水泥土攪拌樁地基工程施工工藝一

1.5.1 總則

1.5.1.1 適用範圍

水泥土攪拌法分為深層攪拌法(以下簡稱溼法)和粉體噴攪法(以下簡稱幹法)。水泥土攪拌法適用於處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和鬆散砂土等地基。

1.5.1.2 編制參考標準及規範

1.中華人民共和國國家標準《建築工程施工質量驗收統一標準》(GB 50300—2001);

2。 中華人民共和國國家標準《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》(GB 50202— 2002);

3.中華人民共和國行業標準《建築地基處理技術規範》(JGJ 79—2002);

4。 中華人民共和國國家標準《建築地基基礎設計規範》(GB 50007——2002)。

1.5.2 術語

1.水泥土攪拌樁地基:利用水泥作為固化劑,透過攪拌機械將其與地基土強制攪拌, 硬化後構成的地基。水泥土攪拌法形成的水泥土加固體,可作為豎向承載的複合地基;基坑工程圍護擋牆、被動區加固、防滲帷幕;大體積水泥穩定土等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。

2.深層攪拌法:使用水泥漿作為固化劑的水泥土攪拌法。簡稱溼法。

3.粉體攪拌法:使用水泥粉作為固化劑的水泥土攪拌法。簡稱幹法。

。1.5.3 基本規定

1.5.3.1 水冰泥土攪拌法用於處理泥炭土、有機質土、塑性指數Ip 大於25 的黏土、地下水具有腐蝕性時以及無工程經驗的地區,必須透過現場試驗確定其適用性。

1.5.3.2 當地基土的天然含水量小於30%( 黃土含水量小於25%)、大於70%或地下水的pH 值小於4 時不宜採用幹法。冬期施工時,應注意負溫度對處理效果的影響。

1.5.3.3 確定處理方案前應收集擬處理區域內詳盡的岩土工程資料。尤其是填土層的厚度和組成;軟土層的分佈範圍、分層情況,地下水位及pH 值;土的含水量、塑性指數和有機質含量等。

1.5.3.4 設計前應進行擬處理土的室內配比試驗。針對現場擬處理的最弱層軟土的性質,選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量等。

1.5.3.5 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。

1.5.4 施工準備

1.5.4.1 技術準備

1.設計

(1)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上部結構對承載力和變形的要求確定,並有宜穿透軟弱土層到達承載力相對較高的土層;為提高抗滑穩定性而設定的攪拌樁,其樁長應超過危險滑弧以下2m。

溼法的加固深度不宜大於20m, 幹法不宜大於15m。水泥土攪拌樁的樁徑不應小於500mm 。

(2)豎向承載水泥土攪拌樁複合地基的承載力特徵值應透過現場插單樁或多樁複合地基荷載試驗確定。

(3) 單樁豎向承載力特徵值應透過現場荷載試驗確定。初步設計時可按式(1.5.4.1 —1) 估算。並應同時滿足式(1.5.4.1—2)的要求,應使由樁身材料強度確定的單樁承載力大於(或等於)由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力:

Ra = up qsi∫i+a qp Ap (1.5.4.1-1)

Ra =ηf cu A p (1.5.4.1-2)

式中 ∫cu— 與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,也可採用邊長為50mm 的立方體)在標準養護條件下90d 齡期的立方體抗壓強度平均(kPa);

η—樁身強度折減係數,幹法可取0。20~0。30;溼法可取0。25~0。33;

Up—樁的周長(m);

qsi—樁周第i 層土的側阻力特徵值。對淤泥可取4~7kPa;對淤泥質土可取6~

12kPa;對軟塑狀態的黏性土可取10~15kPa;對可塑狀態的黏性土可以取12~18kPa;

∫I— 樁長範圍內第i 層土的厚度(m);

qp—樁端地基土未經修正的承載力特徵值(kPa), 可按現行國家標準《建築地基基

礎設計規範》(GB50007—2002) 的有關規定確定

a —樁端天然地基土的承載力折減係數,可取0。4~0。6, 承載力高時取低值。

(4)豎向承載攪拌樁複合地基應在基礎和樁之間設定褥墊層。褥墊層厚度可取200~ 300mm 。其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等,最大粒徑不宜大於20mm 。

(5)豎向承載攪拌複合地基中的樁長超過10m 時,可採用變摻量設計。在全樁水泥摻量不變的前提下,樁身上部三分之一樁長範圍內可適當增加水泥摻量及攪拌次數;樁身下部三分之一樁長範圍內可適當減少水泥摻量。

(6)豎向承載攪拌樁的平面佈置可根據上部結構特點及對地基承載力和變形的要求, 採用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等加固形式。樁可只在基礎平面範圍內佈置,獨立基礎下的樁數不宜少於3 根。柱狀加固可採用正方形、等邊三角形等布樁形式。

(7)當攪拌樁處理範圍以下存在軟弱下臥層時,應按現行國家標準《建築地基基礎設計規範》(GB50007—2002)的有關規定進行下臥層承載力驗算。

(8)豎向承載攪拌樁複合地基的變形包括攪拌樁複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: 攪拌樁複合土層的壓縮變形S1 可按1.5.4.1-3、1.5.4.1-4 計算

水泥土攪拌樁地基工程施工工藝一

Esp = mEp + (1-m) Es (1。5。4。1-4)

式中 Pz——攪拌樁複合土層頂面的附加壓力值(kPa);

PZL——攪拌樁複合土層底面的附加壓力值(kPa);

ESP——攪拌樁複合土層的壓縮模量kPa);

Ep——攪拌樁的壓縮模量,可取(100~120)。fcu (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)。樁端以下未加固土層的壓縮變形S2可按現行國家標準《建築地基基礎設計規範》(GB 50007—2002)的有關規定進行計算。

2.深層攪拌機定位時,必須經過技術複核確保定位準確,必要時請監理人員進行軸線定位驗收。

3.施工前應標定攪拌機械的灰漿輸送量、灰漿輸送管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊裝置提升速度等施工工藝引數,並根據設計透過試驗確定攪拌樁材料的配合比。

1.5.4.2 材料要求

1.水泥:採用強度等級為32。5 的普通矽酸鹽水泥,要求無結塊。

2,砂子:用中砂或粗砂,含泥量小於5%。

3.外加劑:塑化劑採用木質素磺酸鈣,促凝劑採用硫酸鈉、石膏,應有產品出廠合格證,摻量透過試驗確定。

1.5.4.3 主要機具

深層攪拌機,起重機,灰漿攪拌機,灰漿泵,冷卻泵,機動翻斗車,導向架,集料斗,磅秤,提速測定儀,電氣控制櫃,鐵鍬,手推車等。常用深層攪拌機主要效能見表1.5.4.3。

水泥土攪拌樁地基工程施工工藝一

1.5.4.4 作業條件

1.施工場地應先整平,清除樁位處地上、地下障礙物,場地低窪處用粘性土料回填夯實,不得用雜填土回填。

2.裝置開機前應經檢修、除錯,檢查樁機執行和輸料管暢通情況。

3.開工前應檢查水泥及外加劑的質量,樁位、攪拌機工作效能及各種計量裝置完好程度(主要是水泥漿流量計和其他計量裝置)。