深层搅拌法在软弱地基处理中的应用

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1、深层搅拌法在软弱地基处理中的应用王海兵【镇江市港航工程公司 镇江212003】摘 要：本文结合苏南运河丹阳市河段和江口完善段整治工程的实践，阐述了深层搅拌法在软基处理中的应用及加固机理、施工机械、工艺流程、质量检验与工程验收等。关键词：软基处理深层搅拌法应用   基础是重力式挡土墙非常重要的部分，它关系到建筑物的稳定和沉降量。凡是基础直接建筑在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。若天然地基很软弱，不能满足强度和变形的要求，必须经过处理后再修建基础，这种地基称之为人工地基。我国工业与民用建筑地基基础设计规范指出：“软弱地基系指压缩层主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩

2、性土层构成的地基”。实际上，软弱地基还应包括可液化的饱和粉砂和粉土地基，以及湿陷性黄土和膨胀土地基等。地基处理的目的是采取适当的措施，以改善地基土的强度、压缩性、透水性、动力特性、湿陷性和胀缩性等。深层搅拌法施工是地基处理中的一种化学处理方法，它具有设备简单、操作方便、工艺合理、技术可靠、无振动、无噪音、无泥浆、无废水污染环境、成本低、效果好等特点，是很适合我国国情的一种地基加固方法。根据固化材料状态的不同，它又可分为粉喷(干燥状态的水泥)和浆喷(水泥浆)两种。现就这两种施工方法在加固机理、施工机械、工艺流程、质量检验与工程验收以及在苏南运河整治工程中的实际应用等方面作一比较分析。1 加固机

3、理   (1)粉喷搅拌法是利用压缩空气通过固化材料供给机的特殊装置，携带着粉体固化材料，经过高压软管和搅拌轴输送到搅拌叶片的喷嘴喷出，借助搅拌叶片旋转，在叶片的背面产生空隙，安装在叶片背面的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出，喷出的混合气体在空隙中压力急剧降低，促使固化材料就地粘附在旋转产生空隙的土中，旋转到半周，另一搅拌叶片把土与粉体固化材料搅拌混合在一起，与此同时，这只叶片背后的喷嘴将混合气体喷出，这样周而复始地搅拌、喷射、提升，与固化材料分离后的空气传递到搅拌轴的周围，上升到地面释放   (2)浆喷搅拌法是利用水泥浆作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在加固深度内就地将软土和水泥浆

4、充分拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土的一种地基处理方法。水泥土的强度机理主要有两个方面的作用，首先是水泥的骨架作用，水泥与饱和软粘土搅拌后，首先发生水泥的水解和水化反应，生成水泥水化物，形成凝胶体-氢氧化钙，将土颗粒或小土团凝结在一起，形成一种稳定的结构整体。其次是离子交换作用，水泥在水化过程中，生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子(或钾离子)进行离子交换，生成稳定的钙离子，从而提高土体的强度。   (3)粉体喷射搅拌地基土加固与浆体比较具有如下特点：   ①使用的干燥状态的固化材料可以吸收软土地基中的水分，对加固含水量高的软土、极软土以及泥炭化土地基效果更为显著。

5、   ②固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的空隙中，同时又靠土的水分把它粘附到空隙内部，随着搅拌叶片的搅拌，固化剂均匀地分布在土中，不会产生不均匀散乱现象，有利于提高地基土的加固强度。   ③与浆喷深层搅拌或高压旋喷相比，输入地基土中的固化材料要少得多，无浆液排出，地面无拱起现象。同时固化材料是干燥状态的0.5mm以下的粉状体，如水泥、生石灰、消石灰等，材料来源广泛，并可使用两种以上的混合材料。因此，对地基土加固适应性强，不同的土质要求都可以找出与之相适应的固化材料，其适应的工程对象较广。   ④固化材料从施工现场的供给机的贮仓一直到喷入地基土中，成为连贯的密闭系统，中途不

6、会发生粉尘外溢、污染环境的现象。2 施工机械   (1)粉体喷射搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、搅拌翼和动力部分等组成，有单搅拌轴和双搅拌轴两种形式。搅拌设备的主要技术性能        表1项目技术性能SJB-1深层搅拌机搅拌轴数量(根)2搅拌翼外径(mm)700～800搅拌轴转速(r/min)46电机功率(kW)2×30起吊设备工作时最小起吊高度(m)＞14提升力(kN)＞100提升速度(m/min)0.2～1.0固化剂制备系统灰浆搅拌机容量(L)2×20灰浆泵输送量(m3/h)3灰浆泵工作压力(MPa)1.47集料斗容量(M3)0.40技一次加固面积(m2)0

7、.71～0.80术指标最大加固深度(m)10加固效率(m/台班)40～50总重量(不包括起重机)(t)约6.5   (2)我国第一台浆喷专用SJB-1型搅拌机是双搅拌头、中心管输浆方式的中型机械，它包括电机、减速器、搅拌轴、搅拌头、中心管、输浆管、单向球阀等部件，采用两台30kW潜水电机，经二级行星齿轮减速驱动搅拌轴，从而使拌和叶片起转。固化剂注入被加固土中是通过灰浆泵从中心管下端管口压开单向球阀实现的，搅拌