基坑支护讲座_02_2.7水泥搅拌桩及搅拌桩挡土墙

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1、基坑支护工程关键与新技术及其应用王成华教授天津大学建筑工程学院土木工程系2009年7月19日天津全国基坑工程勘察、支护设计、监测及施工开挖新技术培训班，天津20092.7水泥搅拌桩及搅拌桩挡土墙2.7.3搅拌桩挡土墙2.7.4结语2.7.1引言2.7.2水泥搅拌桩全国基坑工程勘察、支护设计、监测及施工开挖新技术培训班，天津20092.7.1引言水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土。水泥土的工程性质与检测全国基坑工程勘察、支护设计、监测及施工开挖新技术培训班，天津20092.7.2水泥搅拌桩水泥土搅拌桩时加固软土地基的方法之一。利用水泥、石灰等材料

2、作为固化剂，通过深层搅拌，将土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与土之间所产生的一系列物理化学反映，使土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。2.7.2.1水泥土搅拌桩施工如打入深度较大的搅拌体，应采取自上而下，或自下而上分段搅拌，先贯入下沉喷浆搅拌第一段，再下沉提升搅拌第二段，这样有利于搅拌均匀。其中要注意控制提升的速度和转速，一般每分钟提升0.6~1.0m，每分钟转速为20~40转。深层搅拌法最适宜于各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。国内一般最大加固深度15~18m。直径500~600mm。一般适用于深度7m以下的基坑。用于桩间止水。一般采用32.5

3、R普通硅酸盐水泥或矿渣水泥作为固化剂。水泥搅拌桩的施工参数掺入比：水泥重量与被加固土体的重量之比，一般为7%~15%搅拌次数：搅拌头从上到下或从下到上运动的次数，三搅三喷、三搅一喷等水灰比：规范为0.4~0.6，实际0.6~0.7影响水泥搅拌质量的主要因素（1）固化剂和外加剂（2）水泥的掺合量（3）龄期（4）土的含水量（5）土质的影响（6）有机质含量和砂粒的含量（7）搅拌的方法与时间水泥土的配方设计1）根据设计工程荷载大小的要求，确定需用的水泥土标准强度2）根据地基土的性质，选用水泥土的配方。对于一般粘性土地基，可按含水量的大小，初步选择水泥系固化剂和外加剂的品种及掺合量。对于含

4、水量大于70%或有机质含量较高的地基土，则应根据地基土对Ca(OH)2吸收量的不同，选择合适的水泥系固化剂。搅拌工艺合适的配方还需采用合适的机具和工艺流程才能保证水泥土达到设计强度。如果机具和工艺不适用，或重心不稳，或搅拌的功率和喷浆力不足，常常造成只搅拌不喷浆，只转动不搅拌，土体呈同心圆转动或摆动，其后果是泥浆、泥块、水泥浆分离，拌和不匀，上下不均一，强度差异悬殊，总强度很低。因此，对不同土类、不同深度的加固体应分别采用不同的机具和工艺流程，包括：搅拌机的功率，搅拌头的类型，喷浆的压力和搅拌的流程等。对于打入深度在8~12m的搅拌桩，搅拌机的功率可用35~45kW和轴杆直径mm

5、的单轴和双轴搅拌头。对于深度超过20m的搅拌桩，搅拌机的功率应增大至55~60kW，搅拌头的直径，喷射压力也相应增大。一般采用的工艺流程如图所示。一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）就位—预搅下沉—（制备水泥浆）—提升喷浆搅拌—沉钻复搅—重复提升搅拌水泥掺量及外加剂水泥掺量水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比），一般为11~16%外加剂外掺剂作用掺量（%）碳酸钠早强0.2~0.4氯化钙早强2~5三乙醇胺早强0.05~0.2木质素磺酸钙减水、可泵0.2~0.5粉煤灰填充、早强50~80水泥土墙施工注意事项.（1）复搅工艺确保搅拌均匀（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（

6、2）提升速度~喷浆速度提升搅拌速度不宜大于0.5m/min；提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。（3）桩的搭接一般为200，搭接间歇时间不超过24h，宜留踏步式接头；如因施工原因间歇时间超过24h，应有措施（增加复搅、增加水泥掺量等）。2.7.2.2水泥土搅拌桩的应用1、支护结构重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法2、地基加固提高地基强度；控制沉降；防止液化全国基坑工程勘察、支护设计、监测及施工开挖新技术培训班，天津20092.7.3搅拌桩挡土墙水泥土搅拌桩围护结构的设计水泥土搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成，抗压强度远大于抗拉强度。一般采用水泥土搅拌桩作

7、围护结构以“重力式”挡墙为宜。常用的布置形式如下图所示。水泥土挡墙的计算墙体尺寸的确定抗倾覆稳定计算抗滑移稳定计算整体稳定验算抗渗验算墙体应力验算基底地基承载力验算格仓压力验算水泥土挡墙水平位移的计算水泥土墙整体稳定b=(0.6~0.8)hhd=(0.8~1.2)h水泥土墙构造水泥土置换率0.6~0.8；格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100~200mm；插筋、面板、局部加墩；坑底加固。水泥土墙（案例）水泥土墙水泥土墙支护结构事故全国基坑工程勘察、支护设计、监测及施工开挖新