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加固施工

水泥土攪拌樁地基加固

作者: 發布時間:2022-04-12 21:42:37點擊:14784

信息摘要:

 深層攪拌法的特點是:在地基加固過程中無振動、無噪音,對環境無污染;對土無側向擠壓,對鄰近建筑物影響很??;可按建筑物要求作成柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形狀;可有效地提高地基強度(當水泥摻量為8%和10%時,加固體強度分別為0.24和0.65MPa,而天然軟土地基強度僅0.006MPa);同時施工期較短,造價低廉,效益顯著。

       水泥土攪拌樁地基系利用水泥作為固化劑,通過深層攪拌機在地基深部,就地將軟土和固化劑(漿體或粉體)強制拌合,利用固化劑和軟土發生一系列物理、化學反應,使凝結成具有整體性、水穩性好和較高強度的水泥加固體,與天然地基形成復合地基。其加固原理是:水泥加固土由于水泥用量很少,水泥水化反應完全是在土的圍繞下產生的,凝結速度比在混凝土緩慢。水泥與軟粘土拌合后,水泥礦物和土中的水分發生強烈的水解和水化反應,同時從溶液中分解出氫氧化鈣生成硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三(3CaO·Al2O3)、鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3)、硫酸鈣(CaSO4)等水化物,有的自身繼續硬化形成水泥石骨架,有的則因有活性的土進行離子交換和團粒反應、硬凝反應和碳酸化作用等,使土顆粒固結、結團,顆粒間形成堅固的聯結,并具有一定強度。


        1.特點及適用范圍


         深層攪拌法的特點是:在地基加固過程中無振動、無噪音,對環境無污染;對土無側向擠壓,對鄰近建筑物影響很??;可按建筑物要求作成柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形狀;可有效地提高地基強度(當水泥摻量為8%和10%時,加固體強度分別為0.24和0.65MPa,而天然軟土地基強度僅0.006MPa);同時施工期較短,造價低廉,效益顯著。


         本法適于加固較深較厚的淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高且地基承載力不大于120kPa的粘性土地基,對超軟土效果更為顯著。多用于墻下條形基礎、大面積堆料廠房地基;在深基開挖時用于防止坑壁及邊坡塌滑、坑底隆起等,以及作地下防滲墻等工程上。


         2.樁平面布置


         水泥土攪拌樁平面布置可根據上部建筑對變形的要求,采用柱狀、壁狀、格柵狀、塊狀等處理形式??芍辉诨A范圍內布樁。柱狀處理可采用正方形或等邊三角形布樁形式。


          3.機具設備及材料要求


         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型深層攪拌機是雙攪拌軸中心管輸漿的水泥攪拌專有機械,制成的樁外形呈“8”字形(縱向更大處1.3m,橫向更大處為0.8m),其外形和構造如圖7-20a所示。它由動力部分:2×30kW潛水電機各自連接一臺2級2K-H行星齒輪減速器;攪拌部分:包括攪拌軸(每節長2.4m、直徑φ127mm)和攪拌頭(帶硬質合金齒的兩葉片式;直徑0.7~0.8m);輸漿部分:由中心管(直徑φ40mm,每節長度2.45m)和穿在中心管內部的輸漿管(直徑φ68mm)以及單向球閥(球徑φ120mm)等組成。中心管通過橫向系板與攪拌軸連成整體。其技術性能見表7-18。其配套設備見圖7-21,主要有灰漿攪拌機(共兩臺各200L,輪流供料)、集料斗(容積0.4m3)、HB6-3型灰漿泵、電氣控制框等。        

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      (a)SJB-1型深層攪拌機;(b)GZB-600型深層攪拌機


       1-輸漿管;2-外殼;3-出水口;4-進水口;5-電動機;6-導向滑塊;7-減速器;


         8-攪拌軸;9-中心管;10-橫向系板;11-球形閥;12-攪拌頭;13-電纜接頭;14-進漿口

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       1-深層攪拌機;2-履帶式起重機;3-工作平臺;4-導向架;5-進水管;6-回水管;


      7-電纜;8-磅秤;9-攪拌頭;10-輸漿壓力膠管;11-冷卻泵;12-貯水池;


         13-電氣控制柜;14-灰漿泵;15-集料斗;16-灰漿攪拌機


          GZB-600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,其外形和構造如圖7-20b所示。它包括:動力部分:兩臺30kW電機,各自連接一臺2K-H行星齒輪減速器;攪拌軸與輸漿管;單軸葉片噴漿方式是使水泥漿由中空軸經攪拌頭葉片,沿著旋轉方向輸入土中,攪拌軸外徑φ129mm,軸內輸漿管外φ76mm;攪拌頭:在攪拌頭上分別設置攪拌葉片和噴漿葉片,兩層葉片相距0.5m,成樁直徑600mm,噴漿葉片上開有3個尺寸相同的噴漿口。其技術性能見表7-19。其配套設備見圖7-22,主要有PMZ-15型灰漿計量配料裝置。由灰漿攪拌機兩臺(容積各為500L)、集料斗(容積0.18m3)、灰漿泵組成;電磁流量計等。

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     1-流量計;2-控制柜;3-低壓變壓器;4-PM2-15泵送裝置;


       5-電纜;6-輸漿膠管;7-攪拌軸;8-攪拌機;9-打樁機;10-電纜


       深層攪拌樁加固軟土的固化劑可選用水泥、摻入量一般為加固土重的7%~15%,每加固1m3土體摻入水泥約110~160kg。SJB-1型深層攪拌機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.施工工藝方法要點


        (1)深層攪拌樁的施工工藝流程如圖7-23。

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       (a)定位下沉;(b)深入到設計深度;(c)噴漿攪拌提升;


       (d)原位重復攪拌下沉;(e)重復攪拌提升;(f)攪拌完成形成加固體


         (2)深層攪拌樁的施工程序為:深層攪拌機定位→預攪下沉→制配水泥漿(或砂漿)→噴漿攪拌、提升→重復攪拌下沉→重復攪拌提升直至孔口→關閉攪拌機、清洗→移至下一根樁、重復以上工序。


          (3)場地應先整平,清除樁位處地上、地下一切障礙物(包括大塊石、樹根和生活垃圾等),場地低洼處用粘性土料回填夯實,不得用雜填土回填。


         (4)施工前應標定攪拌機械的灰漿泵輸送量、灰漿輸送管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工工藝參數,并根據設計要求通過試驗確定攪拌樁的配合比。


          (5)施工時,先將深層攪拌機用鋼絲繩吊掛在起重機上,用輸漿膠管將貯料罐砂漿泵與深層攪拌機接通,開動電動機,攪拌機葉片相向而轉,借設備自重,以0.38~0.75m/min的速度沉至要求加固深度;再以0.3~0.5m/min的均勻速度提起攪拌機,與此同時開動砂漿泵將砂漿從深層攪拌中心管不斷壓入土中,由攪拌葉片將水泥漿與深層處的軟土攪拌,邊攪拌邊噴漿直到提至地面(近地面開挖部位可不噴漿,便于挖土),即完成一次攪拌過程。用同法再一次重復攪拌下沉和重復攪拌噴漿上升,即完成一根柱狀加固體,外形呈“8”字形,一根接一根搭接,相搭接寬度宜大于100mm,以增強其整體性,即成壁狀加固體,幾個壁狀加固體連成一片,即成塊狀。


         (6)施工中固化劑應嚴格按預定的配合比拌制,并應有防離析措施。起吊應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度。成樁要控制攪拌機的提升速度和次數,使連續均勻,以控制注漿量,保證攪拌均勻,同時泵送必須連續。


          (7)攪拌機預攪下沉時,不宜沖水;當遇到較硬土層下沉太慢時,方可適量沖水,但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。


          (8)每天加固完畢,應用水清洗貯料罐、砂漿泵、深層攪拌機及相應管道,以備再用。


           5.質量控制


          (1)施工前應檢查水泥及外摻劑的質量,樁位、攪拌機工作性能、各種計量設備(主要是水泥流量計及其他計量裝置)完好程度。


         (2)施工中應檢查機頭提升速度,水泥漿或水泥注入量,攪拌樁的長度及標高。


        (3)施工結束后應檢查樁體強度、樁體直徑及地基承載力。


          (4)進行強度檢驗時,對承重水泥土攪拌樁應取90d后的試件;對支護水泥土攪拌樁應取28d后的試件,試件可鉆孔取芯,或其他規定方法取樣。


           (5)對不合格的樁應根據其位置和數量等具體情況,分別采取補樁或加強鄰樁等措施。


            (6)深層攪拌樁地基質量檢驗標準如表7-20所示。

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