樁靜載試驗和復(fù)合地基靜載試驗。,試驗要點,1、對于單樁靜載試驗，壓板直徑應(yīng)與樁徑相等。對于復(fù)合地基靜載試驗，壓板尺寸按面積置換率確定。壓板中心必須與試驗面中心重合，壓板下須用10mm厚的粗砂墊平。 2、試驗荷載應(yīng)按等量分級施加，加載等級可分為812級。對于工程樁總加載量接近或等于但不得超過設(shè)計值的1.5倍，對于試樁總加載量不宜少于設(shè)計值的兩倍，加載方式常用堆載法或錨樁作反力支承法等，寧波大學發(fā)明的水箱法大氣壓反力樁基靜載試驗裝置等都是較方便實用的加載方法。,3、測讀沉降的間隔時間及穩(wěn)定標準。根據(jù)沉降穩(wěn)定標準的不同，分慢速法和快速法。 在工程樁上進行的單樁靜載試驗可采用快速法，快速法觀測沉降的間隔時間為5、10、15、15、15min，加載滿1h即施加下一級荷載。 在試驗樁上進行的靜載試驗和在工程上進行的復(fù)合地基載荷試驗宜采用慢速法，慢速法觀測的間隔為10、10、10、15、15min，以后每隔0.5h讀一次沉降，當加載量尚未超過設(shè)計要求值時，1h內(nèi)沉降增量小于0.1mm才可加下一級荷載；當加載量大于設(shè)計要求值以后，1h內(nèi)沉降增量小于0.2mm即可加下一級荷載。,4、當出現(xiàn)下列情況之一時可終止試驗，確定極限承載力： 承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯的裂縫； 沉降S驟增大，荷載與沉降(QS)曲線出現(xiàn)陡降段； 累計的沉降量已大于壓板寬度B或直徑D的10%； 總加載量已達到預(yù)定的要求； 對于慢速法，在某一級荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定標準。 當出現(xiàn)終止加載條件1、5兩種情況時，極限承載力取該級荷載的前一級荷載；當出現(xiàn)終 止加荷條件第2種情況時，極限承載力取相應(yīng)于陡降段的起點即第二拐點的荷載值。,5、卸載觀測。每級卸載為加載的兩倍，如為奇數(shù)，第一級可分3倍。每級卸載后，隔15min測讀一次；讀兩次后，隔0.5h再讀一次，即可卸下一級荷載。全部荷載卸完后，當測讀到0.5h回彈量小于0.1mm即認為穩(wěn)定。 6、地基承載力的確定： 對于單樁當極限承載力能確定時，取極限承載力的1/2；未能確定極限承載力時，可取S/D=0.010.012所對應(yīng)的荷載值。 對于復(fù)合地基： a)當Q-S曲線上有明顯的比例界限時，可取該比例界限所對應(yīng)的荷載； b)當極限承載力能確定時，取極限承載力的一半，并與按比例界限所對應(yīng)的荷載相比， 取兩者中的小值； c)如總加載量已為設(shè)計要求值的兩倍以上，取總加載量的一半；,d)按相對變形確定。