《濕噴樁法加固軟土地基》ppt講稿

1、濕噴樁法加固軟土地基一定義 濕噴樁是深層攪拌法的一種，是近幾年用于加固軟粘土地基的一種新興常用方法，它是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和水泥漿強(qiáng)制攪拌，利用水泥和軟土產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基。二工程案例南京至太倉高速公路南京至常州段NC-JT1-1合同段全長3km，用濕噴樁處理軟土地基段落長度629m，計(jì)用23113根，樁長253102延米，濕噴樁直徑為50cm，間距為1.2 m 2.0m，樁長在5.0 m 15.5m之間，樁位平面置呈正三角形（梅花形）。 寧常高速公路標(biāo)地處沿海、沿江、江淮之

2、間的水網(wǎng)地區(qū)，穿越軟弱土地段占全長的1/4，軟基處理的好壞，直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運(yùn)營質(zhì)量及工程的經(jīng)濟(jì)性，因此控制濕噴樁施工質(zhì)量的意義重大。三加固機(jī)理濕噴樁加固軟土地基實(shí)際上就是水泥加固土的過程，即采用機(jī)械深層攪拌軟土與水泥漿進(jìn)而發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合地基的過程。它的過程與混凝土的硬化機(jī)理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料中進(jìn)行水解和水化作用，所以凝結(jié)速度較快，而在水泥加固土中，由于水泥摻量很小，水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性介質(zhì)土的圍繞下進(jìn)行，所以水泥加固土的強(qiáng)度增長過程比混凝土緩慢。文件來自地基處理第二版，作者同濟(jì)大學(xué)葉書麟3.1水泥的水解和水化反應(yīng) 濕噴樁

3、施工是首先將水泥拌和成水泥漿，水泥中各種鈣質(zhì)礦物和水完成部分水解和水化反應(yīng)后，再和軟土中的水繼續(xù)進(jìn)行水解和水化反應(yīng)，生成鈣質(zhì)化合物，這是形成復(fù)合地基強(qiáng)度的主導(dǎo)因素。 3.2粘土顆粒與水泥水化物的作用 當(dāng)水泥中的各種水化物生成后，一部分自身繼續(xù)硬化，形成水泥骨架；另一部分則與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。 3.2.1離子交換和團(tuán)?；饔?粘土中的化合物表面帶有各種離子，它們和水泥水化生成的鈣離子進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，從而提高土體強(qiáng)度；又由于軟土本身具有膠凝性，再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結(jié)合起來，形成水泥土堅(jiān)固聯(lián)結(jié)的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使水泥土的強(qiáng)度大大提高。 3.2.2凝硬反應(yīng) 隨水泥水化作用生成

4、的鈣離子超出交換所用的數(shù)量時(shí)，這部分鈣離子就與組成粘土的化合物反應(yīng)，生成許多不溶于水的結(jié)晶化合物并逐漸硬化，同樣大大的增強(qiáng)了水泥土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性。 從上述水泥加固土的原理可以看出，使水泥土保持足夠的強(qiáng)度，一要有相應(yīng)數(shù)量的水泥，二是必須使水泥與土充分接觸，即用機(jī)械充分拌和水泥和土。這為濕噴樁施工指明了控制要點(diǎn)。4、碳酸化作用 水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳酸化反應(yīng)，生成不容于水的碳酸鈣。這種反應(yīng)也能使水泥土增加強(qiáng)度，但增長的速度較慢，幅度也較小。 從水泥土的加固機(jī)理分析，由于攪拌機(jī)械的切削攪拌作用，實(shí)際上不可避免地會(huì)留下一些未被粉碎的大小土團(tuán)。在拌入水泥后將出現(xiàn)水

5、泥漿包裹土團(tuán)的現(xiàn)象，而土團(tuán)間的打孔隙基本上已被水泥顆粒填滿。所以，加固后的水泥土中形成一些水泥較多的微區(qū)，而在大小 土團(tuán)內(nèi)部則沒有水泥。只有經(jīng)過較長的時(shí)間，土團(tuán)內(nèi)的土顆粒在水泥水解產(chǎn)物滲透作用下，才逐漸改變其性質(zhì)。因此，在水泥土中不可避免地會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度較大和水穩(wěn)性較好的水泥石區(qū)和強(qiáng)度較低的土塊區(qū)。兩者在空間相互交替，從而形成一種獨(dú)特的水泥土結(jié)構(gòu)。可見，攪拌越充分，土塊被粉碎得越小，水泥分布到土中越均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的離散性越小，其宏觀的總體強(qiáng)度越高。四、施工參數(shù) 1.深層攪拌機(jī)機(jī)械的灰漿泵的輸漿量2.灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間3.起吊設(shè)備提升速度4、現(xiàn)場工藝性試樁為更科學(xué)的指導(dǎo)施工，

6、嚴(yán)格控制濕噴樁施工質(zhì)量，在正式施工前，必須進(jìn)行工藝性試樁，其目的是：a. 驗(yàn)證室內(nèi)配合比。符合設(shè)計(jì)要求后方能使用。b. 掌握下鉆、提升的困難程度，選擇合理的技術(shù)措施。c. 確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度。d. 確定水泥漿液密度。e. 確定合適的輸漿泵的輸漿量。f. 掌握水泥漿到達(dá)噴漿口的時(shí)間、攪拌機(jī)提升速度、復(fù)攪下沉、復(fù)攪提升速度等參數(shù)。g.了解施工中冒漿情況及采用下沉噴漿和提升噴漿的不同效果。h,確定攪拌的均勻性 現(xiàn)場工藝性試樁一般應(yīng)在10根左右，在條件受限時(shí)，每種配合比不得少于2根；試樁施工段落最好選擇在地質(zhì)最差段落，以利于更好的控制后續(xù)施工。5.泥土的摻灰量：(1)摻灰重量百分比摻灰量=

7、參加的水泥重量/被加固的軟土重量(2)按“千克/每立方體積”計(jì)摻灰量摻灰量=參加的水泥重量/被加固的軟土的體積(3)按”千克每米樁長”計(jì)摻灰量摻灰量=參加的水泥重量/每米樁長設(shè)計(jì)參數(shù)及要求(1)水泥摻入量15；(2)室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度：qu08MPa，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度：qu16MPa，90d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度：qu24MPa；平整原地面五、施工工藝流程放線定樁位鉆機(jī)定位下鉆噴漿至設(shè)計(jì)深度邊攪拌邊提升至樁頂（地面以下25cm）處停止攪拌全程復(fù)拌一次（如整樁設(shè)計(jì)漿量還有剩余，應(yīng)在復(fù)攪中繼續(xù)噴完）鉆機(jī)移位提升至地面（關(guān)機(jī)）1.平整場地。 使起吊設(shè)備保持水平2.測量放線定位，機(jī)器定位。

8、起重機(jī)（或搭架）懸吊攪拌機(jī)到大制定樁位對中。對中雙向調(diào)整鉆機(jī)垂直度。3.下鉆。待攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可有電機(jī)的電流檢測表控制。如果下沉速度太慢，可此那個(gè)輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。 4. 漿液配制。 嚴(yán)格控制水灰比，加水應(yīng)經(jīng)過核準(zhǔn)的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻，檢測其密度并記錄。5. 鉆進(jìn)噴漿、復(fù)攪提升開動(dòng)漿泵，將經(jīng)過過濾的水泥漿送至攪拌頭，開始鉆進(jìn)噴漿，鉆進(jìn)噴漿采用設(shè)計(jì)樁長和電流突變（進(jìn)入持力層）雙控。在鉆進(jìn)過程中保持連續(xù)噴漿；鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度或持力層后原地噴漿攪拌30秒后，開始提升復(fù)攪，復(fù)攪原則上為樁身全長，如

9、無法進(jìn)行全程復(fù)攪，應(yīng)上報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。復(fù)攪過程中，應(yīng)對局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補(bǔ)漿。6、清洗 向集料斗中注入適量的清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。7、移位 機(jī)器移位，重復(fù)以上操作，進(jìn)行下一根樁的施工。六、施工準(zhǔn)備1、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備 進(jìn)行濕噴樁施工的場地，必須按照設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高進(jìn)行平整，清除一切障礙物、雜物。2、施工機(jī)械準(zhǔn)備 濕噴樁施工機(jī)械必須選用配有全自動(dòng)電腦記錄儀的定型產(chǎn)品，施工前必須經(jīng)當(dāng)?shù)赜?jì)量部門檢驗(yàn)標(biāo)定并鉛封；鉆機(jī)導(dǎo)向架內(nèi)外側(cè)都必須標(biāo)有醒目的刻度（由上而下1m標(biāo)一個(gè)刻度），以便施工時(shí)隨時(shí)觀察下鉆深度；鉆機(jī)導(dǎo)向架中間掛有能反應(yīng)

10、鉆機(jī)垂直度的標(biāo)線；每臺(tái)樁機(jī)必須配備明示標(biāo)牌，標(biāo)明施工技術(shù)要求、樁機(jī)資料、施工配合比等；施工現(xiàn)場必須同時(shí)配備能測量泥漿比重的比重計(jì)。3. 施工物資準(zhǔn)備 材料 （1）、深層攪拌法加固軟黏土，宜選用525#以上普硅水泥作為固化劑，水泥摻量根據(jù)加固強(qiáng)度，一般為加固土重的7%-15%， 每一立方米摻加水泥量約為110-160Kg用公式表示為：摻入比（%）=水泥重/被加固的軟土重100%。（2）、改善水泥土性質(zhì)和樁（墻）體強(qiáng)度，可選用木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等外加劑，還可摻入不同比例的粉煤灰。（3）、深層攪拌以水泥作為固化劑，其配合比為水泥：砂=1：1-1：2，為增加水泥砂漿和易性能，利

11、于泵送，宜加入減水劑（木質(zhì)素磺酸鈣），摻入量為水泥用量的0.2%-0.25%，并加入硫酸鈉，摻入量為水泥用量的1%，以及加入石膏，摻入量為水泥用量的2%，水灰比為0.41-0.50，水泥漿稠度為1-14CM，能起到速凝早強(qiáng)作用。4. 場庫存必須滿足施工2天的經(jīng)過檢驗(yàn)合格、質(zhì)量穩(wěn)定的大型廠家生產(chǎn)的水泥和石膏粉。七、施工注意事項(xiàng)、（1）、根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，濕噴裝（水泥土攪拌法）在施工到頂端0.30.5m范圍時(shí)，因上覆壓力較小，攪拌質(zhì)量較差。因此，其場地平整標(biāo)高應(yīng)實(shí)際確定的基底標(biāo)高在高出0.30.5m，樁制作時(shí)仍施工到地面，待開挖基坑時(shí)，再將上部0.30.5m的樁身質(zhì)量較差的樁段挖去。而對于基礎(chǔ)埋深

12、較大時(shí)，取下限，反之，取上限。（2）、攪拌樁的垂直度偏差不得超過1%，樁位布置偏差不得大于50mm，成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計(jì)值。（3）、攪拌頭翼片的枚數(shù)，寬度，與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)，提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。（4）、施工前應(yīng)確定攪拌機(jī)械的灰漿泵輸漿量，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)要求通過成裝實(shí)驗(yàn)，確定攪拌樁的配比等各項(xiàng)參數(shù)和施工工藝。（5）、制配好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，（6）、為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口后，應(yīng)噴漿座底30秒，使?jié){液完全到達(dá)樁端。（7）、預(yù)攪下沉?xí)r

13、，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)考慮沖水成樁對樁身強(qiáng)度的影響。（8）、通過復(fù)噴的方法達(dá)到樁身強(qiáng)度為變參數(shù)的目的，攪拌次數(shù)以1次噴漿2次攪拌或2次噴漿4次攪拌為宜，且最后一次提升攪拌宜采用慢速提升，當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂標(biāo)高時(shí)，宜停止提升，攪拌數(shù)秒，以保證樁頭的均勻密實(shí)。（9）、施工時(shí)因故停漿，宜將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m，待恢復(fù)供漿時(shí)在噴漿提升，若停機(jī)超過3小時(shí)，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，宜先拆卸輸漿管路，妥善清洗。10）、壁狀加固時(shí)，樁與樁的搭接時(shí)間不應(yīng)大于24小時(shí)，如因特殊原因超過上述時(shí)間，應(yīng)對最后一根樁先進(jìn)行空鉆留出榫頭以待下一批搭接，如間歇時(shí)間較長，與第二根樁無法搭接

14、，應(yīng)在設(shè)計(jì)和建設(shè)單位認(rèn)可后，采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。 八、施工檢驗(yàn)與評定項(xiàng)次 檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1樁距（mm）+或-100抽查2%12樁徑（mm）不小于設(shè)計(jì)抽查2%23樁長（m）查施工記錄34豎直度（%） 1.5查施工記錄15單樁灌漿量符合設(shè)計(jì)要求查施工記錄26強(qiáng)度(kpa)不小于設(shè)計(jì)抽查5%3注：應(yīng)在樁體三等分段各鉆取芯樣一個(gè)，一根樁取三個(gè)試塊進(jìn)行強(qiáng)度測試文件來自公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)20051. 場質(zhì)量檢測28d取芯強(qiáng)度：R2808MPa，90d取芯強(qiáng)度：R9012MPa，單樁承載力210KPa，復(fù)合地基承載力140 KPa (間距1.4米)、150 KPa （間

15、距1.2米）、160KPa（間距1.0米）， 設(shè)計(jì)樁長為平均長度（從地面線算起），樁底應(yīng)嵌入持力層50厘米左右。在施工過程中，樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高往往與持力層并不一致，施工單位容易出現(xiàn)樁長以設(shè)計(jì)標(biāo)高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下尚留幾米軟土，根據(jù)科研成果，則會(huì)有較大的工后沉降量，由于排水不暢，預(yù)壓很長時(shí)間也很難穩(wěn)定，故實(shí)際施工樁長應(yīng)按進(jìn)入持力層控制。判別是否進(jìn)入持力層的方法可由轉(zhuǎn)機(jī)最深時(shí)的下磚速度和電流表的讀數(shù)來判別，這兩個(gè)參數(shù)是在工藝試樁時(shí)由監(jiān)理確定，一般是下轉(zhuǎn)速度0.5米/分，電流值是額定電流值的125%。2、水泥土攪拌樁應(yīng)在成樁后7天內(nèi)用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，同時(shí)根據(jù)輕便觸探擊數(shù)判斷樁身強(qiáng)度，檢驗(yàn)樁的數(shù)量應(yīng)不少于以完成樁數(shù)的2%。常見問題發(fā)生原因處理方法預(yù)攪下沉困難，電流值高，電機(jī)跳閘1.電壓偏低2.土質(zhì)硬，阻力太大3.遇大石塊，樹根等障礙物1.調(diào)高電壓2.適量沖水或漿液下沉3.挖除障礙物攪拌機(jī)下不到預(yù)定深度，但電流不高土質(zhì)粘性太大，攪拌機(jī)自重不夠增加攪拌機(jī)自重或開動(dòng)加壓裝置噴漿未到設(shè)計(jì)樁頂面（或底部樁端）標(biāo)高，集料斗漿液已