多向立體含雙向水泥土攪拌樁技術規(guī)程

多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁技術規(guī)程1．多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的優(yōu)點多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁是針對水泥土攪拌樁存在的缺陷研究發(fā)明的專利產品，該專利技術克服了水泥土攪拌樁成樁強度低，成樁質量難以保證，有效成樁深度有限的難題。施工設備與施工工藝是影響水泥土攪拌樁成樁質量的因素之一，表現(xiàn)在攪拌極不均勻，返漿嚴重，漿液浪費量大，特別使隨著加固深度的增加，噴漿口壓力的增大，漿液不能有效摻入到土體中，漿液沿鉆桿返到地面或摻入到樁體上部，造成當樁長大于8~10米時，成樁質量難以保證，限制了攪拌樁的應用范圍。本專利產品通過對設備與工藝的改進，在有效控制了返漿量的同時，攪拌的均勻性也大大提高，明顯提高了樁體的強度，增加了有效成樁深度。2．多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁應用的一般規(guī)定2.1多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁適用于處理淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土等地基。2.2多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁用于處理泥炭土、有機質土的地區(qū)，必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。2.3由于樁體強度的提高，加之采用經改進的穿透能力強大的鉆頭，多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁用于處理地基時，原狀土的地基承載力特征值應不大于200kPa,當?shù)鼗杏写笥?00kPa的夾層時,可先噴水攪拌一次,以軟化地基，有利于鉆頭穿透硬地層，但應考慮對樁身強度的影響。2.4多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復合地基；基坑工程圍護擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕；大體積水泥穩(wěn)定土等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。2.5確定處理方案前應搜集擬處理區(qū)域內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)和有機質含量等。2.6設計前應進行擬處理土的室內配比試驗。針對現(xiàn)場擬處理的最弱層軟土的性質，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)。水泥土強度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值。3．多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的設計3.1固化劑宜選用強度等級為32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等。水泥摻量除塊狀加固時可用被加固濕土質量的7%～12%外，其余宜為12%～20%,同時土質較差時取大值,土質較好時取小值。水泥漿水灰比可選用0.45～0.6。外摻劑可根據(jù)工程需要和土質條件選用具有早強、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料，如：粉煤灰、石膏、水玻璃、三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈣等。3.2當?shù)叵滤懈g性時，根據(jù)天津區(qū)多年的工程經驗采用礦渣硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽水泥。3.3多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的設計，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)上部結構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。多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的加固深度不宜大于30m；樁徑不宜小于500mm。3.4為提高抗滑穩(wěn)定性而設置的多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁，其抗滑穩(wěn)定性可采用圓弧法分析檢算，計算方法參見有關規(guī)范，多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的抗剪強度可取3/10fcu(kPa)，其樁長應超過危險滑弧以下2m。3.5豎向承載多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合地基的承載力特征值應通過現(xiàn)場單樁或多樁復合地基荷載試驗確定。初步設計時也可按本規(guī)范公式（3-1）估算：fspk=m+β(1-m)fsk(3-1)式中fspk——復合地基承載力特征值（kPa）；m——面積置換率；Ra——單樁豎向承載力特征值(kN)；Ap——樁的截面積（m2）；β——樁間土承載力折減系數(shù)，當樁端土未經修正的承載力特征值大于樁周土的承載力特征值的平均值時，可取0.1～0.4，差值大時取低值；當樁端土未經修正的承載力特征值小于或等于樁周土的承載力特征值的平均值時，可取0.5～0.9，差值大時或設置褥墊層時均取高值；fsk——樁間土承載力特征值（kPa），宜按當?shù)亟涷炄≈?，如無經驗時，可取天然地基承載力特征值。3.6單樁豎向承載力特征值應通過現(xiàn)場載荷試驗確定。初步設計時也可按式（3-2）估算。并應同時滿足式（3-3）的要求，應使由樁身材料強度確定的單樁承載力大于（或等于）由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力：Ra=upqsili+αqpAp(3-2)Ra=ηfcuAp(3-3)式中fcu——與多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內加固土試塊（邊長為70.7mm的立方體，也可采用邊長為50mm的立方體）在標準養(yǎng)護條件下90d齡期的立方體抗壓強度平均值（kPa）；經大量的實際工程檢驗，多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁樁身90天水泥土無側限抗壓強度可達1.3～2.5Mpa：當?shù)鼗鶠橛倌鄷r,建議1.3～1.6Mpa；當?shù)鼗鶠橛倌噘|土時，建議1.4～1.8Mpa；當?shù)鼗鶠轱柡忘S土、粘性土時，建議1.5～2.0Mpa；當?shù)鼗鶠榉弁習r，建議1.6～2.5Mpa；當?shù)鼗鶠樗靥钔習r，根據(jù)素填土的性質按上述原則確定。η——樁身強度折減系數(shù)，可取0.25～0.33，采用現(xiàn)場抽芯強度時可取0.5；up——樁的周長（m）；n——樁長范圍內所劃分的土層數(shù)；qsi——樁周第i層土的側阻力特征值。對淤泥可取4～7kPa；對淤泥質土可取6～12kPa；對軟塑狀態(tài)的粘性土可取10～15kPa；對可塑狀態(tài)的粘性土可以取12～18kPa；li——樁長范圍內第i層土的厚度（m）；qp——樁端地基土未經修正的承載力特征值（kPa），可按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的有關規(guī)定確定；α——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6，承載力高時取低值。3.7多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合地基應在基礎和樁之間設置褥墊層。褥墊層厚度可取500mm。其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于50mm。3.8多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的平面布置可根據(jù)上部結構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型式。樁可只在基礎平面范圍內布置，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、等邊三角形等布樁型式。3.9當多方位立體（含雙向）水泥土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的有關規(guī)定進行下臥層承載力驗算。3.10多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合地基的變形包括水泥砂漿攪拌樁復合土層的平均壓縮變形s1與樁端下未加固土層的壓縮變形s2：⑴.多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合土層的壓縮變形s1可按下式計算：s1=（3-4）Esp=mEP+(1-m)Es(3-5)式中：pz——多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合土層頂面的附加壓力值（kPa）；Pzl——多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合土層底面的附加壓力值（kPa）；Esp——多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁復合土層的壓縮模量（kPa）；Ep——多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的壓縮模量，可取100～120fcu(kPa)。對樁較短或樁身強度較低者可取低值，反之可取高值；Es——樁間土的壓縮模量（kPa）。⑵.樁端以下未加固土層的壓縮變形S2可按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的有關規(guī)定進行計算。4．多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的施工4.1施工設備：SJB—Ⅰ（T）或SJB—Ⅱ（T）深攪鉆機、NJ—600型攪拌機、80型注漿泵,不宜采用動力頭位于樁機底盤上,鉆速與提速聯(lián)動的深攪鉆機。4.2多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁施工現(xiàn)場事先應予以平整，必須清楚地上和地下的障礙物。遇到明浜、池塘及洼地時應抽水和清淤，回填粘性土料并予以壓實，不得回填雜填土或生活垃圾。4.3多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁樁施工前應根據(jù)設計進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根。當樁周為成層土時，應對相對軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。4.4攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數(shù)、提升速度應相互匹配，以確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經過20次以上的攪拌。深層攪拌機施工時，攪拌次數(shù)越多，則拌和越為均勻，水泥土強度也越高，但施工效率就降低。試驗證明，當加固范圍內土體任一點的水泥土每遍經過20次的拌和，其強度即可達到較高值。每遍攪拌次數(shù)N由下式計算：（4-1）式中h—攪拌葉片的寬度（m）；β—攪拌葉片與攪拌軸的垂直夾角（°）：∑Z—攪拌葉片的總枚數(shù)；n—攪拌頭的回轉數(shù)（rev/min）；V—攪拌頭的提升速度（m/min）；4.5多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁施工時，停漿面應高于樁頂設計標高300～500mm。在基底開挖時，應將攪拌樁頂端施工質量較差的樁段用人工挖除。4.6施工中應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1%；樁位的偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長不得小于設計值。4.7多方位立體（含雙向）水泥土攪拌法施工主要步驟與工藝兩噴四攪多方位立體（含雙向）水泥土攪拌法施工主要步驟為：⑴攪拌機械就位、調平；⑵噴漿攪拌下沉至設計加固深度，停止提升并攪拌30s；⑶邊攪拌邊提升直至預定的停漿面；⑷重復噴漿攪拌下沉至設計加固深度，停止提升并攪拌30s；⑸邊攪拌邊提升直至預定的停漿面；⑹關閉攪拌機械；兩噴四攪施工工藝流程圖樁機就位樁機就位噴漿鉆進攪拌下沉提升攪拌重復噴漿鉆進攪拌重復攪拌提升成樁完畢、移位攪拌水泥漿漿液兩噴六攪多方位立體（含雙向）水泥土攪拌法施工主要步驟應為：⑴攪拌機械就位、調平；⑵噴漿攪拌下沉至設計加固深度，停止提升并攪拌30s；⑶邊攪拌邊提升直至預定的停漿面；⑷重復噴漿攪拌下沉至設計加固深度，停止提升并攪拌30s；⑸邊攪拌邊提升直至預定的停漿面；⑹再重復攪拌下沉至設計加固深度，停止提升并攪拌30s；⑺再邊攪拌邊提升直至預定的停漿面；⑻關閉攪拌機械；兩噴六攪施工工藝流程圖樁機就位樁機就位噴漿鉆進攪拌下沉提升攪拌再重復鉆進攪拌再重復攪拌提升成樁完畢、移位攪拌水泥漿漿液重復噴漿鉆進攪拌重復攪拌提升也可以采用鉆頭鉆進和提鉆都噴漿的兩噴工藝或三次下鉆噴漿的三噴六攪工藝。4.8施工前應確定注漿泵輸漿量、漿液經輸漿管到設計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。4.9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)。拌制水泥漿的罐數(shù)、水泥、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國家計量部門認證的監(jiān)測儀器進行自動記錄。4.10泵送注漿壓力為0.2—0.5MPa。4.11水泥漿應采用二次攪拌工藝，攪拌順序為：向攪拌桶里注入固定量的水→邊攪拌邊摻入水泥，攪拌均勻后→放入二次攪拌桶內進行二次攪拌待用。在控制好漿液各組成部分的重量外，還應控制好漿液比重，從上述兩方面控制好水泥漿的配置，使其滿足設計要求。4.12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。4.13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。4.14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。若停機超過三小時，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。4.15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。5.多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的質量檢驗5.1多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的質量控制應貫穿在施工的全過程，并應堅持全程的施工監(jiān)理。施工過程中必須隨時檢查施工記錄和計量記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進行質量評定。檢查重點是：水泥用量、樁長、攪拌頭轉數(shù)和提升速度、復攪次數(shù)、停漿處理方法等。5.2多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁的施工質量檢驗可采用以下方法：強度檢驗和承載力檢驗，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗或單樁載荷試驗。5.3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。檢驗數(shù)量為樁總數(shù)的2‰，且每項單體工程不應少于3點。強度檢驗應在成樁7d或28d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣作抗壓強度檢驗，檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的2‰，且不少于3根。⑴．多方位立體（含雙向）水泥土攪拌樁各齡期強度與90d齡期強度的關系：90天齡期無側限抗壓強度平均值qu9