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浅谈房屋地基沉降处理中深层搅拌技术的运用

来源:网络整理 热度:℃ 时间:12-14
摘要:中国工程项目管理网

作为对软粘土地基进行加固的方法,深层搅拌法运用石灰及水泥等材料,使其发挥加固剂的效果,与特定的深层搅拌机械相结合,就地对地基深处的软弱土及固化剂进行强制搅拌,从而使两者之间形成物理反应的效果,进一步提高地基达到水稳性、整体性以及高强度。采用深层搅拌法对地基沉降进行处理时,能够促使沉降差得到减少,从而提升地基的承载力、挡水力度以及边坡的稳定性。 

  1深层搅拌加固技术的特点

  现阶段,深层搅拌加固技术对软土地基进行处理已成为当今运用最为普遍的一种方法,该方法的运用具有明显的发展前景存在。该技术之所以能够得到广泛应用,关键在于自身具备的特点,主要包括以下几个方面内容: 

  ①简单的施工工艺,具有较高的机械化程度以及显著的处理效果。 

  ②对比其他桩基,该技术的运用具有简单的人员设备、单一的材料消耗、快速的施工进度、较低的综合造价以及处理后能够被快速使用。 

  ③在施工过程中不会有振动及噪音产生,且不存在环境污染的现象,在近年来对建筑地理处理中占据关键地位。 

  ④施工质量较高,处理效果为检测提供便利。若有不合格的现象发生,能够简单的进行补救。 

  目前,通常情况下采用的深层搅拌桩的桩径都是500mm,加固深度各部相同,从数米到数十米不等。能够对软土地基承载力的增加中进行使用,促使边坡的沉降量得到减小,进一步提升了边坡的稳定。一般在建筑地基、公路和坝基加固、大面积的码头、地下防渗墙等工程中被运用。被处理过的复合地基的承载力能达到200kPa。 

  2深层搅拌加固的原理及作用 

  2.1深层搅拌法的原理 

  软土与水泥进行加固的原理是在水泥和软土出现物理化学反应过程的基础上开展的。在施工过程中,搅拌机械会对软土进行切削,使其处于大小不同的团块状。当水泥浆在其中进行添加后,水泥会对土团进行包裹。由于掺入的水泥量较少,促使和水泥和软土之间无法得到充分混合,水泥土中会有较大强度及较好水稳性的水泥区域及较低强度的土块区域出现。水泥土在物化反应中较为缓慢,土粒表面先于是你进行反应,其次则向土粒中间进行扩展。通过一段时间的发展,在水泥水解产物渗透作用下,土团内的土颗粒的性质会逐渐出现改变。所以,水泥和土之间通过强制搅拌会逐渐达到充分,通过粉碎土块则越小,在土中水泥的分布则会达到均匀状态,水泥土结构强度则会有较小的离散性,当水泥渗入比增加时,无侧限抗压强度也会逐渐提升。 

  2.2深层搅拌加固中材料的作用

  2.2.1水泥具备的水解和水化作用 

  构成硅酸盐水泥的成本主要包括二氧化硅、三氧化二铁、三氧化硫、氧化钙、三氧化二铝,该类氧化物又会对不同的水泥矿物得到构成,例如:硅酸二钙、铁铝酸四钙、硅酸三钙、铝酸三钙以及硫酸钙等。在软土中采用水泥进行加固时,水泥颗粒表面的矿物会与软土中的水快速出现水化及水解,从而出现含水硫酸钙、含水铁酸钙、氢氧化钙、夯实铝酸钙等化合物。其中数你含量最高的则是硅酸三钙,达到50%作用,是对其软土强度造成影响的主要因素。其次则是硅酸二钙的含量,也达到25%,对其后期强度造成影响。在水泥重量中,铝酸三钙占据10%,存在快速水化,对早凝发挥着促进的作用。硫酸钙在水泥比重中占据3%,与铝酸三钙相结合会和水出现反应,从而形成水泥样菌,在具有含水量较高的软土中能够发挥增加强度的作用。 

  2.2.2粘土颗粒与水泥水化物的作用 

  ①离子交换及团化的作用。较小的土颗粒经过离子交换能够具有较大的土团粒形成,通过土团粒的相互结合,促使水泥土的团粒结构得到形成,并对各土团之间的空隙进行封闭,实现结合的坚固性。进一步提高了水泥土的强度。 

  ②凝固反应。随着水泥水化反应的逐渐发展,促使一种不融水且稳定的结晶化合物形成,在水中及空气中该类化合物会趋于硬化,进一步将水泥土的强度得到提升。该结晶化合物相对密实,水分侵入现象难度较大,从而提升了水泥土的水稳定性。 

  2.2.3碳酸化的作用 

  由于水泥水化物中具有氢氧化钙,在二氧化碳发生的碳酸化反应形成的无法与水相容的碳酸钙进行吸收。该反应的出现能够有效的将水泥土的强度得到提升,但却存在较慢的速度及较小的幅度。 

  3深层搅拌技术的施工 

  3.1施工前的准备 

  ①与工程地质勘测资料相结合,对配合比进行室内试验,参照设计中的要求,对水泥掺入的最佳数量进行确定,并使搅拌施工工艺相关参数得到明确。 

  ②参考设计图纸,对深层肩膀施工的方案进行编制,布置出现场的平面状态,对打桩施工的流水操作进行合理安排,设置水泥浆的配置和泵送系统,使其泵送距离保持在低于100m最为适宜。 

  ③施工现场的平整,对施工现场影响钻进的地表障碍物进行清除,例如杂草及树根等。 

  ④对桩位进行确定时,应必须结合设计图纸进行操作,通过对现场的测量放线使得每个桩位得到明确的测定,并对小木桩进行打入。

  3.2施工过程中的要求 

  ①在进行深层搅拌施工之前应先对搅拌试验进行实施,结合电流的变化情况,使其变化范围控制在40~80A左右,也就是桩基钻头应依次从填筑土、中砂、淤泥质土、中砂、粉砂质泥岩通过,以此作为桩长进行施工,使其能够满足下列要求: 

  为了使水泥的用量达到设计的要求,在施工之前应先对拌浆筒的体积进行量出,并结合拌浆筒内水分的体积,对水泥的掺入量进行合理控制,促使水泥浆水灰比达到1:1即可。搅拌应均匀,使成桩速度得到控制,采用低速档位对第一次下沉搅拌进行实施,不得运用中高速档位。当在第一、二次上升及第二次下沉时即可采用中速档位进行操作,促使每次上升及下沉时都应对其成桩速度达到均匀状态,禁止中途出现换挡的现象发生,从而防止桩身水泥渗入,形成不均匀现象。

  ②在施工之前,应先对钻杆长度进行丈量,并运用显著的标志进行标注,促使钻杆钻入的深度及复搅深度得到掌握,进一步保证了设计桩长达到施工要求。 

  ③在对浆液进行泵送之前,应使管路达到潮湿状态,为输浆提供便利。 

  4室内试验的步骤

   现阶段,深层搅拌法无论是施工工艺还是设计计算都处于完善阶段。所以,应对水泥土的室内外试验进行关注。其试验的工序主要包括以下几步: 

  ①为了使试验的准确性得到保证,采用双层厚塑料袋对现场挖掘的天然软土进行及时封存,使其天然含水量得到基本保持。 

  ②按照施工要求的试验配方及程序,对水泥、土、水及外掺剂进行分别称量,并在容器中进行均匀搅拌,根据要求对其实施振动,当试块制成之后,采用塑料布对其进行覆盖,避免水分过快蒸发,并根据相关要求采用合理的养护措施进行实施。 

  5结语

  深层搅拌法通常在对地基沉降及软土处理时具有显著的效果。在建筑工程地基沉降处理中能够促使施工成本得到降低,进一步缩短施工周期,该方法在对基础处理中具有较高的经济性及科学性,因此能够得到进一步的推广应用。

  参考文献: 

  [1]张大巍,杜海金,张高峰.深层搅拌桩复合地基承载力可靠度分析[J].四川建筑科学研究,2006,(3).

  [2]季宪军,梁瑛.水泥土搅拌桩复合地基承载力的灰色预测[J].基建优化,2006,(3).


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