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1、水泥土搅拌桩地基工程施工工艺全 套1.5.1总则1 . 5 . 1 . 1适用范围水泥土搅拌法分为深层搅拌法(以下简称湿法)和粉体喷搅法(以下简 称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、 饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。1.5.1.2编制参考标准及规范1 .中华人民共和国国家标准建筑工程施工质量验收统一标准(GB 503002001 );2 .中华人民共和国国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB 50202 2002 );3 .中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范M JGJ 792002 );4 .中华人民共和国国家标准建筑
2、地基基础设计规范(GB 50007 2002 ) o1 .水泥土搅拌桩地基：利用水泥作为固化剂，通过搅拌机械将其与地 基土强制搅拌，硬化后构成的地基。水泥土搅拌法形成的水泥土加固 体，可作为竖向承载的复合地基；基坑工程围护挡墙、被动区加固、防 渗帷幕；大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状 或块状等。2 .深层搅拌法：使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法。简称湿法。3 .粉体搅拌法：使用水泥粉作为固化剂的水泥土搅拌法。简称干法。o 1.5.3基本规定1.5.3.1水冰泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip 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
3、过现场试验确定其适用性。1 .5 .3 .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。1 .5 .3 .3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。1.5.3.4 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.1.5.3.5 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
4、的水泥土强度宜取28d龄期试块的立 方体抗压强度平均值。1.5.4施工准备1.5.4.1 技术准备1 .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 承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定，并有宜 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，其桩长应超过危险滑弧以下2mo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50Omm o(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插单 桩或多桩复合地基荷载试验确定。(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(1
5、.5.4.1 1 )估算。并应同时满足式(1 . 5.4.12 ) 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 土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：Ra = up qsii + a qp Ap (1 . 5.4.1 -1)Ra =f cu A p （1 . 5.4.1 - 2）式中cu-与搅拌桩桩身水泥土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（kPa ）;。一桩身强度折减系数，干法可取0.20 0.30 ;湿法可取0.25 0.33 ;%一桩的周长也）;qsi一桩周第i层土的侧
6、阻力特征值。对淤泥可取47kPa ;对淤泥质 土可取612kPa ；对软塑状态的黏性土可取1015kPa ；对可塑状态的黏性土可 以取 12 18kPa ;I-桩长范围内第i层土的厚度（m ）;qp一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（GB500072002 ）的有关规定确定 a 一桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.40.6 ,承载力高时 取低值。(4)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 o其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等， 最大粒径不宜大于20mm o(5 )竖向承载搅拌复合地基中的
7、桩长超过IOm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。(6)竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力 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 可采用正方形、等边三角形等布桩形式。(7 )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(GB500072002 )的有关规定进行下卧层承 载力验算。(8)竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均
8、压缩 变形Sl与桩端下未加固土层的压缩变形S2 :搅拌桩复合土层的压缩 变形SI可按1.5.4.1 - 3、1.5.4.1 - 4计算Esp = mEp + (1 - m) Es (1.5.4.1-4 )式中Pz搅拌桩复合土层顶面的附加压力值(kPa );PZL一搅拌桩复合土层底面的附加压力值(kPa );ESP一搅拌桩复合土层的压缩模量kPa );Ep一搅拌桩的压缩模量，可取QOO 120)。feu ( kPa ) o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 2可按现行国家标准建筑地基基础设计规范(GB 5000720
9、02 ) 的有关规定进行计算。2 .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。3 .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。1.5.4.2材料要求1 .水泥：采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，要求无结块。2 ,砂子：用中砂或粗砂，含泥量小于5%o3.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。1.5.4.3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，
10、磅秤，提速测定仪，电气控制柜，铁锹，手推车等。常 用深层搅拌机主要性能见表1 . 5 . 4.3。1 . 5.4.4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 粘性土料回填夯实，不得用杂填土回填。2 .设备开机前应经检修、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）。1.5.5材料和质量要求1.5.5.1 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：塑化剂采用木质素磺酸钙，促凝
11、剂采用硫酸钠、石膏应有 产品中出厂合格证，掺量通过试验确定。1.5.5.2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0.450.55 o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。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1%。2 .施工中固化剂应严格按预定的配比拌制，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
12、机的 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。1 . 5 . 5 . 3质量关键要求1 .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。2 .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。3 .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。1.5.6施工工艺1 . 5 . 6 . 1工艺流程水泥土搅拌桩的施工程序为：地上（下）清障一深层搅拌机定位、调 平一
13、预搅下沉至设计加固深度一配制水泥浆（粉）一边喷浆（粉）边搅 拌提升至预定的停浆（灰）面一重复搅拌下沉至设计加固深度-根据设 计要求，喷浆（粉）或仅搅拌提升至预定的停浆（灰）面一关闭搅拌 机、清洗T移至下一根桩。1.5.6.2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 储料罐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0.380.75m / min的速度沉至要求的加固深度；再 以0.30.5m / min的均匀速度提起搅拌机，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上中，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
14、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，即完成一根柱状加固体, 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。当桩身强度及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。3 .施工时设计停浆面一般应高出基础底面标高0.5
15、m ,在基坑开挖时， 应将高出的部分挖去。4 .施工时因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下05mm ,待恢 复供浆时，再喷浆提升。若停机时间超过3h应清洗管路。5 .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， 应采取钻孔留出榨头或局部补桩、注浆等措施。6 .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。7 .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 300mm ,应采用人工开挖。8 .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z 13-19为干法。9 .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。10 .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；喷浆量及搅拌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。11 .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。12 .当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s ,在水泥浆与桩端土充 分搅拌后，再开始提升搅拌头。13 .喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）
