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水泥土搅拌桩地基工程施工工艺标准基本规定水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数/p大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区,必须通过现场试验确定其适用性
1.2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,应注意负温度对处理效果的影响确定处理方案前应收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、外掺剂及其掺量等对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试快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施工准备技术准备设计
(1)水泥土搅拌法的设计,主要是确定搅拌桩的置换率和长度竖向承载搅拌桩的根据上部结构对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层;为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩,其桩长应超过危险期滑弧以下2m湿法的加固深度不宜大于20m干法不宜大于15m水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mo
(2)竖向承载水泥土搅拌桩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荷载试验确定取样器钻取芯样作抗压强度检验,检验数量为总桩数的
0.5%且不少于3根对相邻桩搭接要求严格的工程,应在成桩15d后,选取数根村进行开挖,检查搭接情况基槽开挖后,应检查桩位、桩数与桩顶质量,如不符合设计要求,应采取有效补强措施6成品保护
(1)基础地面以上应预留
0.7〜
1.0m厚土层,待施工结果后,将表层挤松的土挖除,或分层夯压密实后,立即进行下道工序施工
(2)雨期或冬期施工,应采用取防冻措施,防止水泥土受雨水淋湿或冻结7安全环境保护措施
(1)从事电工、起重作业人员,必须经过有关部门的安全技术培训,并经考试合格,取得特殊工种证件后方可上岗作业
(2)电动机具控制闸箱必须安装漏电保护器,发现问题立即修理移动式电动机械和手持电动工具的单相电源线必须使用三芯软橡胶电缆,三相电源线必须使用四芯软橡胶电缆;接线时,缆线护套应穿进设备的接线盒内并予以固定
(3)起重机械必须经有关部门进行安全性能的检验,取得安全检验证方可使用起重机械应标明最大起重量起重机械的制动、限位、联锁以及保护等安全装置应齐全并灵敏有效
(4)起重机就位后,底座应平稳,在运行中不应产生晃动及倾斜等情况如发现异常情况时,应及时停止作业,报告施工负责人进行研究、处理
(5)深层搅拌机操作人员必须熟悉搅拌机性能,服从施工负责人的统一指挥
(6)深层搅拌机的入土切削和提升搅拌,当负荷太大及电机工作电流超过预定值时,应减慢长降速度或补给清水,一旦发生卡钻或停钻现象,应切断电源,将搅拌机强制提起之后,才能启动电机
(7)灰浆搅拌机,灰浆泵,冷却泵工作前应对各部件进行检查,电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用,并由专人负责使用
(8)输料胶管发生堵塞时,可用木棍轻轻敲打堵塞部位的外壁敲打无效时,应停止动力,将胶管卸下后用压缩空气吹通
(9)施工现场应保持整洁,垃圾废料应及时清理废弃物应按要求分类堆放及回收
(10)严格按照方案要求完善现场供、排水设施,所有排水沟道均用砖砌并用水泥砂浆抹面,施工现场的排污沟等均应经沉淀、过滤处理后才能排入市政排污管线中
(11)施工现场的强噪声机械(如灰浆泵、冷却泵等)要设置封闭的机械棚,以尽量减少强噪声的扩散8质量记录
(1)原材料的质量合格证和质量鉴定文件;
(2)施工记录及隐蔽工程验收文件;
(3)检验试验及见证取样文件;
(4)其他必须提供的文件和记录
(3)单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定初步设计时可按式(
2.1・1)估算并应同时满足式(
2.1-2)的要求,应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力气提供的单桩承载力Ra=Up^qsUi+“qpAp(
2.1-1)i=lRa~Ij^ruAp(
2.1-2)式中启—与搅拌桩桩身水泥土地配比相同的室内加固土试块(边长为
70.7mm的立方体,也可采用边长为50mm的立方体)在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值(kpa);T]—桩身强度折减系数,干法可取
0.2()〜().30;湿法可取().25〜().33;Up一桩的周长(m);qSi—桩周第1层土地的侧阻力特征值对淤泥可取4〜7kpa;对淤泥质土可取6〜16kpa;对软塑状态的黏性土可取10〜15kpa;对可塑状态的黏性土可以取12〜18kpa;h—桩长范围内第I层土的厚度(m);qP桩端地基土未经修正的承载力特征值(kpa)可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)的有关规定确定;a——桩端天然地基土的承载力折减系数,可取
0.4〜
0.6承载力高时取低值
(1)竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层褥垫层厚度可取200〜300mm其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mmo
(2)竖向承载搅拌复合地基中的桩长超长10m时,可采用变掺量设计在全桩水泥掺量不变的前提下,桩身上部三分之一桩长范围内可适当增加水泥掺量及搅拌次数;桩身下部三分之一桩长范围内可适当减少水泥掺量
(3)竖向承载搅拌的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载和变形的要求,采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固形式桩可只在基础平面范围内布置,独立基础下的桩数不宜少于3根,柱状加固采用正方形、等边三角形等布桩形式4当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002的有关规定进行下卧层承载力验算5竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土地层的平均压缩变形与桩端下未加固土层的压缩变形S
2.搅拌桩复合土层的压缩变形Si可按
4.1-
3、
4.1-4计算s.=包2%
1.
5.
4.1-3Esp=mEp+1—mEs
4.1-4式中pz——搅拌桩复合土层顶面的附加压力值kpa;pzi——搅拌桩复合土层底面的附加压力值kpa;Esp—搅拌桩复合土层的压缩模量kpa;Ep——搅拌桩的压缩模量,可取100〜120fCukpao对桩较短或桩身强度较低者可取低值,反之可取高值;Es桩间土的压缩模量kpa桩端以下未加固土层的压缩变形s可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定进行计算深层搅拌机定位时,必须经过技术复核确保定位准确,必要时请监理人员进行轴线定位验收施工前应标定搅拌机械的灰浆输送量、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桩材料的配合比水泥采用强度等级为
32.5的普通硅酸盐水泥,要求无结块砂子用中砂或粗砂,含泥量小于5%外加剂塑化剂采用木质素磺酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏,应有产品出厂合格证,掺量通过试验确定主要机具深层搅拌机,起重机,灰浆搅拌机,灰浆泵,冷却泵,机动翻斗车,导向架,集料斗,磅秤,提速测定仪,电气控制柜,铁锹,手推车等常用深层搅拌机主要能见表
2.3常用深层搅拌机技术性能表
2.3作业条件
(1)施工场地应先整平,清除桩位处地上、地下障碍物,场地低洼处用黏性土料回填夯实,不得用杂填土回填
(2)设备开机前应经检查、调试,检查桩机运行和输料管畅通情况
(3)开工前应检查水泥及外加剂的质量,桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度(主要是水泥浆流量计和其他计量装置)材料和质量要求材料的关键要求
(1)施工所用水泥,必须经强度试验和安定性试验合格后才能使用
(2)所用砂子必须严格控制含泥量
(3)外加剂塑化剂采用木质互磺酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏,应有产品出厂合格证,掺量通过试验确定技术关键要求
(1)固化剂宜选用强度等级为
32.5及以上的普通硅酸盐水泥水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%〜12%外,其余宜为12%〜20%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下选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料,但应避免污染环境外掺剂掺入比例(按水泥用量计)木质素磺酸钙木钙粉减水剂为
0.2%〜
0.25%硫酸钠为2%石膏为I%
(2)施工中固化剂应严格按预定的配比拌,并应有防离析措施
(3)应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度成桩要控制搅拌的提升速度和次数,使连续均匀,以控制注浆量,保证搅拌均匀,同时泵送必须连续质量关键要求
(4)搅拌机预搅下沉时,不宜冲水,当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响
(5)深层搅拌桩的深度、截面尺寸、搭接情况、整体稳定和桩身强度必须符合设计要求,检验方法在成桩后7d内用轻便触探仪检查桩均匀程度和用对比法判断桩身强度
(6)场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩荷载试验,检验其承载力,试验所得承载力应符合设计要求施工工艺工艺流程水泥土搅拌桩的施工程序为:
5.
4.2操作工艺
(1)施工时,先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上,用输浆胶管将储砂浆泵与深层搅拌机接通,开通电动机,搅拌机叶片相向而转,借设备自重,以
0.38〜
0.75m/min的速度沉至要求的加固深度;再以
0.3〜
0.5m/min的均匀速度起搅拌机,与此同时开动砂浆泵,将砂浆从深层搅拌机中心管不断压入土中,由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌,边搅拌边喷浆直到提至地面,即完成一次搅拌过程用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升,即完成一根桩状加固体,外形呈8字形(轮廓尺寸纵向最大为
1.3m横向最大为
0.8m)一根接一根搭接,搭接宽度根据设计要求确定,一般宜大于200mm以增强其整体性,即成壁状加固,几个壁状加固体连成一片,即成块状
(2)搅拌桩的桩身垂直偏差不得超过1%桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值当桩身强度尺寸达不到设计要求时,可采用复喷的方法搅拌次数以一次喷浆一次搅拌或二次喷浆,三次搅拌为宜,且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升
(4)施工时设计停浆面一般应高出基础底面标高
0.5m在基坑开挖时,应将高出的部分挖去
(5)施工时因故停喷浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下().5m待恢复供浆时,再喷浆提升若停机时间超过3h应清洗管路
(6)壁状加固时、桩与桩的搭接时间不应大于24h如间歇时间过长,应采取钻孔留出桦头或局部补桩、注浆等措施
(7)每天加固完毕,应用水清洗贮料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道以备再用
(8)搅拌桩施工完毕应养护14d以上才可开挖基坑基底标高以上30mm应采用人工开挖
(9)水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异以下各项9〜12为湿法,13〜19为干法
(10)施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺
(11)所使用的水泥都应过筛,制备好的浆液不得离析,泵送必须连续拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录,喷浆量及摘抄深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录
(12)搅拌机提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,并应有专人记录
(13)当水泥浆液到达出浆口后应喷浆摘抄30s在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再开始提升搅拌头
(14)喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性和可靠性送气(粉)管道的长度不宜大于60m
(15)水泥土搅拌法(干法)喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪
(16)搅拌头每旋转一周,其提升高度不得超过16mm
(17)搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于10mm
(18)当搅拌头到达设计桩底以下
1.5m时,应即开启喷粉机提前进行曲喷粉作业当搅拌头提升至地面下基层5()()mm时,喷粉机庆停止喷粉
(19)成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升
(20)需在地基土天然含水量小于30%土层中喷粉成桩时,应采用地面注水搅拌工艺质量标准水泥土搅拌桩地基质量检验标准必须符合表
5.1的规定水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程,施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定检查重点是水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、深度、停浆处理方法等水泥土搅拌桩地基质量检验标准表
5.1水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法
(1)成桩7d后,采用浅部开挖桩头[深度宜超过停浆(灰)而下
0.5m]目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径检查数量为总桩数的5%
(2)成桩3d后,可用轻型触探(Nio)检查每米桩身均匀性检查数量为总桩数的1%且不少于3根竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基我荷试验和单桩载荷试验载荷试验必须在桩身强度满足试验载荷条件时,并宜在成桩28d后进行检查数量为总桩数的
0.5〜1%且每项单体工程不应小于3点经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时,应在成桩28d后,用双管单动件、\号能\SJB-1SJB30SJB40GPP-5电机功率(kw)2x302x302x402x30额定电流(A)2x602x752x30搅拌轴转数(r/min)
46434328、
50、92额定扭矩(N*m)2x64002X8500搅拌轴数量(根)222搅拌头距离(mm)515515搅拌头直径(mm)70〜80700700500一次处理面积(m)
0.71〜
0.
8880.
710.71加固深度(m)1210〜1215〜
1812.5外型尺寸(主机)(mm)950x482x1617950x482x173741402230x15490总重量(主面)(nun)
4.
52.
252.
452.25最大送粉量(kg/min)100储料审(kg)2X给料方式叶轮压送式送料管直径(mm)50最大送粉压力(Mpa)
0.5外型尺寸(m)
2.7x
1.82x
2.45项允许偏差或允许值目序号检查项目单位数值检查方法主1水泥及外掺剂质量设计要求查产品证书或抽样送检控2水泥用量参考指标查看流量计项3桩体强度设计要求按规定办法目4地基承载力设t卜要求按规定办法1机头提升速度m/min
0.5量机头上升距离和时间2桩底标高mm±200测机头深度般3桩顶标高mm+IX-50水准仪(最上部500mm不计入)项4桩位偏差mm50用钢尺量目5桩径
0.04D用钢尺量,D为桩径6垂直度%
1.5经纬仪7搭接mm200用钢尺量。