水泥土攪拌法是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作為固化劑,通過特制的攪拌機械,在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌,由固化劑和軟土間所產生的一系列物理-化...
水泥土攪拌法: 1、施工準備 1.1攪拌樁施工場地應事先平整,清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹根和生活垃...
向地勘單位或建設單位咨詢下當?shù)亟涷灠?。另外既然是水泥土樁,水泥與土的比例一定是一個重要指標。也要一并搞清楚。
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-264- 建 筑 工 程 淺談水泥土 攪拌法地基處理 劉 飛 (黑龍江省 電力勘察 設計研究院,黑龍江 哈爾濱 150010) 我國地域遼闊,從沿海到內地,由 山區(qū)到 平原,分布著多種多 樣的地基土,其抗剪強 度、壓縮性以及透水性 等因土 的種類不同而存 在有很大的差別,地基條件區(qū)域性較強,從而 使地基基 礎這門學科 特別 復雜。隨著我國國 民 經濟的發(fā)展,不僅事先要 選擇在地質條件良好 的場地上從事建設,而且有時也 不得不在 地質 條件不良的地基上進行修建;另外,隨著科學 技術的日新月異,結構物的荷載日益增大,對 變形的要求也越來越嚴,這就會使原來一般可 評價為良好的地基,也可能在一 定條件下,非 進行地基處理不可。因而在設計時不僅要針對 不同的地質 條件、不同的結構物選定合適的基 礎形式、尺寸 和布置方案,而且要善于選取最 恰當?shù)牡鼗幚矸椒?,利用換填、夯實、擠 密、排水 、膠結等方
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本文簡要介紹了水泥土攪拌法地基處理適用范圍、設計步驟、在推廣時應注意的問題等。
一、適用范圍為處理淤泥質土,地基承載力設計值不大于120Kpa的粘性土和粉性土等地基;
二、設計前必須進行室內水泥土抗壓強度試驗,對承受豎向荷載的水泥土樁應提供90天齡期的標準強度;
三、水泥摻入量一般為被加固泥土重的12%~15%或每立方米被加固軟土摻入水泥220~270Kg;
四、水泥漿水灰比可選用0.45~0.55;
五、水泥土復合地基承載力設計值宜通過復合地基荷載試驗確定,當無荷載試驗時,可按公式估算。
一.水泥上攪拌法的概念
水泥上攪拌法是適用于加固飽和粘性土和粉土等地基的一種方法,它是利用水泥(或石灰)等材料作為固化劑通過特制的攪拌機械,就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌,使軟土硬結成具有整體件、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固土—水泥土,從而提高地基土強度和增大變模。
根據固化劑摻入狀態(tài)的不同,它可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌,后者是用粉體或石灰和地基土攪拌。
二.水泥固化劑
水泥土攪拌法分為深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。
三.適用條件
1、水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。
2、當?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用干法。
3、冬期施工時,應注意負溫對處理效果的影響。
4、濕法的加固深度不宜大于20m;干法不宜大于15m。
5、水泥土攪拌樁的樁徑不應小于500mm。
6、一般認為用水泥作加固料,對含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好;而對含有伊利石、氯化物和水鋁石英等礦物的粘性土以及有機質含量高,pH值較低的粘性土加固效果較差。
四.石灰固化劑
石灰固化劑一般適用于粘土顆粒含量大于20%,粉粒及粘粒含量之和大于35%,粘土的塑性指數(shù)大于10,液件指數(shù)大于0.7,土的pH值為4~8,有機質含量小于11%,土的天然含水量大于30%的偏酸性的土質加固。
五、水泥土攪拌法加固軟土其獨特優(yōu)點
1、最大限度地利用了原土;
2、攪拌時施工,對原有建筑物影響很??;
3、根據地基土的不同性質和工程要求,可以合理選擇固化劑的類型及其配方,設計靈活;
4、攪拌時無振動、無污染、無噪音,可在市區(qū)內和密集建筑群中施工;
5、加固后土體的重度基本不變,不會產生附加沉降;
6、與鋼筋混凝土樁基相比,降低成本的幅度較大;
7、可根據上部結構的需要,靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固型式。
在建筑學中地基的處理是十分重要的,上層建筑是否牢固地基有無可替代的作用。建筑物的地基不夠好,上層建筑很可能倒塌,這樣說一點也不為過,而地基處理的主要目的是采用各種地基處理方法以改善地基條件。
地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。我國的《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GBJ7-89)中明確規(guī)定:“軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基”。
特殊土地基帶有地區(qū)性的特點,它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。
對于地基的改善措施主要有以下五方面:
1. 改善剪切特性
地基的剪切破壞表現(xiàn)在建筑物的地基承載力不夠;使結構失穩(wěn)或土方開挖時邊坡失穩(wěn);使臨近地基產生隆起或基坑開挖時坑底隆起。因此,為了防止剪切破壞,就需要采取增加地基土的抗剪強度的措施。
2. 改善壓縮特性
地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大,因此需要采取措施提高地基土的壓縮模量。
3. 改善透水特性
地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎產生的地基滲漏;基坑開挖過程中產生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。
4. 改善動力特性
地基的動力特性表現(xiàn)在地震時粉、砂土將會產生液化;由于交通荷載或打樁等原因,使鄰近地基產生振動下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化,并改善振動特性以提高地基抗震性能的措施。
5. 改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。
上述是基本的改善措施,如果要有堅固的地基就必須根據實際情況來選擇合適的處理方法,以下幾種地基的處理方法是比較實用的。
一、換填法:當建筑物基礎下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結構荷載對地基的要求時,常采用換土墊層來處理軟弱地基。即將基礎下一定范圍內的土層挖去,然后回填以強度較大的砂、碎石或灰土等,并夯實至密實。
二、預壓法:預壓法是一種有效的軟土地基處理方法。該方法的實質是,在建筑物或構筑物建造前,先在擬建場地上施加或分級施加與其相當?shù)暮奢d,使土體中孔隙水排出,孔隙體積變小,土體密實,提高地基承載力和穩(wěn)定性。堆載預壓法處理深度一般達10m左右,真空預壓法處理深度可達15m左右。
三、強夯法:強夯法是法國L·梅納(Menard)1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法,即用幾十噸重錘從高處落下,反復多次夯擊地面,對地基進行強力夯實。實踐證明,經夯擊后的地基承載力可提高2~5倍,壓縮性可降低200~500%,影響深度在10m以上。
四、振沖法:振沖法是振動水沖擊法的簡稱,按不同土類可分為振沖置換法和振沖密實法兩類。振沖法在粘性土中主要起振沖置換作用,置換后填料形成的樁體與土組成復合地基;在砂土中主要起振動擠密和振動液化作用。振沖法的處理深度可達10m左右。
五、深層攪拌法:深層攪拌法系利用水泥或其它固化劑通過特制的攪拌機械,在地基中將水泥和土體強制拌和,使軟弱土硬結成整體,形成具有水穩(wěn)性和足夠強度的水泥土樁或地下連續(xù)墻,處理深度可達8~12m。 施工過程:定位—沉入到底部—噴漿攪拌(上升)—重復攪拌(下沉)—重復攪拌(上升)—完畢
六、砂石樁法:振動沉管砂石樁是振動沉管砂樁和振動沉管碎石樁的簡稱。振動沉管砂石樁就是在振動機的振動作用下,把套管打入規(guī)定的設計深度,夯管入土后,擠密了套管周圍土體,然后投入砂石,再排砂石于土中,振動密實成樁,多次循環(huán)后就成為砂石樁。也可采用錘擊沉管方法。樁與樁間土形成復合地基,從而提高地基的承載力和防止砂土振動液化,也可用于增大軟弱粘性土的整體穩(wěn)定性。其處理深度達10m左右。
七、土或灰土擠密樁法:土樁及灰土樁是利用沉管、沖擊或爆擴等方法在地基中擠土成孔,然后向孔內夯填素土或灰土成樁。成孔時,樁孔部位的土被側向擠出,從而使樁周土得以加密。土樁及灰土樁擠密地基,是由土樁或灰土樁與樁間擠密土共同組成復合地基。土樁及灰土樁法的特點是:就地取材,以土治土,原位處理、深層加密和費用較低。
用這些方法可以使地基比較堅固,但并沒有什么是完美的,同樣地基處理技術也在不斷的完善與改進中。近40年來,國外在地基處理技術方面發(fā)展十分迅速,老方法得到改進,新方法不斷涌現(xiàn)。在20世紀60年代中期,從如何提高土的抗拉強度這一思路中,發(fā)展了土的“加筋法”;從如何有利于土的排水和排水固結這一基本觀點出發(fā),發(fā)展了土工合成材料、砂井預壓和塑料排水帶;從如何進行深層密實處理的方法考慮,采用加大擊實功的措施,發(fā)展了“強夯法”和“振動水沖法”等。另外,現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對地基工程提供了強大的生產手段,如能制造重達幾十噸的強夯起重機械;潛水電機的出現(xiàn),帶來了振動水沖法中振沖器的施工機械;真空泵的問世,才能建立真空預壓法;生產了大于200個大氣壓的壓縮空氣機, 從而產生了“高壓噴射注漿法”。