水泥土搅拌桩复合地基
水泥土搅拌桩复合地基检测方案

水泥土搅拌桩复合地基检测方案一.执行标准《土建工程施工质量验收及评定规程》《建筑地基处理技术规范》《电力工程地基处理技术规程》二.检测内容对深层水泥土搅拌桩施工过程中固化剂用量、桩长、桩径、制桩过程中有无断桩现象、搅拌提升时间、复搅次数和复搅长度进行抽查;桩身质量;复合地基的承载力。
三.检测方法本次检测主要采用检查施工记录和计量记录、单桩复合地基静载荷试验、现场开挖观察等方法。
四、检测点的布置原则按照随机选点,面上布置,并对重要拟建建筑物重点检测的原则布置。
五、检测工作量及技术要求1.检查施工记录按照规程规范要求抽查桩体施工记录和计量记录,抽查结果作为布置检测勘探点的依据。
在检查施工记录和计量记录时,主要对固化剂用量、桩长、桩径、制桩过程中有无断桩现象、搅拌提升时间、复搅次数和复搅长度等进行检查,检查严格执行设计及相关规范规程的要求。
2、单桩及复合地基静载荷试验(1)本次地基检测共布置静载荷试验四个区域14个点。
(2)单桩及复合地基静载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数,采用圆形刚性承压板。
(3)水泥土搅拌桩处理后的复合地基承载力特征值fs pk≥150kPa,根据设计及相关规范规程的要求,单桩复合地基静载荷试验的最大加载量不小于300kPa o(4)试验基坑坑底深度为桩顶设计标高,基坑底面尺寸不少于4.5m×4.5m o(5)加载设备、沉降观测装置的安装及加载与分级应严格执行相关规范规程的要求进行。
(6)沉降观测时间:每级荷载施加后,每1小时内按5,10,20,30,45,60min测记一次,直至沉降量达到相对稳定标准。
(7)相对稳定标准:每小时沉降量小于下列规定值时(并连续出现两次),即可加下一级荷载。
相对稳定标准区0∙lmm∕h0(8)终止加载条件:出线下列条件之一时,可终止加载。
a沉降量急剧增大,土被侧向挤出或承压板周围出线明显的裂缝或隆起。
b累计沉降量已大于静荷板宽度的6%0c在某级荷载作用下,荷载板的沉降量已大于前一级沉降增量的2倍,且24小时尚未稳定。
地基工程 水泥土搅拌复合地基施工

地基工程水泥土搅拌复合地基施工1加固原理及适用范围水泥土搅拌桩复合地基是指利用水泡或水泥系材料访固化剂通过特制的搅拌机械,在地基深处对原状土和水泥强制搅拌,形成水泥土圆柱体,与原地基土构成的地基。
水泥土搅拌桩除作为竖向承载的复合地基外,还可用于基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等。
加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。
根据固化剂掺入状态的不同,分为湿法(浆液搅拌)和干法(粉体喷射搅拌)。
水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、野口黄土、素填土、黏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PH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。
当用于处理泥炭土、有机质含量较高或PH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区采用水泥土搅拌法时,必须通过现场和室内试验确定其适用性。
2.谢十水泥土搅拌桩的设计应符合下列规定:(1)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。
(2)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。
(3)固化剂宜选用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥(型钢水泥土搅拌墙不低于P.042.5级)。
水泥掺量应根据设计要求的水泥土强度经试验确定;块状加固时水泥掺量不应小于被加固天然土质量的7%,作为复合地基增强体时不应小于12%,型钢水泥土搅拌墙(桩)不应小于20%β一般每加固1r∏3?土体掺入水泥约IIo~160kg.湿法的水泥浆水灰比可选用0.45-0.55,外掺剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料,但应避免污染环境;干法可掺加二级粉煤灰等材料。
复合地基水泥土搅拌桩施工方案

复合地基水泥土搅拌桩施工方案1.工程概述本工程是在土地基础上进行建筑物的施工,由于地质条件不理想,需要进行地基加固。
选用复合地基水泥土搅拌桩作为地基加固方式,以提高地基的承载力和抗沉降能力。
2.工程准备2.1材料准备-水泥:选用符合国家标准的硅酸盐水泥。
-骨料:选用砂石骨料,符合国家标准。
-清水:选用干净的自来水。
-混凝土外加剂:根据实际需要选用适当的掺合材料。
-钢筋:选用符合国家标准的螺纹钢筋。
-辅助建筑材料:如模板、钢筋连接件等。
2.2设备准备-搅拌设备:选用双轴强制式混凝土搅拌机。
-钻机:选用符合施工要求的桩工钻机。
-钢筋剪切机:用于对钢筋进行切割。
-碎石机:用于对大块骨料进行破碎处理。
-水泥罐车:用于水泥的存放和运输。
-大型起重机:用于吊装钢筋和设备。
-压路机、振动器等:用于地基处理。
3.施工步骤3.1地基处理根据设计要求,对地基进行必要的处理,如填筑、压实等,确保地基的平整度和稳定性。
3.2钻孔按照设计要求,在地基上均匀布置钻孔位置,钻孔直径一般为300mm至600mm。
根据地下情况,钻孔深度一般为地下28-38m。
钻孔过程中要注意及时排水,避免孔底积水。
3.3钢筋安装在钻孔的同时,根据设计要求将钢筋按照规定的数量和尺寸装配好。
钢筋的连接要牢固可靠,避免出现断裂现象。
3.4搅拌桩灌注将骨料、水泥和清水按照一定比例装入混凝土搅拌机中进行充分搅拌,使得混凝土达到均匀的湿稠状态。
将搅拌好的混凝土通过管道运输到钻孔中,同时将龙骨缓慢提升,使混凝土能够填充整个钻孔。
3.5桩身处理在搅拌桩施工完毕后,需要对桩身进行打磨和修整,确保桩身平整光滑。
3.6桩顶处理在搅拌桩施工完毕后,对桩顶进行修整,整平桩顶表面,并确保桩顶与地面平齐。
4.施工注意事项4.1施工队伍要有合格的技术人员和熟练的操作人员,具备相关施工经验,熟悉搅拌桩施工工艺和操作规程。
4.2施工期间,要按照设计要求进行监测,及时发现和处理问题。
水泥土搅拌桩复合地基检验批质量验收记录

水泥土搅拌桩复合地基检验批质量验收记录水泥土搅拌桩复合地基是一种常见的地基处理方法,通过将水泥土与原有土壤进行搅拌混合来提高地基的承载力和稳定性。
为了保证工程质量,需要进行检验批质量验收。
以下是一份水泥土搅拌桩复合地基检验批质量验收记录的范例,供参考:一、项目概况项目名称:×××工程项目地点:×××地区项目单位:×××单位监理单位:×××单位二、检验批信息检验批编号:×××地基类型:水泥土搅拌桩复合地基施工单位:×××单位检验情况:×××验收结果:合格/不合格三、工程施工情况1.施工时间:从××年×月×日至××年×月×日2.施工人员:×××名3.施工设备:×××台4.施工工艺:×××5.工程量:×××立方米四、质量验收项目及结果1.桩身直径和间距实测数据:桩身直径为×××cm,桩身间距为×××cm。
检验结果:与设计要求相符,合格。
2.桩长实测数据:桩长为×××米。
检验结果:与设计要求相符,合格。
3.搅拌桩表面平整度实测数据:搅拌桩表面平整度达到设计要求。
检验结果:合格。
4.土壤含水率实测数据:搅拌后土壤含水率为×××%。
检验结果:符合设计要求,合格。
5.强度检测实测数据:搅拌后土壤抗压强度为×××MPa。
检验结果:符合设计要求,合格。
6.现场施工记录施工单位提供了完整的施工记录,包括施工工艺、施工过程记录、质量检验记录等。
水泥土搅拌桩复合地基工艺流程及标准

水泥土搅拌桩复合地基工艺流程及标准前言本方案适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层处理。
1. 工艺流程1.1 工艺流程图水泥土搅拌桩复合地基施工工艺流程图如下。
1.2 关键工序控制1.2.1 施工准备(1)场地应先整平,清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃圾等),场地低洼处用黏性土料回填夯实,不得用杂填土回填。
(2)水泥土搅拌桩施工前,应根据设计进行工艺性试桩,数量不得小于3根,多轴搅拌施工不得小于3组。
应对工艺试桩的质量进行检验,确定施工参数。
(3)标定搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数,并根据设计通过试验确定搅拌材料的配合比。
1.2.2 测量放线依桩位布置图测量放样,标定出桩位,应经过技术复核确保定位准确,并请监理人员进行轴线定位验收。
1.2.3 桩机就位移动深层搅拌机到指定位置,对准桩位,桩位偏差不得大于50mm,并应使搅拌机保持水平,导向架垂直。
1.2.4 桩位下沉搅拌(1)下沉预搅拌:深层搅拌机启动前,用输浆胶管将储料出罐,砂浆泵同深层搅拌机接通,待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌电机,放松起重机钢丝绳,用卷扬机将搅拌机下放,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,为了使土体充分破碎,应控制搅拌机的电流、电压和预搅下沉速度。
(2)水泥浆制备:待深层搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
1.2.5 喷浆搅拌提升深层搅拌头下沉到设计深度后,启动灰浆泵将水泥浆从搅拌机中心管不断压入地基中,边喷浆边搅拌,直至提出地面完成一次搅拌过程。
同时严格按设计确定的提升速度提升深层搅拌机,一般以0.5m/min 的均匀速度提升。
1.2.6 重复下沉搅拌重复上下搅拌和喷浆:深层搅拌机提升至高于桩顶设计标高500mm 时,集料斗中水泥浆应正排空。
水泥土搅拌桩复合地基规范要求

水泥土搅拌桩复合地基7. 3. 1水泥土搅拌桩复合地基处理应符合卜•列规定:1适用丁•处理正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、町塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密〉、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。
不适用丁•含大孤石或障碍物较多且不易淸除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土,以及地卜水渗流彤响成桩质虽的土层。
当地基土的天然含水虽小T30%(黄土含水虽小T25%)时不宜采用粉体搅拌法。
冬期施工时,应考虑负温对处理地基效果的彤响。
2水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法(以卜•简称湿法〉和粉体搅拌法(以卜简称干法)。
町采用单轴、双轴、多轴搅拌或连续成槽搅拌形成柱状、壁状、格栅状或块状水泥土加固体°3对采用水泥土搅拌桩处理地基,除应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021要求进行岩土工程详细勘察外,尚应査明拟处理地基土层的pH值、塑性指数、有机质含虽、地卜•障碍物及软土分布情况、地卜水位及其运动规律等。
4设计前,应进行处理地基土的室内配比试验。
针对现场拟处理地基土层的性质,选择合适的固化剂、外掺剂及其掺虽,为设计提供不同龄期、不同配比的强度参数。
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。
5增强体的水泥掺虽不应小T-12%,块状加固时水泥掺虽不应小丁•加固天然土质虽的7%:湿法的水泥浆水灰比町取0. 5〜0. 6。
6水泥土搅拌桩复合地基宜在基础和桩之间设昼褥垫层,厚度可取200mm〜300mm。
褥垫层材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大T- 20mm,褥垫层的夯填度不应大丁• 0. 9。
7. 3. 2水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、pH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土,或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区使用时,必须通过现场和室内试验确定其适用性.7. 3. 3水泥土搅拌桩复合地基设计应符合卜列规定:1搅拌桩的长度,应根据上部结构对地基承载力和变形的耍求确定,并应穿透软弱土层到达地基承载力相对较高的土层:当设呂的搅拌桩同时为提高地基稳定性时,其桩长应超过危险滑弧以卜•不少于2. Om;干法的加固深度不宜大T15m,湿法加固深度不宜大T20m D2复合地基的承载力特征值,应通过现场单桩或多桩复合地基静载荷试验确定。
水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降

水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降随着城市建设的不断发展,复合地基工程已经成为一种常见的地基处理方法。
水泥土搅拌桩作为其中广泛使用的一种技术,具有稳定可靠、施工简便、成本低廉等特点。
然而,在实际工程中,水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降的问题也越来越引人注目。
一、搅拌桩复合地基不均匀沉降的原因1. 工程设计不当水泥土搅拌桩的施工一般由设计单位进行工程设计,如在设计过程中单一考虑了承载力的问题,而未能考虑到沉降的情况,就会导致不均匀沉降的问题。
2. 施工工艺不规范水泥土搅拌桩施工的不规范,施工工艺和施工质量也是影响搅拌桩复合地基不均匀沉降的原因之一。
如搅拌桩与地面之间的接触不紧密,桩体内的混凝土强度不够等。
3. 土质条件不均匀当搅拌桩复合地基处理的土质条件不均匀时,例如地下存在孔洞、滑动面等情况,同一组搅拌桩所受到的荷载是不一样的,从而导致搅拌桩复合地基发生不均匀沉降。
二、可能引发的后果1. 地基沉降不均匀,导致建筑物出现倾斜、开裂等问题,严重影响建筑物的安全性。
2. 生活和办公环境受到严重的影响。
三、防止水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降的对策1. 在设计阶段,应根据工程特点合理确定复合土工地基的结构布置,对深度、间距、直径等进行设计控制,控制地表的变形。
2. 严格控制施工质量,采用先进的施工设备和先进的技术,确保施工工艺的规范性。
3. 大力改善现场管理,及时发现和解决工程安全隐患,加强现场监督和管理。
4. 在工程施工前,应有针对性的开展综合勘查和辅助测试,以了解地质条件和建筑物配置的影响,为后期施工提供可靠的基础和准确的数据。
综上所述,水泥土搅拌桩复合地基不均匀沉降是我们常见的一个问题。
对于如何正确处理这种问题,我们必须做到在工程的设计、施工过程中严格控制质量,提高管理水平,妥善解决紧急情况。
这样我们才能从根本上解决这个问题,确保工程的安全并推动城市建设的健康发展。
水泥土搅拌桩复合地基承载力

水泥土搅拌桩复合地基承载力水泥土搅拌桩复合地基是一种常用的地基处理方法,它通过将水泥与土壤进行混合,形成一种具有较高强度和稳定性的复合材料,以增加地基的承载力。
本文将从水泥土搅拌桩的原理、施工方法和工程应用等方面进行探讨。
水泥土搅拌桩是一种地基处理技术,它通过在地下进行搅拌施工,将水泥与原土进行充分混合,形成一种均匀致密的复合材料。
这种复合材料具有较高的强度和刚度,能够有效增加地基的承载力和抗沉降性能。
水泥土搅拌桩的施工过程主要包括以下几个步骤:首先,选定适宜的施工位置和深度,然后使用搅拌机进行搅拌,将水泥与土壤混合均匀,形成搅拌桩;最后,根据需要进行加固处理,以确保地基的稳定性和承载力。
水泥土搅拌桩复合地基具有一定的优势。
首先,它能够有效提高地基的承载力和抗沉降性能,使得地基能够承受更大的荷载。
其次,水泥土搅拌桩施工过程简单,工期短,不受季节限制,适用于各种地质条件。
此外,水泥土搅拌桩还能够改善地基的土壤物理性质,提高地基的稳定性和抗液化能力。
因此,水泥土搅拌桩复合地基在各类土地开发项目中得到广泛应用。
水泥土搅拌桩复合地基的应用范围广泛。
它可以用于各类建筑物的地基处理,如住宅楼、工业厂房等。
此外,水泥土搅拌桩还可以用于土壤液化区域的地基加固,以提高地基的抗液化能力。
此外,水泥土搅拌桩还可以用于港口、码头等水工建筑物的地基处理,以提高工程的稳定性和安全性。
总之,水泥土搅拌桩复合地基在土木工程中具有重要的应用价值。
然而,水泥土搅拌桩也存在一些问题。
首先,施工过程中需要大量的水泥和机械设备,造成一定的资源浪费。
其次,水泥土搅拌桩施工需要较高的技术要求,施工质量受到施工人员水平的限制。
此外,水泥土搅拌桩施工会产生一定的噪音和振动,对周围环境和建筑物可能造成一定的影响。
因此,在实际应用中需要充分考虑这些问题,采取相应的措施进行处理。
水泥土搅拌桩复合地基是一种有效的地基处理方法,它能够提高地基的承载力和稳定性。
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7.3 水泥土搅拌桩复合地基水泥土搅拌桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将原位土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,形成水泥土圆柱体。
由于固化剂和其它掺合料与土之间产生一系列物理化学反应,使圆柱体具有一定强度,桩周土得到部分改善,组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基,也可做成连续的地下水泥土壁墙和水泥土块体以承受荷载或隔水。
一、发展概况自1824年英国人阿斯琴首先制造出硅酸盐水泥并取得专利以来,利用水泥灌浆止水,利用水泥和土拌合作为道路基层已得到应用,但主要是作土的浅层处理。
美国在第二次世界大战后研制成功一种就地搅拌桩(MIP),即从不断回转的螺旋钻中空轴的端部向周围已被搅松的土中喷出水泥浆,经叶片的搅拌而形成水泥土桩,桩径0.3~0.4m,长度10~12m。
1953年日本清水建设株式会社从美国引进这种方法,继而又开发出以螺旋钻机为基本施工机械的CSL法,MR—D法(以开发公司名称的首字母命名)。
CSL法和MR—D,都是采用螺旋钻杆上带有特殊形状的搅拌翼片,并通过钻杆供给水泥浆,与土进行强制搅拌。
以上采用喷射水泥浆的湿法工艺成桩的统称CDM法。
由CDM法派生的DLM工法、HCM工法、SMW工法、TRD工法等,均由日本首先研发。
所谓DLM法,是1965年日本运输省港湾技术研究所开发的将石灰掺入软弱地基中加以原位搅拌,使之固结的深层搅拌工法。
1974年由于大面积软土加固工程的需要,由日本港湾技术研究所、川崎钢铁厂等对石灰搅拌机械进行改造,合作研制开发成功水泥搅拌固化法(CMC),用于加固钢铁厂矿石堆场地基,加固深度达32m。
此外还有类似的DCM法、POCM法等。
DLM施工法,如其名称中所指明的那样,是一种以生石灰为固化剂的施工法,由两根带有旋转翼片的回转轴及在其中间部位兼作导向柱的固化剂输入管组成,固化剂是从两个搅拌面的交叉部位输入地基中的,通常形成两个圆叠合形状断面的双柱状加固体。
施工顺序是:首先在预定的位置安装好机械,转动搅拌翼片,使其边切土边靠自重下沉。
待搅拌翼片下沉到预定深度时开始压入固化剂,同时边提升搅拌轴边回转,使固化剂与地基土充分拌匀,形成柱状加固体。
根据需要,也可将加固柱体搭接排列,形成壁状或块状加固体。
其它的DLM类施工机械,是DLM机械的改进型,几乎均采用水泥浆作固化剂。
这些施工机械虽然各有特色,但基本结构都和DLM机械相同,都由偶数搅拌轴(2.4.6.8)组成。
HCM类施工法,是DLM工法的发展,是日本北川铁工所,受日本通产省技术研究基金资助,于1975年研究成功的海底软弱地基稳定处理法(Hedoro Continuous Mixing Method)的一系列施工方法,包括DCM法(Deep Continuous Method),DeMIC法 (Deep Mixing Improvement by Cement Stabilizer)和DCCM法(Deep Cement Continuous Mixing Method)等三种施工法。
这类施工方法,搅拌翼片边回转边上下移动,慢速前进,在一定的活动范围内连续进行加固。
固化剂以水泥浆为主,采用加压送入搅拌轴的输送方式。
水泥浆经搅拌轴从搅拌翼片背面的几个喷出口喷撒出来。
其施工顺序是:先将搅拌翼片降落到预定位置的海底表面,启动搅拌翼片边回转,边喷出一定量的水泥浆,并以一定速度向前推进,直到搅拌翼片下降到设计深度,最后按一定的速度提升到海底表面。
如此进行,直至完成全部加固范围。
搅拌翼片的运动轨迹,为W字型轨迹,它是由同时进行的垂直上下和水平移动形成的。
通过调整水平方向的移动速度,可提高同一地方混合搅拌的效果。
日本的CDM法还开发了伸缩式和连结式可变搅拌轴,以降低机架高度,增加搅拌深度。
其水上搅拌船搅拌深度达水面下70m,海底下50m,8头一次搅拌面积6.91m2,每小时搅拌能力达90m3以上。
除日本外,美国、西欧、东南亚地区也广泛采用了CDM法。
苏联在1970年研究功一种淤泥水泥土桩,用于港湾建设工程中。
淤泥含水量高达100%~120%,但掺加10~15%的水泥后,半年龄期强度可达3MPa,较钢筋混凝土桩的造价低40%。
国内由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院于1977年在塘沽新港开始进行机械考核和搅拌工艺试验。
1980年初上海宝山钢铁总厂的三座卷管设备基础,采用了深层搅拌处理软土地基,获得了成功。
同年11月由冶金部主持通过了“饱和软粘土深层搅拌加固技术”鉴定,开始了推广应用。
同时开发了单轴粉浆两用机。
1980年初天津市机械施工公司与交通部一航局科研所等单位合作,利用日本进口螺旋钻孔机,改装制成单搅拌轴、叶片输浆型深层搅拌机(GZB-600型,后来又开发了600型双轴叶片喷浆搅拌机)。
尔后,浙江大学和浙江临海市一建公司机械施工处共同研究成功DSJ-Ⅱ型单头深层搅拌机,最大加固深度20~22m,桩径Φ400~700mm,单轴搅拌机可适用于喷浆(CMD法)喷粉(DJM法)。
粉体喷射搅拌法(DJM),最早由瑞典人Kjeld Paus于1967年提出,1971年成功采用喷射石灰粉加固15m厚软土。
作为日本建设省综合开发计划中有关“地基加固新技术开发”的一部分,以建设省土木研究所(施工技术研究室)和日本建设机械化协会(建设机械化研究所)为中心,在1977年至1979年开发了专项技术,由于开发了在土中分离加固材料与空气以及排出空气的技术,使工法达到了实用化,DJM法采用了压缩空气连续通过钻杆向土中喷射水泥粉的技术。
搅拌机有单轴和双轴,标准搅拌直径1000mm,深度达33m。
1983年铁道部第四勘测设计院开始进行粉体喷射(石灰粉)搅拌法的试验研究,1984年在广东省云浮硫酸铁矿铁路专用线盖板箱涵软土地基加固工程中应用。
使用的深层搅拌机是铁道部第四勘测设计院和上海探矿机械厂共同开发的单头GPP—5型桩机,桩径Φ500mm,桩长8m。
经过几年的实践和改进,上海探矿机械厂,铁道部武汉工程机械研究所等厂家纷纷生产了步履式单头粉喷搅拌机GPP型和PH型等,桩长可达14~20m,桩径Φ500mm。
铁道部第四设计院与空军雷达学院共同开发的GS—1型气固两相粉体流量计,使计量监控有了发展。
这些粉喷机目前多数采用水泥粉喷射,喷射生石灰粉者很少。
铁道部科学研究院1988年研制成功DDG—2型工程钻机,配以泥浆泵和粉喷机等可以进行浅层水泥浆搅拌和粉喷搅拌,加固深度6m,成孔直径200mm,可作60°的斜搅,主要用于整治路基及道床病害。
上世纪80年代日本在CDM工法的基础上开发了一种名叫SMW工法的技术,采用三轴搅拌机在施工水泥土地下连续墙的过程可实现套孔搅拌,保证了水泥土墙的止水效果,是目前基坑工程止水帷幕常用的有效方法。
在基坑支护被动区软土加固中也常用三轴搅拌机进行施工。
在连续的水泥搅拌墙中插入型钢形成抵抗土压力的同时兼作止水帷幕的水泥土型钢挡墙称为SMW工法,上海市已形成地方标准,建设部也颁布了行业标准。
近几年我国又从日本引进了TRD工法,该工法类似地下连续墙双轮铣的形式可施工水泥土地下连续墙,墙厚0.7m~1.0m,成墙深度可达60m。
二、应用范围深层搅拌水泥土桩问世以来,发展迅速,应用广泛。
日本大量用于各种建筑物的地基加固、稳定边坡、防止液化、防止负摩擦等。
CDM法在日本及其它发达国家还广泛用于海上工程,如海底盾构稳定掘进、人工岛海底地基加固,桥墩基础地基加固、岸壁码头地基加固、护岸及防波堤地基的加固等等。
由于日本国的特殊环境,其海上工程的投入相当巨大,也促进了CDM工法的迅速发展。
国外的深层搅拌机械采用了高新技术,动力功率大,穿透能力强,实现了施工监控的自动化,确保了施工质量,目前尚未见到失败的工程例证。
其工程应用中,设计方法比较保守,置换率高达40%~80%,桩体设计强度取值一般不超过0.6MPa。
由于理论研究投入不够,没有取得完整的应力场和变形场数据,使其设计方法不尽人意。
上世纪70~80年代,我国的水泥土搅拌桩广泛应用于多层建筑的软基处理、基坑支护重力式挡墙、基坑止水帷幕或被动区加固、路基软基加固、堆载场地加固等领域,少数高层建筑也采用过水泥土搅拌桩复合地基。
由于我国研发的搅拌机械为轻型机械,功率较小、穿透能力不足,规范规定仅适用于fak=140kPa以下的软土,应用范围受到限制,同时也出现了不少质量事故。
20世纪90年代水泥土搅拌桩已淡出建筑物地基处理,但在路基、堆载场地软基加固及基坑工程中的应用仍长盛不衰。
本世纪初SMW工法在我国发展迅速,除了在基坑支护结构支护中大量应用外,还采用三轴搅拌机械施工止水帷幕,效果良好。
三一重工等厂家生产的国产单轴、三轴搅拌机已接近国际先进水平。
其显著的特点是加固深度大、穿透能力强、效率高,加固深度已达35m,拓宽了应用范围,不再局限于软土中,在中密粉细砂、中密粉土、稍密中细砂中均可应用。
因此规范取消了不能用于承载力特征值高于140kPa土中的限制。
三、水泥土桩的作用机理水泥土桩是水泥或水泥系固化材料与土混合形成的桩,由于土质的不同,其固化机理也有差别。
用于砂性土时,水泥土的固化原理类同于建筑上常用的水泥砂浆,具有很高的强度,固化时间也相对较短。
用于粘性土时,由于水泥掺量有限(7%~20%),且粘粒具有很大的比表面积并含有一定的活性物质,所以固化机理比较复杂,硬化速度也比较缓慢。
水泥土桩作成块体用来挡土隔水或直接用作建筑物的地基或基础等,主要考虑混合体本身的固化机理,作为复合地基处理时,尚要涉及桩间土力学性质的变化。
(一)水泥土的固化原理1、水泥的水解和水化反应水泥的主要成分有氧化硅、氧化钙、氧化铝,还有氧化铁、氧化硫等。
这些氧化物分别组成不同的水泥矿物,有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。
上述水泥矿物和水化合后,产生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁铝酸钙等化合物。
其主要反应通式归纳为:水泥+H2O→CSH+Ca(OH)2(7.3-1)水泥+H2O→CAH (7.3-2) 上述水泥水化物CSH、CAH及Ca(OH)2生成后,能迅速溶于水,直至饱和。
此时水分子虽然能继续深入水泥颗粒,与水泥矿物产生反应,但新生物已不能再溶解,只能以细分散状态的胶体析出,上述反应称为水泥的水解水化反应。
这些凝胶粒子有的自身硬化,形成水泥石骨架,有的则与其周围的具有一定活性的粘粒发生反应,这种反应即所谓的离子交换团粒化作用和凝硬反应。
2、离子交换团粒化作用粘土作为一个多相散布系,和水结合时就表现出一般的胶体特征。
土中含量最高的SiO2遇水后,形成硅酸胶体微粒,其表面带有钠离子Na+或钾离子K+,它们能和水泥水化生成的Ca(OH)2中的钙离子Ca++进行当量吸附交换,使较小的土颗粒形成较大的团粒,从而使土的强度提高。