水泥土攪拌樁地基

水泥土攪拌樁地基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(jī)在地基深部，就地將軟土和固化劑(漿體或粉體)強(qiáng)制拌合，利用固化劑和軟土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使凝結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性好和較高強(qiáng)度的水泥加固體，與天然地基形成復(fù)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(yīng)完全是在土的圍繞下產(chǎn)生的，凝結(jié)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(fā)生強(qiáng)烈的水解和水化反應(yīng)，同時(shí)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)、鋁酸三鈣(3CaO-A1203).鐵鋁酸四鈣(4CaO?A12O3?Fe2O3)、硫酸鈣(CaSO4)等水化物，有的自身繼續(xù)硬化形成水泥石骨架，有的則因有活性的土進(jìn)行離子交換和團(tuán)粒反應(yīng)、硬凝反應(yīng)和碳酸化作用等，使土顆粒固結(jié)、結(jié)團(tuán)，顆粒間形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)，并具有一定強(qiáng)度。1.特點(diǎn)及適用范圍深層攪拌法的特點(diǎn)是：在地基加固過程中無振動(dòng)、無噪音，對(duì)環(huán)境無污染；對(duì)土無側(cè)向擠壓，對(duì)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(qiáng)度(當(dāng)水泥摻量為8%和10%時(shí)，加固體強(qiáng)度分別為0.24和0.65MPa，而天然軟土地基強(qiáng)度僅0.006MPa)；同時(shí)施工期較短，造價(jià)低廉，效益顯著。本法適于加固較深較厚的淤泥、淤泥質(zhì)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(duì)超軟土效果更為顯著。多用于墻下條形基礎(chǔ)、大面積堆料廠房地基；在深基開挖時(shí)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。樁平面布置水泥土攪拌樁平面布置可根據(jù)上部建筑對(duì)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(chǔ)范圍內(nèi)布樁。柱狀處理可采用正方形或等邊三角形布樁形式。機(jī)具設(shè)備及材料要求水泥土攪拌樁的主要施工設(shè)備為深層攪拌機(jī)，有中心管噴漿方式的SJB-1型攪拌機(jī)和葉片噴漿方式的GZB-600型攪拌機(jī)兩類。SJB-1型深層攪拌機(jī)是雙攪拌軸中心管輸漿的水泥攪拌專有機(jī)械，制成的樁外形呈"8”字形（縱向最大處1.3m，橫向最大處為0.8m），其外形和構(gòu)造如圖7-20a所示。它由動(dòng)力部分：2X30kW潛水電機(jī)各自連接一臺(tái)2級(jí)2K-H行星齒輪減速器；攪拌部分：包括攪拌軸（每節(jié)長(zhǎng)2.4m、直徑6127mm）和攪拌頭（帶硬質(zhì)合金齒的兩葉片式；直徑0.7?0.8m）；輸漿部分：由中心管（直徑640mm,每節(jié)長(zhǎng)度2.45m）和穿在中心管內(nèi)部的輸漿管（直徑668mm）以及單向球閥（球徑6120mm）等組成。中心管通過橫向系板與攪拌軸連成整體。其技術(shù)性能見表7-18。其配套設(shè)備見圖7-21，主要有灰漿攪拌機(jī)（共兩臺(tái)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。圖7-20深層攪拌機(jī)外形和構(gòu)造（a）SJB-1型深層攪拌機(jī)；（b）GZB-600型深層攪拌機(jī)1-輸漿管；2-外殼；3-出水口；4-進(jìn)水口；5-電動(dòng)機(jī)；6-導(dǎo)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(jìn)漿口SJB-1深層攪拌機(jī)技術(shù)性能要求表7-18項(xiàng)次項(xiàng)目規(guī)格性能數(shù)量1深層攪拌機(jī)攪拌軸數(shù)量攪拌軸長(zhǎng)度攪拌時(shí)外徑電動(dòng)機(jī)功率6127x10mm每節(jié)長(zhǎng)2.5m6700?800mm 2x30kW 2根2節(jié)1臺(tái)2起吊設(shè)備及導(dǎo)向系統(tǒng)履帶式起重機(jī)提升速度導(dǎo)向架CH500型，起重高度〉14m起重量〉10t0.3?1.0m/min688.5mm鋼管制1臺(tái)1座3固化劑制配系統(tǒng)灰漿泵灰漿攪拌機(jī)集料斗磅秤提升速度測(cè)定儀HB6-3型，輸漿量3m3/h工作壓力1.5MPaHL-1型200L400L計(jì)量量測(cè)范圍0?2m/min1臺(tái)2臺(tái)1個(gè)1臺(tái)1臺(tái)4技術(shù)指標(biāo)一次加固面積最大加固深度加固效率總重量（不含起重機(jī)）0.7?0.9m210m40~50m/臺(tái)班6.5t圖7-21深層攪拌機(jī)配套機(jī)械及布置1-深層攪拌機(jī)；2-履帶式起重機(jī)；3-工作平臺(tái)；4-導(dǎo)向架；5-進(jìn)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(jī)GZB-600型深層攪拌機(jī)是利用進(jìn)口鉆機(jī)改裝的單攪拌軸、葉片噴漿方式的攪拌機(jī)，其外形和構(gòu)造如圖7-20b所示。它包括：動(dòng)力部分：兩臺(tái)30kW電機(jī)，各自連接一臺(tái)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(jīng)攪拌頭葉片，沿著旋轉(zhuǎn)方向輸入土中，攪拌軸外徑6129mm,軸內(nèi)輸漿管外徑676mm；攪拌頭：在攪拌頭上分別設(shè)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(gè)尺寸相同的噴漿口。其技術(shù)性能見表7-19。其配套設(shè)備見圖7-22,主要有PMZ-15型灰漿計(jì)量配料裝置。由灰漿攪拌機(jī)兩臺(tái)（容積各為500L）、集料斗（容積0.18m3）、灰漿泵組成;電磁流量計(jì)等。GZB-600型深層攪拌機(jī)技術(shù)性能表7-19攪拌機(jī)攪拌軸數(shù)量（根）攪拌葉片外徑（mm）攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）電機(jī)功率（kW）X臺(tái)數(shù)16005030x2固化劑制備系統(tǒng)灰漿拌制機(jī)臺(tái)數(shù)X容量（L）泵輸送量（L/min）工作壓力（kPa）集料斗容量（L）2x5002811400180起吊設(shè)備提升力（kN）提升速度（m/min）提升高度（m）接地壓力（kPa）1500.6?1.01460技術(shù)指標(biāo)一次加固面積（m2）最大加固深度（m）加固效率（m/臺(tái)?班）總重（t）（不包括起吊設(shè)備）0.28310?1560圖7-22GZB-600型攪拌機(jī)配套機(jī)械1-流量計(jì)；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(jī)；9-打樁機(jī)；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(jī)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(qiáng)流動(dòng)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(jìn)速凝、早強(qiáng)。水灰比為0.43?0.50，水泥砂漿稠度為11?14cm。施工工藝方法要點(diǎn)（1）深層攪拌樁的施工工藝流程如圖7-23。5）M）頃）（/）

圖7-23深層攪拌樁施工工藝流程（a）定位下沉；（3深入到設(shè)計(jì)深度；（c）噴漿攪拌提升；（d）原位重復(fù)攪拌下沉；（e）重復(fù)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?yàn)椋荷顚訑嚢铏C(jī)定位一預(yù)攪下沉一制配水泥漿（或砂漿）一噴漿攪拌、提升一重復(fù)攪拌下沉一重復(fù)攪拌提升直至孔口一關(guān)閉攪拌機(jī)、清洗一移至下一根樁、重復(fù)以上工序。（3） 場(chǎng)地應(yīng)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(chǎng)地低洼處用粘性土料回填夯實(shí)，不得用雜填土回填。（4） 施工前應(yīng)標(biāo)定攪拌機(jī)械的灰漿泵輸送量、灰漿輸送管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間和起吊設(shè)備提升速度等施工工藝參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過試驗(yàn)確定攪拌樁的配合比。（5） 施工時(shí)，先將深層攪拌機(jī)用鋼絲繩吊掛在起重機(jī)上，用輸漿膠管將貯料罐砂漿泵與深層攪拌機(jī)接通，開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，攪拌機(jī)葉片相向而轉(zhuǎn)，借設(shè)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(jī)，與此同時(shí)開動(dòng)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(fù)攪拌下沉和重復(fù)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(qiáng)其整體性，即成壁狀加固體，幾個(gè)壁狀加固體連成一片，即成塊狀。施工中固化劑應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定的配合比拌制，并應(yīng)有防離析措施。起吊應(yīng)保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度。成樁要控制攪拌機(jī)的提升速度和次數(shù)，使連續(xù)均勻，以控制注漿量，保證攪拌均勻，同時(shí)泵送必須連續(xù)。攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r，不宜沖水；當(dāng)遇到較硬土層下沉太慢時(shí)，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水成樁對(duì)樁身強(qiáng)度的影響。每天加固完畢，應(yīng)用水清洗貯料罐、砂漿泵、深層攪拌機(jī)及相應(yīng)管道，以備再用。質(zhì)量控制施工前應(yīng)檢查水泥及外摻劑的質(zhì)量，樁位、攪拌機(jī)工作性能、各種計(jì)量設(shè)備(主要是水泥流量計(jì)及其他計(jì)量裝置)完好程度。施工中應(yīng)檢查機(jī)頭提升速度，水泥漿或水泥注入量，攪拌樁的長(zhǎng)度及標(biāo)高。施工結(jié)束后應(yīng)檢查樁體強(qiáng)度、樁體直徑及地基承載力。進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)承重水泥土攪拌樁應(yīng)取90d后的試件；對(duì)支護(hù)水泥土攪拌樁應(yīng)取28d后的試件，試件可鉆孔取芯，或其他規(guī)定方法取樣。對(duì)不合格的樁應(yīng)根據(jù)其位置和數(shù)量等具體情況，分別采取補(bǔ)樁或加強(qiáng)鄰樁等措施。深層攪拌樁地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表7-20所示。深層攪拌樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo))隹表7-20項(xiàng)序 檢查項(xiàng)目 允許，偏差或允許值 檢查方法 單位數(shù)值主控項(xiàng)目1水泥及外摻劑質(zhì)量設(shè)計(jì)要求查產(chǎn)品合格證書或抽樣送檢2