地基工程 水泥土攪拌復(fù)合地基施工

地基工程水泥土攪拌復(fù)合地基施工1.加固原理及適用范圍水泥土攪拌樁復(fù)合地基是指利用水泥（或水泥系材料）為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處對(duì)原狀土和水泥強(qiáng)制攪拌，形成水泥土圓柱體，與原地基土構(gòu)成的地基。水泥土攪拌樁除作為豎向承載的復(fù)合地基外，還可用于基坑工程圍護(hù)擋墻、被動(dòng)區(qū)加固、防滲帷幕等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，分為濕法（漿液攪拌）和干法（粉體噴射攪拌）。水泥土攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。冬期施工時(shí)，應(yīng)注意負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。當(dāng)用于處理泥炭土、有機(jī)質(zhì)含量較高或pH值小于4的酸性土、塑性指數(shù)大于25的黏土或在腐蝕性環(huán)境中以及無(wú)工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)采用水泥土攪拌法時(shí)，必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)確定其適用性。2.設(shè)計(jì)水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）

確定處理方案前應(yīng)搜集擬處理區(qū)域內(nèi)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(jī)質(zhì)含量等。（2）設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擬處理的最弱層軟土的性質(zhì),選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設(shè)計(jì)提供各種齡期、各種配比的強(qiáng)度參數(shù)。對(duì)豎向承載的水泥土強(qiáng)度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強(qiáng)度平均值；對(duì)承受水平荷載的水泥土強(qiáng)度宜取28d齡期試塊的立方體抗壓強(qiáng)度平均值。（3）固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥（型鋼水泥土攪拌墻不低于P.042.5級(jí)）。水泥摻量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水泥土強(qiáng)度經(jīng)試驗(yàn)確定；塊狀加固時(shí)水泥摻量不應(yīng)小于被加固天然土質(zhì)量的7%,作為復(fù)合地基增強(qiáng)體時(shí)不應(yīng)小于12%,型鋼水泥土攪拌墻（樁）不應(yīng)小于20%。一般每加固1m3?土體摻入水泥約110?160kg。濕法的水泥漿水灰比可選用0.45-0.55,外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料，但應(yīng)避免污染環(huán)境；干法可摻加二級(jí)粉煤灰等材料。某些深層攪拌機(jī)（如：SJB-1型）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。（4）水泥土攪拌法的設(shè)計(jì)，主要是確定攪拌樁的置換率和長(zhǎng)度。豎向承載攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱土層到達(dá)承載力相對(duì)較高的土層；為提高抗滑穩(wěn)定性而設(shè)置的攪拌樁，其樁長(zhǎng)應(yīng)超過(guò)危險(xiǎn)滑弧以下2m。干法的加固深度不宜大于15m；濕法及型鋼水泥土攪拌墻（樁）的加固深度應(yīng)考慮機(jī)械性能的限制。單頭、雙頭加固深度不宜大于20m,多頭及型鋼水泥土攪拌墻（樁）的深度不宜超過(guò)35m。水泥土攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500mm。（5）豎向承載水泥土攪拌樁復(fù)合地基宜在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層，剛性基礎(chǔ)下褥墊層厚度可取150?300mm。褥墊層材料可選用中粗砂、級(jí)配砂石等，最大粒徑不宜大于20mm,褥墊層的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.94。（6）豎向承載攪拌樁復(fù)合地基中的樁長(zhǎng)超過(guò)10m時(shí)，可采用變摻量設(shè)計(jì)。在全樁水泥總摻量不變的前提下，樁身上部三分之一樁長(zhǎng)范圍內(nèi)可適當(dāng)增加水泥摻量及攪拌次數(shù);樁身下部三分之一樁長(zhǎng)范圍內(nèi)可適當(dāng)減少水泥摻量。（7）豎向承載攪拌樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及對(duì)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形式。樁可只在基礎(chǔ)平面范圍內(nèi)布置，獨(dú)立基礎(chǔ)下的樁數(shù)不宜少于3根。柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等布樁形式。（8）當(dāng)攪拌樁處理范圍以下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算。3.施工（1）施工設(shè)備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)外形和構(gòu)造如圖1

(a)所示；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)（2）施工程序及注意事項(xiàng)1)施工程序①施工現(xiàn)場(chǎng)事先應(yīng)予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時(shí)應(yīng)抽水和清淤，回填土料應(yīng)壓實(shí)，不得回填生活垃圾。②在制定水泥土攪拌施工方案前，應(yīng)做水泥土的配比試驗(yàn)，測(cè)定各水泥土的不同齡期，不同水泥土配比試塊強(qiáng)度，確定施工時(shí)的水泥土配比。③水泥土攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于3根，多頭攪拌不得少于3組，確定水泥土攪拌施工參數(shù)及工藝。即水泥漿的水灰比、噴漿壓力、噴漿量。④攪拌機(jī)械就位、調(diào)平，為保證樁位準(zhǔn)確使用定位卡，樁位對(duì)中偏差不大于20mm,導(dǎo)向架和攪拌軸應(yīng)與地面垂直，垂直度的偏差不大于1.5%。⑤預(yù)攪下沉至設(shè)計(jì)加固深度后，邊噴漿（粉）、邊攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面。⑥重復(fù)鉆進(jìn)攪拌，按前述操作要求進(jìn)行，如噴粉量或噴漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，只需復(fù)攪不再送粉或只需復(fù)攪不再送漿。⑦根據(jù)設(shè)計(jì)要求，噴漿（粉）或僅攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面，關(guān)閉攪拌機(jī)械。⑧在預(yù)（復(fù)）攪下沉?xí)r，也可采用噴漿（粉）的施工工藝，必須確保全樁長(zhǎng)上下至少再重復(fù)攪拌一次。⑨對(duì)地基土進(jìn)行干法咬合加固時(shí)，如復(fù)攪?yán)щy，可采用慢速攪拌，保證攪拌的均勻性。2）施工中的注意事項(xiàng)①濕法施工控制要點(diǎn)a.水泥漿液到達(dá)噴漿口的出口壓力不應(yīng)小于10MPa。b.施工前應(yīng)確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過(guò)工藝性成樁試驗(yàn)確定施工工藝。c.所使用的水泥都應(yīng)過(guò)篩，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時(shí)間等應(yīng)有專人記錄；噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國(guó)家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行自動(dòng)記錄。d.攪拌機(jī)噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，并應(yīng)有專人記錄。e.當(dāng)水泥漿液到達(dá)出漿口后，應(yīng)噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再開始提升攪拌頭。f.攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到硬土層下沉太慢時(shí)，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水對(duì)樁身強(qiáng)度的影響。g.施工時(shí)如因故停漿，應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿攪拌提升。若停機(jī)超過(guò)3小時(shí)，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。h.壁狀加固時(shí)，相鄰樁的施工時(shí)間間隔不宜超過(guò)24h。如間隔時(shí)間太長(zhǎng)，與相鄰樁無(wú)法搭接時(shí)，應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿等補(bǔ)強(qiáng)措施。i.噴漿未到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高（或底部樁端標(biāo)高），集料斗中漿液已排空時(shí)，應(yīng)檢查投料量、有無(wú)漏漿、灰漿泵輸送漿液流量。處理方法：重新標(biāo)定投料量，或者檢修設(shè)備，或者重新標(biāo)定灰漿泵輸送流量。j.噴漿到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高（或底部樁端標(biāo)高），集料斗中漿液剩漿過(guò)多時(shí)。應(yīng)檢查投料量、輸漿管路部分堵塞、灰漿泵輸送漿液流量。處理方法：重新標(biāo)定投料量，或者清洗輸漿管路，或者重新標(biāo)定灰漿泵輸送流量。②干法施工控制要點(diǎn)a.噴粉施工前應(yīng)仔細(xì)檢查攪拌機(jī)械、供粉泵、送氣（粉）管路、接頭和閥門的密封性、可靠性。送氣（粉）管路的長(zhǎng)度不宜大于60m。b.水泥土攪拌法（干法）噴粉施工機(jī)械必須配置經(jīng)國(guó)家計(jì)量部門確認(rèn)的具有能瞬時(shí)檢測(cè)并記錄出粉體計(jì)量裝置及攪拌深度自動(dòng)記錄儀。c.攪拌頭每旋轉(zhuǎn)一周，其提升高度不得超過(guò)16mm。d.攪拌頭的直徑應(yīng)定期復(fù)核檢查，其磨耗量不得大于10mm。e.當(dāng)攪拌頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁底以上1.5m時(shí)，應(yīng)即開啟噴粉機(jī)提前進(jìn)行噴粉作業(yè)。當(dāng)攪拌頭提升至地面下500mm時(shí)，噴粉機(jī)應(yīng)停止噴粉。f.成樁過(guò)程中因故停止噴粉，應(yīng)將攪拌頭下沉至停灰面以下1m處，待恢復(fù)噴粉時(shí)再噴粉攪拌提升。③攪拌機(jī)預(yù)攪下沉不到設(shè)計(jì)深度，但電流不高，可能是土質(zhì)黏性大，攪拌機(jī)自重不夠造成的。應(yīng)采取增加攪拌機(jī)自重或開動(dòng)加壓裝置。④攪拌鉆頭與混合土同步旋轉(zhuǎn)，是由于灰漿濃度過(guò)大或者攪拌葉片角度不適宜造成的。可重新確定漿液的水灰比，或者調(diào)整葉片角度、更換鉆頭等措施。4.質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收1)施工期質(zhì)量檢驗(yàn)施工期質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）水泥土攪拌施工時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查施工中的各項(xiàng)記錄，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件發(fā)生變化,或有遺漏，或水泥土攪拌樁（水泥土攪拌點(diǎn)）施工質(zhì)量不符合規(guī)定要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁或采取其他有效的補(bǔ)救措施。（2）重點(diǎn)檢查輸漿量（水泥用量）、輸漿速度、總輸漿時(shí)間、樁長(zhǎng)、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法等。2）竣工后質(zhì)量驗(yàn)收竣工后質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）水泥土攪拌施工結(jié)束28天后進(jìn)行檢驗(yàn)。（2）水泥土攪拌樁樁體的主要檢測(cè)內(nèi)容如下：a.成樁7d后，釆用淺部開挖樁頭進(jìn)行檢查，開挖深度宜超過(guò)停漿（灰）面下0.5m,目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑。檢查量為總樁數(shù)的5%。b.成樁后3d內(nèi)，可用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢查上部樁身的均勻性。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%,且不少于3根。c.樁身強(qiáng)度檢驗(yàn)應(yīng)在成樁28d后，用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣作攪拌均勻性和水泥土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁（組）數(shù)的0.5%,且不少于6點(diǎn)。鉆芯有困難時(shí)，可采用單樁抗壓靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)樁身質(zhì)量。（3）承載力檢測(cè)豎向承載水泥土攪拌樁復(fù)合地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并宜在成樁28d后進(jìn)行。驗(yàn)收檢測(cè)檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的0.5%?1%,其中每單項(xiàng)工程單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的數(shù)量不應(yīng)少于3根（多頭攪拌為3組），其余可進(jìn)行單樁靜載荷試驗(yàn)或單樁、多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。（4）基槽開挖后，應(yīng)檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，如不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。3）檢驗(yàn)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)水泥土攪拌樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1的要求。水泥土攪拌樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)表1項(xiàng)序檢査項(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)品合格證或抽樣送檢2水泥用量參數(shù)指標(biāo)査看流量計(jì)3樁體強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求按規(guī)定方法4地基承載力設(shè)計(jì)要求按規(guī)定方法一般項(xiàng)目1機(jī)頭提升速度m/min≤50量機(jī)頭上升距離