水泥土攪拌樁
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-09-15
水泥土攪拌樁的實例教程
導語
水泥土攪拌樁系指利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在軟土地基深處，就地將軟土和固化劑強制攪拌，由固化劑和軟土之間產生一系列物理和化學反應，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土加固體，從而提高軟土地基的承載力，減少地基沉降。
前言
大量工程實踐表明：水泥土攪拌樁具有施工簡便、工期短、振動小等優(yōu)點，在軟土地基處理工程中得到廣泛應用。但在應用過程中也發(fā)生了不少工程質量事故，造成對水泥土攪拌樁的成樁質量及其對軟土地基的處理效果產生懷疑，許多地方對水泥土攪拌樁施工技術持慎用、甚至限用的態(tài)度。
針對目前水泥土攪拌樁存在的問題，在充分研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土攪拌樁成樁質量的基礎上，經多年的探索與實踐，發(fā)明了釘形水泥土攪拌樁與雙向水泥土攪拌樁。
常規(guī)水泥土攪拌樁存在的問題
1.均勻性差
常規(guī)樁由于攪拌葉片無論正向或反向旋轉，均在一個面上切割土體，因而無法充分攪拌土體，形成層狀水泥土攪拌體，導致樁身強度低。
2.漿液上冒
施工過程中，在土壓力、孔隙水壓力、噴漿壓力以及攪拌葉片旋轉力相互作用下，造成攪拌樁筒體內壓力劇增，水泥漿沿鉆桿上冒甚至冒出地面，無法就地攪拌，導致樁身上部水泥含量高及大量水泥漿的浪費。
3.受力不合理
樁徑自上而下完全相同，不能根據(jù)地基應力狀態(tài)合理布置樁形，且樁間距較小，破壞了土體的天然結構，樁身強度得不到充分利用。
4.經濟效益低
單位體積的軟土地基處理工程量大，施工速度慢，造價偏高。
展開 旋轉的管子帶動翅膀轉動，把噴射的水泥漿和土體均勻攪拌在一起，形成一根豎向的水泥土柱子。連續(xù)的水泥土柱子再橫向相互咬合，連成一體，圍成一圈，就成為水泥土攪拌墻，也叫止水帷幕。這種攪拌水泥漿與土形成的柱子，就叫水泥土攪拌樁。攪拌土體的管子，叫鉆軸。
在沿海的高地下水位地區(qū)，施工基坑工程時，止水主要方法就是水泥土攪拌法。在需要止水區(qū)域，用一根帶有攪拌翅的鉆軸，旋轉對水泥漿和原位土進行攪拌，細膩的水泥漿顆粒與相對粗糲的土壤顆粒相互攪拌混合，級配填充，形成致密的水泥土，阻止地下水在土壤中滲透流動，形成止結構。在土壤原位，對水泥漿、土壤進行攪拌成樁的方法，叫深層水泥攪拌樁。
三.攪拌墻的形成
水泥土攪拌樁，因為是需要相互咬合連接成一體，有人把兩根管子（鉆軸）并排擺放，同時下沉攪拌，效率提高一倍。這就是雙軸水泥攪拌樁。兩根鉆軸需要專用的打樁架提升起來，打的樁有多深，提升鉆軸的打樁架就有多高。鉆軸的上端是電機，電機帶動鉆軸旋轉，帶動鉆軸上的翅膀不斷攪拌土體。
后來，隨著挖的坑越來越深，攪拌樁打的也越來越深。當深到一定程度時，人們發(fā)現(xiàn)，深部的水泥土攪拌不均勻，水泥漿含量減少了。因為達到一定深度后，土的上覆壓力大，在噴射水泥漿的泵壓不足、攪拌軸動力不足情況下，導致水泥土攪拌不均勻，注入水泥漿不充分。
為解決這個問題，又有人設計出了更大動力的深層攪拌設備，在攪拌軸上設計更多的“翅膀”，翅膀成螺旋狀盤繞在鉆軸上。在兩個鉆軸中間又加了一根鉆軸，噴射水泥漿的同時，通過中間軸噴入高壓空氣。
展開 （1）水泥土攪拌法施工現(xiàn)場事先應予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時應抽水和清淤，回填土料應壓實，不得回填生活垃圾。
（2）水泥土攪拌樁施工前應根據(jù)設計進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于3根，多頭攪拌不得少于3 組。應對工藝試樁的質量進行必要的檢驗。
（3）攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數(shù)、提升速度應相互匹配，鉆頭每轉一圈的提升（或下沉）量以1.0~1.5cm為宜，以確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經過20次以上的攪拌。
（4）豎向承載攪拌樁施工時，停漿（灰）面應高于樁頂設計標高 300 ~500mm。在開挖基坑時，應將樁頂以上 500mm土層及攪拌樁頂端施工質量較差的樁段用人工挖除。
（5）施工中應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1%樁位的偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長不得小于設計值。
（6）水泥土攪拌法施工主要步驟應為∶
1）攪拌機械就位、調平。
2）預攪下沉至設計加固深度。
展開 來源：巖土工程市場
三軸水泥土攪拌樁施工方法及主要技術措施
1.1設備選用及施工方法
本工程三軸水泥土攪拌樁采用 JB-160 型三軸式鉆孔機進行施工。Ф850@600三 軸 攪 拌 樁 共 計 約 350000 ， 樁 長 約 為 ：K7+726--K7+755 （ 22 米 ） ，K7+755--K7+815(22 米）， K7+815--K7+965(21 米）， K7+965--K8+020(10 米）。具體詳見本工程圍護圖紙。
本單位計劃安排 1 臺三軸攪拌樁機在 K7+726 南側向東施工， 具體施工順序詳見樁機運行路線圖。樁機開始施工前測量復核樁位后開始施工。
JB-1 60Φ850 三軸水泥土攪拌樁施工機械圖(采用步履式)
Ф850＠600 三軸水泥土攪拌樁， 即邊軸正旋轉注漿攪拌、 中軸反旋轉噴氣攪拌水泥土的施工方法， 根據(jù)設計要求本工程采用四攪兩噴（上下均攪拌， 下沉噴漿， 即兩上兩下） 施工工藝。三軸攪拌樁施工完畢， 土方開挖前， 應先做降水試驗， 進行帷幕驗證， 驗證止水帷幕的止水效果。
展開 三、 水泥土重力式擋墻
圖 4 水泥土重力壩實景照
1、重力式擋墻形式：一般選用雙軸或三軸水泥土攪拌樁，攪拌樁可按搭接施工，搭接長度控制在150mm~200mm，擋墻頂面宜設置混凝土面板；
2、一般土層條件下，攪拌深度小于16m的應優(yōu)先選用造價更低的雙軸，超過16m的應選用三軸，遇到淤泥等軟弱土層，水泥摻量適當提高；
3、水泥土攪拌樁應按格柵布置，建議格柵布置形式如圖所示（以雙軸為例）。
圖 5 雙軸攪拌樁重力式擋墻平面布置示意圖
四、型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法）
圖 6 SMW工法實景照
1、一般選用雙軸或三軸攪拌樁，攪拌樁兼作止水帷幕應按套打一孔施工，確保止水效果；
2、一般型鋼租賃期應控制在6個月以內，當租賃期超過6個月，型鋼租賃成本較高，目前租賃市場主要型鋼類型為H400×400、H500×200、H700×300、H800×300等，可選用插一跳一、插二跳一、密插形式，墻體剛度依次增強；
圖 7 型鋼布置形式
3、型鋼應做減小阻摩處理，方便地下室結構完成后型鋼拔除回收。
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08
SMW工法
SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內插入H型鋼等(多數(shù)為H型鋼,亦有插入拉伸式鋼板樁、鋼管等) ,將承受荷載與防滲擋水結合起來,使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結構的圍護墻。
1.4三軸水泥土攪拌樁施工過程抽檢及樁身檢測
（1） 三軸水泥土攪拌樁施工一周后進行開挖檢查,檢查成樁質量， 若不符合設計要求應及時調整施工工藝。
三、 水泥土重力式擋墻
圖 4 水泥土重力壩實景照
1、重力式擋墻形式：一般選用雙軸或三軸水泥土攪拌樁，攪拌樁可按搭接施工，搭接長度控制在150mm~200mm，擋墻頂面宜設置混凝土面板；
2、一般土層條件下，攪拌深度小于16m的應優(yōu)先選用造價更低的雙軸，超過16m的應選用三軸，遇到淤泥等軟弱土層，水泥摻量適當提高；
3、水泥土攪拌樁應按格柵布置，建議格柵布置形式如圖所示（以雙軸為例
此種滲漏產生原因為圍護樁施工時，由于土層變化大、施工操作不當?shù)仍蛟斐删植繃o樁樁間距離過大，造成（1）層雜土層部分潛水含水層滲漏或止水帷幕與圍護樁之間的樁間積水滲漏，造成樁間土體脫落，形成較大的孔洞，圍護樁與止水帷幕之間距離較近，孔洞較大時（≥400mm）圍護樁將無法對止水帷幕進行有效支撐，由于止水帷幕為水泥土攪拌樁，有變形就會出現(xiàn)斷裂、漏水，對基坑安全帶來安全隱患。
地下連續(xù)墻兩側采用三軸水泥土攪拌樁進行槽壁加固，基坑內側采用三軸水泥土攪拌樁Φ850@1800，搭接250mm；基坑外側采用三軸水泥土攪拌樁Φ850@1200，套打一孔。
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析
針對目前水泥土攪拌樁存在的問題，在充分研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土攪拌樁成樁質量的基礎上，經多年的探索與實踐，發(fā)明了釘形水泥土攪拌樁與雙向水泥土攪拌樁。
常規(guī)水泥土攪拌樁存在的問題
1.均勻性差
常規(guī)樁由于攪拌葉片無論正向或反向旋轉，均在一個面上切割土體，因而無法充分攪拌土體，形成層狀水泥土攪拌體，導致樁身強度低。
水泥土攪拌樁分為噴漿攪拌法（也稱濕法）和噴粉攪拌法（也稱干法）。所謂噴漿攪拌，就是邊攪拌邊噴入水泥漿，把水泥漿與土充分攪拌；噴粉攪拌，就是邊攪拌邊噴水泥干粉，把水泥干粉與土充分攪拌。
8.5 止水帷幕等等
★ 水泥土攪拌樁帷幕：水灰比宜取0.6~0.8；水泥摻量宜取土的天然質量的15%~20%；攪拌樁的直徑及搭接寬度應按《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012。
★ 基坑深度范圍存在砂卵石層時，不宜選用攪拌樁或者高壓旋噴樁做止水帷幕。
）對于有空穴、古墓、古井、防空掩體及地下埋設物的，是否核對其位置、深度、性狀；是否按照規(guī)范及設計要求進行輕型動力觸探；
（4）對于灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、強夯地基、灌漿地基、預壓地基，其竣工后的結果（地基強度或承載力）是否達到設計要求的標準，檢驗數(shù)量是否滿足規(guī)范要求；
（5）對水泥土攪拌樁復合地基
