水泥土混合搅拌桩法

水泥土搅拌法地基加固11.1一般规定1l.1.1水泥土搅拌法分为深层搅拌法(以下简称湿法)和粉体喷搅法(以下简称干法)。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DH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。11.1.2水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。II.1.3水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基；基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕；大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。11.1.4确定处理方案前应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成；软土层的分布范围、分层情况；地下水位及pH值；土的含水量、塑性指数和有机质含量等。11.1.5设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的最弱层软土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量．为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。11.3施工11.3.1水泥土搅拌法施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。11.3.2水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量小得少于2根。当桩周为成层土时，应对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量。11.3.3搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体明任何～点均能经过20次以上的搅拌。11.3.4竖向承载搅拌桩施工时，停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300～500mm。在开挖基坑时，应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。11.3.5施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1％；桩位的偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。11.3.6水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异。其主要步骤应为：l搅拌机械就位、调平；2预搅下沉至设计加固深度；3边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；4重复搅拌下沉至设计加固深度；5根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；6关闭搅拌机械；在预(复)搅下沉时，也可采用喷浆(粉)的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。(I)湿法11.3.7施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。11.3.8所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。11.3.9搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录。11.3.10当水泥浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。11.3.1l搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。11.3.12施工时如因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过三小时，宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。l1.3.13壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不宜超过24h。如间隔时间太长，与相邻桩无法搭接时，应采取局部补桩或注浆等补强措施。（Ⅱ）干法11.3.14喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气(粉)管路的长度不宜大于60m。11.3.15水泥土搅拌法(干法)喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。11.3.16搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm。11.3.17搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于10mm。11.3.18当搅拌头到达设计桩底以上1．5m时，应即开启喷粉机提前进行喷粉作业。当搅拌头提升至地面下500mm时，喷粉机应停止喷粉。11.3.19成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉至停灰面以下lm处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。11.3.20需在地基土天然含水量小于30％土层中喷粉成桩时，应采用地面注水搅拌工艺。11.4质量检验11.4.1水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。11.4.2水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法：1成桩7d后，采用浅部开挖桩头(深度宜超过停浆（灰）面下0．5m)，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5％。2成桩后3d内，可用轻型动力触探(N10)检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1％，且不少于3根。11.4.3竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。11.4.4载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0．5％～1％，且每项单体工程不应少于3点。经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，检验数量为施工总桩数的0.5％，且不少于3根。11.4.5对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。11.4.6基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。三、施工工艺流程3.1、水泥土搅拌法施工工艺流程3.1.1根据设计文件，本基坑工程水泥土搅拌桩有如下特点和要求：1、本基坑工程主要采用水泥土搅拌桩重力式挡墙的支护形式，部分区域坑内基底被动区土体采用水泥土搅拌桩加固。2、水泥土搅拌桩兼作基坑的临时支护及止水作用。3、本基坑工程安全等级为二级。4、±0.000相当于绝对标高8.100m，基坑工程施工前场地平整标高约为7.000m～6.500m。5、本工程基坑开挖深度为5.73m。6、除注明外，本基坑坡顶超载为10kPa（其中出土口位置考虑超载30kPa），坡顶3m范围内不得堆载，严禁行驶车辆。7、本基坑水泥搅拌桩采用Φ550mm，桩间的搭接长度为150mm，桩间距为400mm，排距为400mm。8、水泥搅拌桩采用42.5级普通硅酸盐水泥做固化剂，水泥掺量为18%，水灰比0.5～0.6，四搅四喷；根据开挖龄期的需要，添加适量的速凝剂和早强剂。水泥土的设计抗压强度为0.7MPa。9、搅拌桩长度要求应穿过淤泥土层且入可塑或软塑粘土层不小于1.0m或穿过淤泥土层到达硬塑粘土层。施工中提前遇硬地层，一般应施工至桩机动力不足为止。10、基坑内被动区土体加固水泥土搅拌桩长度约为3.0～8.0m不等；基坑水泥土搅拌桩重力式挡墙水泥土搅拌桩长度约为10.0～15.0m不等，且成桩后2～4小时内对桩内插筋要施工完毕。3.1.2水泥搅拌桩施工工艺流程水泥搅拌桩施工工艺包括浆液配制和深层搅拌桩施工两部分。1、浆液配制：水泥系深层搅拌桩的浆液，本工程采用强度等级32．5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的配制要严格控制水灰比，一般为0.5～0.6，袋装水泥要抽检，加入的水应有定量容器，使用砂浆搅拌机制浆时，每次搅拌不宜少于3min。为改善水泥和易性，以提高水泥土的强度和耐久性，在制作水泥浆液时，可掺入适量的外加剂。如用石膏作外加剂时，一般为水泥质量的1％～2％。三乙醇胺是一种早强剂，可增加搅拌桩的早期强度。木质素磺酸钙主要起减水作用，能增加水泥浆的稠度，有利于泵送，一般掺入量为水泥用量的0．2％。制备好的水泥浆不得停置时间过长，超过2h应降低强度使用。浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌，直到送浆前。2、水泥搅拌搅拌桩施工流程：桩机就位一钻进喷浆到底一喷浆提升搅拌一重复喷射搅拌一重复喷浆提升复搅一成桩完毕。在施工中，有时在钻进贯入时喷浆，也有在提升时喷浆，何时喷浆最佳须根据地层的软硬情况和搅拌头的工艺特点而定。同理，重复搅拌过程中是否喷浆，亦应根据地基土的力学指标和设计要求灵活掌握；1）桩机就位。利用起重机或开动绞车移动深层搅拌机到达指定桩位对中。为保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm，导向架和搅拌轴应与地面垂直，垂直度的偏离不应超过1％。2）喷浆成桩。开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续喷入水泥浆液，钻进速度应为1．0m／min，转速60r／min左右，喷浆压力控制在1．0～1．4MPa，喷浆量控制在30L／min，钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，原地喷浆0．5mirt，再反转匀速提升，深度误差不得大于5．0cm。3）提升搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升，直到地面。搅拌头如被软粘土包裹时，应及时清除。4）重复钻进搅拌按上述(2)操作要求进行，如喷浆量已达到设计要求时，只需复搅，不再送浆。5）重复搅拌提升按照上述(3)操作步骤进行，将搅拌头提升到地面。6）成桩完毕连同(3)、(4)、(5)共进行3次复搅，即可完成一根搅拌桩的作业，开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆，桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。3、本工程搅拌桩采用“四搅四喷”成桩工艺，其详细施工流程如下所示：.2、水泥土搅拌法施工监控中应注意的事项1)现场场地应予平整，必须清除地上和地下一切障碍物。明浜、暗塘及场地低洼时应抽水和清淤，分层夯实回填粘性土料，不得回填杂填土或生活垃圾。开机前必须调试，检查桩机运转和输浆管畅通情况。2)根据实际施工经验，水泥土搅拌法在施工到顶端0.3～0.5m范围时，因上覆压力较小，搅拌质量较差。因此，其场地整平标高应比设计确定的基底标高再高出0.3～0.5m，桩制作时仍施工到地面，待开挖基坑时，再将上部0.3～0.5m的桩身质量较差的桩段挖去。而对于基础埋深较大时，取下限；反之，则取上限。3)搅拌桩垂直度偏差不得超过1%，桩位布置偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%。4)施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数；并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比等各项参数和施工工艺。宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。5)制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。6)为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。特别是设计中考虑桩端承载力时，该点尤为重要。7)预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。8)可通过复喷的方法达到桩身强度为变参数的目的。搅拌次数以1次喷浆2次搅拌或2次喷浆3次搅拌为宜，且最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。9)施工时因故停浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。10)壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如因特殊原因超过上述时间，应对最后一根桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接，如间歇时间太长(如停电等），与第二根无法搭接；应在设计和建设单位认可后，采取局部补桩或注浆措施。11)搅拌机凝浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉和提升的