水泥深層攪拌法在地基中的應(yīng)用分析

精品文檔-下載后可編輯水泥深層攪拌法在地基中的應(yīng)用分析【摘要】水泥深層土攪拌法是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和使軟土硬結(jié)而提高地基強度，是進行軟處理的一種有效形式。

【關(guān)鍵詞】水泥深層攪拌法；地基；應(yīng)用

一、水泥深層攪拌法加固軟土地基的作用原理

水泥深層攪拌法利用深層攪拌機械，沿深度將固化劑（水泥漿或水泥粉，外摻一定的添加劑）與地基土強制攪拌，通過固化劑與地基土之間的一系列物理、化學(xué)作用，使地基土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強度的水泥土體。深層攪拌樁樁體比周圍土體的剛度大，在荷載作用下等量變形時，地基中的應(yīng)力將按材料模量進行分布。因此，樁體應(yīng)力比樁間土上的的應(yīng)力大，這樣就使得復(fù)合地基承載力比原地基有所提高，沉降量有所減小。深層攪拌樁與樁間土形成復(fù)合層，這一復(fù)合土層的力學(xué)特性優(yōu)于天然土體，起著換土、均勻應(yīng)力、增大應(yīng)力擴散角的作用。在樁體沒有完全貫穿整個軟弱土層的地基中，墊層的作用尤為明顯。深層攪拌樁中的水泥具有吸水、發(fā)熱、膨脹作用，對樁周圍的土可起到擠密效果。深層攪拌樁還可以用來提高土體的抗剪強度，增加土坡的抗滑能力。土質(zhì)不同，其加固機理也有所差別。對于砂性土，水泥土的固化原理類似于水泥砂漿，具有很高的強度，固化時間也較短；對于粘性土，由于水泥摻量較小，水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性的土體圍繞下進行的，所以土質(zhì)條件對于攪拌樁樁身質(zhì)量的影響較大。

二、水泥深層攪拌法加固軟土地基的優(yōu)點

加固后的地基可以立即承受上部荷重。經(jīng)深層攪拌加固后的地基，自然養(yǎng)護15～30d即可承受上部荷載；經(jīng)深層攪拌加固后的水泥土強度可達1000～2000kPa（即100～200t/m2）。當(dāng)水泥土攪拌樁與周圍軟土形成復(fù)合地基后，上層部位承受的荷載可通過剛性很大的復(fù)合地基將應(yīng)力可以擴散到很大范圍的殘積土層上，地基沉降即可減少很多；而且水泥深層攪拌法施工不受氣候影響，深層攪拌施工不受雨天影響（臺風(fēng)、暴雨除外），在多雨地區(qū)施工不受影響；同時，水泥深層攪拌法施工速度快。每臺深層攪拌機械可打設(shè)攪拌樁250m/d。假如地基處理共布置攪拌樁22000根（樁徑按0.5m計算，樁長按8m計算，共計17.6*104m），工期按75d計，僅需配備10臺深層攪拌機即可完成全部加固施工；水泥深層攪拌法可充分利用原軟土，水泥攪拌樁是在原有軟土層上施工，不用挖棄原有軟土。此舉不用棄置滾動狀態(tài)的淤泥而占用大量土地，對周圍環(huán)境影響小；特別是水泥深層攪拌法造價較低，當(dāng)水泥價格為360元/8h，施工每個深層攪拌樁（樁長按8m計，按50kg/m水泥計）的水泥費用為186元。

三、水泥深層攪拌法工程實例

某單位擴建地基處理工程地處盆地一二級階地上，地面坡度均為2°，場地標(biāo)高1213m～1254m，地勢平緩開闊，盆地前緣的緩坡堆積地貌。資料顯示，地層主要由黏土層組成，其中主要由硬塑～可塑粘土層組成厚0～1.7m，為場區(qū)內(nèi)的軟弱下臥層。場區(qū)地下水深0～1.4m具承壓性，靠大氣降水和地表水滲入，水位高，水量較大等特點。設(shè)計充分考慮到水泥土攪拌樁在處理軟土地基中的顯著作用，及該工程周圍的具體條件，決定采用水泥土攪拌樁對該擴建區(qū)進行地基處理。地基處理方面，應(yīng)改善軟弱地基的透水性、減弱其滯水性、提高其地基承載力，減少工后剩余沉降，控制地基不均勻沉降。原地基經(jīng)過處理后復(fù)合承載力特征值≥150kPa，應(yīng)穩(wěn)定、均勻和密實。樁體無側(cè)限抗壓強度為1.2MPa，樁體動力觸探（N63.5）≥6擊。同時，在設(shè)計技術(shù)參數(shù)方面，采用單筒攪拌樁，樁徑φ=0.5m，樁長L=8.0m。根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)條件，設(shè)計樁長L要穿透較軟弱的粘土層，進入持力層粉質(zhì)粘土層lm，約6m～10m。樁長計算長度按L=80m考慮，樁間距1.5m，排距1.3m。水泥摻量則為50kg/m，置換率為10.6%。而且，施工要求深層攪拌機機頭提升速度為0.6m/min。嚴(yán)格按照規(guī)范施工，從施工過程上保證施工質(zhì)量。首先，事先平整施工場地，清除樁位處地上、地下大塊石、樹根和生活垃圾等障礙以便施工。整平場地時可采用回填粘土滿足施工平臺高出樁頂50cm左右。然后，在整平的地面上，按設(shè)計圖紙的要求，放出每根樁的具置，打人竹釬并作出明顯的標(biāo)志。第三，將深層水泥攪拌機運到設(shè)計樁位，就位對中，檢查導(dǎo)向桿垂直度、清掃噴射口。第四，水泥攪拌樁開鉆之前，應(yīng)用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。為施工方便，防止堵塞噴射管口，在各種攪噴施工工藝實際操作過程中，正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度時同時噴漿攪拌。在施工現(xiàn)場實際操作中，由于現(xiàn)有攪拌樁施工機械都配有液壓移動機架，上一根樁施工完畢移到下一根樁就位對中開始攪噴的時間間隔很短，一般不會超過一分鐘，操作工人為了防止堵塞供漿管道，保持工作的連續(xù)性，往往從第一根樁開始鉆進攪噴起到下班清洗管道，整個過程都不會停止供漿。

參考