地基工程 水泥土攪拌復合地基施工

地基工程水泥土攪拌復合地基施工1.加固原理及適用范圍水泥土攪拌樁復合地基是指利用水泥（或水泥系材料）為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處對原狀土和水泥強制攪拌，形成水泥土圓柱體，與原地基土構(gòu)成的地基。水泥土攪拌樁除作為豎向承載的復合地基外，還可用于基坑工程圍護擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，分為濕法（漿液攪拌）和干法（粉體噴射攪拌）。水泥土攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。當?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用干法。冬期施工時，應注意負溫對處理效果的影響。當用于處理泥炭土、有機質(zhì)含量較高或pH值小于4的酸性土、塑性指數(shù)大于25的黏土或在腐蝕性環(huán)境中以及無工程經(jīng)驗的地區(qū)采用水泥土攪拌法時，必須通過現(xiàn)場和室內(nèi)試驗確定其適用性。2.設計水泥土攪拌樁的設計應符合下列規(guī)定：（1）

確定處理方案前應搜集擬處理區(qū)域內(nèi)詳盡的巖土工程資料。尤其是填土層的厚度和組成；軟土層的分布范圍、分層情況；地下水位及pH值；土的含水量、塑性指數(shù)和有機質(zhì)含量等。（2）設計前應進行擬處理土的室內(nèi)配比試驗。針對現(xiàn)場擬處理的最弱層軟土的性質(zhì),選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設計提供各種齡期、各種配比的強度參數(shù)。對豎向承載的水泥土強度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值；對承受水平荷載的水泥土強度宜取28d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值。（3）固化劑宜選用強度等級不低于42.5級的普通硅酸鹽水泥（型鋼水泥土攪拌墻不低于P.042.5級）。水泥摻量應根據(jù)設計要求的水泥土強度經(jīng)試驗確定；塊狀加固時水泥摻量不應小于被加固天然土質(zhì)量的7%,作為復合地基增強體時不應小于12%,型鋼水泥土攪拌墻（樁）不應小于20%。一般每加固1m3?土體摻入水泥約110?160kg。濕法的水泥漿水灰比可選用0.45-0.55,外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料，但應避免污染環(huán)境；干法可摻加二級粉煤灰等材料。某些深層攪拌機（如：SJB-1型）還可用水泥砂漿作固化劑，其配合比為1:1?2（水泥：砂），為增強流動性，可摻入水泥重量0.20%?0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑,另加1%的硫酸鈉和2%的石膏以促進速凝、早強。水灰比為0.43?0.50,水泥砂漿稠度為11-14cm。（4）水泥土攪拌法的設計，主要是確定攪拌樁的置換率和長度。豎向承載攪拌樁的長度應根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱土層到達承載力相對較高的土層；為提高抗滑穩(wěn)定性而設置的攪拌樁，其樁長應超過危險滑弧以下2m。干法的加固深度不宜大于15m；濕法及型鋼水泥土攪拌墻（樁）的加固深度應考慮機械性能的限制。單頭、雙頭加固深度不宜大于20m,多頭及型鋼水泥土攪拌墻（樁）的深度不宜超過35m。水泥土攪拌樁的樁徑不應小于500mm。（5）豎向承載水泥土攪拌樁復合地基宜在基礎和樁之間設置褥墊層，剛性基礎下褥墊層厚度可取150?300mm。褥墊層材料可選用中粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于20mm,褥墊層的壓實系數(shù)不應小于0.94。（6）豎向承載攪拌樁復合地基中的樁長超過10m時，可采用變摻量設計。在全樁水泥總摻量不變的前提下，樁身上部三分之一樁長范圍內(nèi)可適當增加水泥摻量及攪拌次數(shù);樁身下部三分之一樁長范圍內(nèi)可適當減少水泥摻量。（7）豎向承載攪拌樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)特點及對地基承載力和變形的要求，采用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等加固形式。樁可只在基礎平面范圍內(nèi)布置，獨立基礎下的樁數(shù)不宜少于3根。柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等布樁形式。（8）當攪拌樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時，應按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進行下臥層承載力驗算。3.施工（1）施工設備水泥土攪拌樁的主要施工設備為深層攪拌機，有中心管噴漿方式的SJB-1型攪拌機和葉片噴漿方式的GZB-600型攪拌機兩類。SJB-1型深層攪拌機外形和構(gòu)造如圖1

(a)所示；型深層攪拌機是利用進口鉆機改裝的單攪拌軸、葉片噴漿方式的攪拌機（2）施工程序及注意事項1)施工程序①施工現(xiàn)場事先應予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時應抽水和清淤，回填土料應壓實，不得回填生活垃圾。②在制定水泥土攪拌施工方案前，應做水泥土的配比試驗，測定各水泥土的不同齡期，不同水泥土配比試塊強度，確定施工時的水泥土配比。③水泥土攪拌樁施工前應根據(jù)設計進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于3根，多頭攪拌不得少于3組，確定水泥土攪拌施工參數(shù)及工藝。即水泥漿的水灰比、噴漿壓力、噴漿量。④攪拌機械就位、調(diào)平，為保證樁位準確使用定位卡，樁位對中偏差不大于20mm,導向架和攪拌軸應與地面垂直，垂直度的偏差不大于1.5%。⑤預攪下沉至設計加固深度后，邊噴漿（粉）、邊攪拌提升直至預定的停漿（灰）面。⑥重復鉆進攪拌，按前述操作要求進行，如噴粉量或噴漿量已達到設計要求時，只需復攪不再送粉或只需復攪不再送漿。⑦根據(jù)設計要求，噴漿（粉）或僅攪拌提升直至預定的停漿（灰）面，關(guān)閉攪拌機械。⑧在預（復）攪下沉時，也可采用噴漿（粉）的施工工藝，必須確保全樁長上下至少再重復攪拌一次。⑨對地基土進行干法咬合加固時，如復攪困難，可采用慢速攪拌，保證攪拌的均勻性。2）施工中的注意事項①濕法施工控制要點a.水泥漿液到達噴漿口的出口壓力不應小于10MPa。b.施工前應確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設計要求通過工藝性成樁試驗確定施工工藝。c.所使用的水泥都應過篩，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄；噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國家計量部門認證的監(jiān)測儀器進行自動記錄。d.攪拌機噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，并應有專人記錄。e.當水泥漿液到達出漿口后，應噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土充分攪拌后，再開始提升攪拌頭。f.攪拌機預攪下沉時不宜沖水，當遇到硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水對樁身強度的影響。g.施工時如因故停漿，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿攪拌提升。若停機超過3小時，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。h.壁狀加固時，相鄰樁的施工時間間隔不宜超過24h。如間隔時間太長，與相鄰樁無法搭接時，應采取局部補樁或注漿等補強措施。i.噴漿未到設計樁頂標高（或底部樁端標高），集料斗中漿液已排空時，應檢查投料量、有無漏漿、灰漿泵輸送漿液流量。處理方法：重新標定投料量，或者檢修設備，或者重新標定灰漿泵輸送流量。j.噴漿到設計樁頂標高（或底部樁端標高），集料斗中漿液剩漿過多時。應檢查投料量、輸漿管路部分堵塞、灰漿泵輸送漿液流量。處理方法：重新標定投料量，或者清洗輸漿管路，或者重新標定灰漿泵輸送流量。②干法施工控制要點a.噴粉施工前應仔細檢查攪拌機械、供粉泵、送氣（粉）管路、接頭和閥門的密封性、可靠性。送氣（粉）管路的長度不宜大于60m。b.水泥土攪拌法（干法）噴粉施工機械必須配置經(jīng)國家計量部門確認的具有能瞬時檢測并記錄出粉體計量裝置及攪拌深度自動記錄儀。c.攪拌頭每旋轉(zhuǎn)一周，其提升高度不得超過16mm。d.攪拌頭的直徑應定期復核檢查，其磨耗量不得大于10mm。e.當攪拌頭到達設計樁底以上1.5m時，應即開啟噴粉機提前進行噴粉作業(yè)。當攪拌頭提升至地面下500mm時，噴粉機應停止噴粉。f.成樁過程中因故停止噴粉，應將攪拌頭下沉至?；颐嬉韵?m處，待恢復噴粉時再噴粉攪拌提升。③攪拌機預攪下沉不到設計深度，但電流不高，可能是土質(zhì)黏性大，攪拌機自重不夠造成的。應采取增加攪拌機自重或開動加壓裝置。④攪拌鉆頭與混合土同步旋轉(zhuǎn)，是由于灰漿濃度過大或者攪拌葉片角度不適宜造成的?？芍匦麓_定漿液的水灰比，或者調(diào)整葉片角度、更換鉆頭等措施。4.質(zhì)量檢驗與驗收1)施工期質(zhì)量檢驗施工期質(zhì)量檢驗應包括以下內(nèi)容：（1）水泥土攪拌施工時，應隨時檢查施工中的各項記錄，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件發(fā)生變化,或有遺漏，或水泥土攪拌樁（水泥土攪拌點）施工質(zhì)量不符合規(guī)定要求，應進行補樁或采取其他有效的補救措施。（2）重點檢查輸漿量（水泥用量）、輸漿速度、總輸漿時間、樁長、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復攪次數(shù)和復攪深度、停漿處理方法等。2）竣工后質(zhì)量驗收竣工后質(zhì)量驗收應包括以下內(nèi)容：（1）水泥土攪拌施工結(jié)束28天后進行檢驗。（2）水泥土攪拌樁樁體的主要檢測內(nèi)容如下：a.成樁7d后，釆用淺部開挖樁頭進行檢查，開挖深度宜超過停漿（灰）面下0.5m,目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑。檢查量為總樁數(shù)的5%。b.成樁后3d內(nèi)，可用輕型動力觸探（N10）檢查上部樁身的均勻性。檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%,且不少于3根。c.樁身強度檢驗應在成樁28d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣作攪拌均勻性和水泥土抗壓強度檢驗，檢驗數(shù)量為施工總樁（組）數(shù)的0.5%,且不少于6點。鉆芯有困難時，可采用單樁抗壓靜載荷試驗檢驗樁身質(zhì)量。（3）承載力檢測豎向承載水泥土攪拌樁復合地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗。載荷試驗必須在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在成樁28d后進行。驗收檢測檢驗數(shù)量為樁總數(shù)的0.5%?1%,其中每單項工程單樁復合地基載荷試驗的數(shù)量不應少于3根（多頭攪拌為3組），其余可進行單樁靜載荷試驗或單樁、多樁復合地基載荷試驗。（4）基槽開挖后，應檢驗樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，如不符合設計要求，應采取有效補強措施。3）檢驗與驗收標準水泥土攪拌樁復合地基的質(zhì)量檢驗內(nèi)容及標準應符合表1的要求。水泥土攪拌樁復合地基質(zhì)量檢驗標準表1項序檢査項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項目1水泥及外摻劑質(zhì)量設計要求查產(chǎn)品合格證或抽樣送檢2水泥用量參數(shù)指標査看流量計3樁體強度設計要求按規(guī)定方法4地基承載力設計要求按規(guī)定方法一般項目1機頭提升速度m/min≤50量機頭上升距離