压灌水泥土桩及其施工实例

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⑤1泥炭质土:黑灰、深灰色,饱和,可塑状 态,厚度约0.00~1.50米,平均孔隙比 e=4.27,有机质含量平均值Wu=24.0%。
⑤2粘土:灰、兰灰、深灰色,很湿,可塑状态,高 压缩性土。间夹⑤21 、⑤22 、⑤23 层透镜体。
⑤21 粉土:灰色,湿,中密,中等压缩性。标贯锤 击数N=8~16击。
压灌水泥土桩及其施工实例
何世鸣
中材地质工程勘查研究院 北京建材地质工程公要】目前水泥土桩一般分为三类:搅拌 水泥土桩(喷浆、喷粉),旋喷水泥土桩(含定 喷、摆喷),夯实水泥土桩。本文介绍了一种 新型压灌水泥土桩,它克服了搅拌水泥土桩 和旋喷水泥土桩依赖原地土的特点,也克服 了夯实水泥土桩受地下水和深度的限制,尤 其用于泥炭土等有机质含量高空隙比大含水 量高的土层,有其独特的优越性。广泛适用 于止水帷幕桩、复合地基桩(及母桩)、护坡 桩(及母桩)、抗拔抗浮桩母桩等。本文重点 介绍了泥炭土地层作为止水帷幕及护坡用桩, 效果明显,是一个成功案例。
2发明内容
为了解决泥炭土等地层搅拌桩不能广泛适用 的问题,本发明人运用了“逆向思维法”, 采用“先搅拌后灌入”的方法,即采用强制 式或滚筒式搅拌机,在地表将水泥与选择的 好土及添加剂、外加剂等搅拌好,采用中空 式长螺旋钻具成孔、管内泵送搅拌料成桩的 方式形成该新型水泥土桩。其基本工艺流程 如图1所示:
⑤22 细砂:灰、褐灰色,饱和,稍密,夹薄层中砂 和胶结块,标贯锤击数平均值N=12.7击。
⑤23 泥炭质土:黑色,很湿,软~可塑状态,高压 缩性,有机质含量Wu=11.3%。
⑤3粉土:灰、深兰色,湿,密实~中密,中等压缩 性,多与粉砂呈互层状,夹有钙质胶结块,标准贯 入锤击数为14~73击,平均值N=28.5击,(未考虑 测试段不足30cm的较大锤击数),层顶埋深33.30~ 36.40米,厚度2.80~5.80米。间夹⑤31 、⑤32 层 透镜体。
水泥土搅拌桩由于其施工简便、成本低廉, 而被广泛应用于地基处理、基坑支护及止 水帷幕桩等领域,但搅拌桩无论用于泥炭 土、淤泥还是流沙或沙卵石地层,都受到 极大限制。例如昆明地区某场地泥炭土, 黑、黑灰夹褐色,饱和,软~流塑状态, 高压缩性。比重接近1.0,孔隙大,极松散, 孔隙比e=3.01~8.04,平均值5.63,含水 量平均为267%,有机质含量平均值达 45.4%,为强泥炭质土,埋深约3.5米,平 均厚度约6.0米。
②1淤泥:深灰、黑灰色,饱和,软~流塑状态, 主要为原采莲河底部的沉积物,仅局部存在,最厚 约2.9米。
③泥炭质土:黑、黑灰夹褐色,饱和,软~流塑状 态,高压缩性。孔隙大,极松散,孔隙比e=3.01~ 8.04,平均值5.63,含水量平均为267%,有机质 含量平均值达45.4%,为强泥炭质土,埋深约3.5 米,平均厚度约6.0米。
常规水泥搅拌桩无论用于复合地基桩还是用于 基坑支护、止水帷幕桩,均不能保证水泥浆与 泥炭土有效结合,用昆明当地有经验的技术人 员的话讲:“我们做了一万个试验,没有一个 能成功的!”为此当地有人想出了一种办法, 先用普通长螺旋钻机引孔,孔内灌入沙子,然 后再实施水泥搅拌桩,但此方法在很多情况下 不能成孔,一提出长螺旋钻具即塌孔,尤其有 地下承压水时,更不能成孔,应用受到极大限 制。淤泥地层中尤其有机质含量高时,也存在 同样的问题,更甚是水泥浆和有机质含量高的 土不能发生有效反应;流沙或沙卵石地层中存 在“搅不动”或“喷不动”问题。水泥土搅拌 桩无论是喷浆还是喷粉,或旋喷桩,在泥炭土、 淤泥、流沙及沙卵石地层中均受到这样或那样
该新型水泥土桩能应用于基坑支护桩、止水帷幕桩及 复合地基桩,还可应用于劲芯水泥土复合桩的母桩, 用于基础桩、护坡桩、抗拔桩,并能广泛适用于泥炭 土、淤泥、流沙及砂卵石等常规搅拌桩不能适用的地 层。显示了其极大的优越性。
3具体实施例
实施例1,云南省委新建办公大楼人防基坑 支护工程,位于昆明市广福路与滇池路的 交汇附近,十里长街与广福路间。拟建建 筑物总设计面积约8000m2。框剪结构形式, 地下室埋深为-6.1m,局部-5.4米,包括 600mm厚换填垫层。地表标高为±0.00,局 部-0.7m,坑深6.1m和5.4m,基础设计形 式为桩筏基础。
实施例4,北京某地铁砂卵石地层,厚3~5m, 卵石粒径达20cm,坑深15~18m,水位较浅, 采用钢筋混凝土桩拉锚与该新型压灌水泥土桩 相结合的挡土止水复合支护方案,有效地解决 搅拌桩或旋喷桩的“搅不动”“喷不动”问题, 确保止水成功,并且施工速度快,节约造价, 还便于现场文明施工。
实施例5,某小区上部杂填土2m,下部为泥 炭土5~7m,再下为粉质黏土,地上为6层住 宅和3~5层厂房,采用该压灌水泥土桩做母 桩,利用当地价廉的振动沉管工艺在该水泥 土桩中心做成低标号的CFG桩,形成复合地 基,大幅度提高单桩承载力,达到了造价低、 工期短、质量好的目的,解决了任何一种单 纯的工艺所不能解决的问题。也能十分有效 地解决CFG拌合料成桩充盈系数大的难题!
拟建场地地貌上处于滇池盆地东北部,属湖积平原地 貌单元。根据80米钻孔揭露地层,按照成因类型及沉 积韵律、土层物理力学设计参数,将地基土层分为六 个大层,现从上而下分述如下:
一类:人工填土和耕植层(Qml+pd),为①大层,包 括①1层、①2亚层。
二类:第四系冲积、沟塘静水沉积层(Qal+h)粉 土)。为②大层,包括②、②1亚层及透镜体。
实施例2,某淤泥土厚8~11m,其下为 4~6m淤泥质黏土,基坑深6~7m,基 坑面积约40000m2,采用钢筋混凝土 桩与该新型压灌水泥土桩相结合的挡 土止水复合支护方案,代替原6排搅拌 桩支护方案,有效降低成本、缩短工 期、保证质量。
实施例3,某流沙层,厚度约5~6m,地下水埋 深较浅,基坑深12m,采用钢筋混凝土桩与该 新型压灌水泥土桩相结合的挡土止水复合支护 方案,有效防止桩间土流失,保证基坑支护成 功。
④4粉土:灰、深灰、兰灰色,湿,稍密~中 密,中等压缩性。
④5粘土:灰、浅灰色,湿,中密,中等压缩 性。层间夹④51 、④52 层透镜体。
④51 粉土:灰、浅灰色,湿,中密,中等压 缩性。层间夹薄层粉细砂。
④52 粘土:灰黑、灰、兰灰色,很湿,软塑 状态,局部为流塑,高压缩性。夹薄层泥炭质 土和有机质粘土。
④21 粉质粘土:灰、兰灰色,湿,可塑状态,夹有少量钙质胶 结团块。
④3粘土:兰灰、深灰色,很湿,可塑状态,中~高压缩性。局 部夹薄层有机土及钙质胶结团块,层间夹④31 、④32 层透镜体。
④31 粉土:灰色,稍密~中密,中等压缩性。
④32 泥炭质土:深灰、褐灰色,很湿,可塑状态,高压缩性, 有机质含量约10.3%,为低泥炭质土。
④1粘土:浅兰灰、灰色,很湿,流塑~软塑状态,局部可塑, 高压缩性,静探锥尖阻力qc=0.48Mpa,层间夹④11 、④12 层 透镜体。
④11 粉土:兰灰、深灰、灰色,很湿,中密~稍密,中等压缩 性。
④12 泥炭质土:黑、黑灰色,饱和,软塑状态,仅局部存在。
④2粉土:灰、褐灰、深灰色,湿,稍密~中密,中等压缩性, 夹薄层粉细砂~中砂,标贯锤击数平均值N=10 击。层间143、 135处孔夹④21 层透镜体。
aa2020实施例实施例33某流沙层厚度约某流沙层厚度约56m56m地下水埋地下水埋深较浅基坑深深较浅基坑深12m12m采用钢筋混凝土桩与该采用钢筋混凝土桩与该新型压灌水泥土桩相结合的挡土止水复合支护新型压灌水泥土桩相结合的挡土止水复合支护方案有效防止桩间土流失保证基坑支护成方案有效防止桩间土流失保证基坑支护成实施例实施例44北京某地铁砂卵石地层厚北京某地铁砂卵石地层厚35m35m卵石粒径达卵石粒径达20cm20cm坑深坑深1518m1518m水位较浅水位较浅采用钢筋混凝土桩拉锚与该新型压灌水泥土桩采用钢筋混凝土桩拉锚与该新型压灌水泥土桩相结合的挡土止水复合支护方案有效地解决相结合的挡土止水复合支护方案有效地解决搅拌桩或旋喷桩的搅不动搅不动喷不动喷不动问题问题确保止水成功并且施工速度快节约造价确保止水成功并且施工速度快节约造价还便于现场文明施工
⑤31 泥炭质土:黑色,很湿,可塑状态,仅局部出现。
⑤32 粘土:灰色,湿,软塑状态,中偏高压缩性,仅 局部出现。
⑤4泥炭质土:黑、黑灰色,饱和,可塑状态,局部 软塑,高压缩性,平均隙比e=2.72。平均含水量 W=122%,有机质含量平均值Wu=29.9%,为泥炭质 土。层顶埋深38.5~40.60米。层间夹⑤41 层透镜体。
三类:第四系湖沼相、湖相交替沉积层(Q1+h), 包括③、④、⑤、⑥大层,主要由泥炭质土、粉土、 粉砂、粘性土组成。
各地层自上而上分述为:
①1素填土:褐黄、灰黄、褐红等色,湿,以可塑 状态的粘性土为主,夹少量砾石,为近期回填土, 厚约1.50米。
①2耕土:深灰、褐灰、灰褐色,很湿,软~可塑 状态,高压缩性,局部为软塑状态的泥炭质土,厚 约0.00~1.50米,层间夹②1层淤泥透镜体。
⑤ 41粘土:深灰色,很湿,可塑状态,高压缩性。
⑤5粘土:深兰灰,灰色,很湿,可塑状态,中~高 压缩性,层间夹⑤51 、⑤52 层透镜体。
稳定水位在地表下1.0~0.8m之间,主要为潜水,微 具承压性,含水层为粉土,主要为大气降水及含水层 的侧渗补给。
设计采用钢筋混凝土桩与该新型压灌水泥土桩 相结合的挡土止水复合支护方案。同时在有条 件的地方卸载,在被动区打素混凝土桩及该新 型水泥土桩加固,并辅以拉锚进行复合支护。 经过近一个月时间两台钻机施工,共完成了 1426根桩施工,其中钢筋混凝土桩475根,素 混凝土桩273根,该新型压灌水泥土桩678根。 经开挖后发现钢筋混凝土桩与该新型水泥土桩 结合紧密,止水效果好,桩顶位移观测稳定, 现已打了900mm厚钢筋混凝土底板。顺利完 成了基坑支护任务。效果图附后。
【关键词】压灌水泥土桩 止水帷幕桩 复 合地基桩(及母桩) 护坡桩(及母桩) 抗拔抗 浮桩母桩
0技术领域
本发明属于建筑地基基础施工中的成桩, 特别涉及一种新型水泥土桩及其成桩方法。 用于止水帷幕桩、复合地基桩、护坡桩。 尤其在泥炭土、淤泥、流沙及砂卵石地层 中更显优势。
1背景技术
其基本配方(每1m3中):水泥150~400kg,好土 600~900kg,石屑200~500kg,粉煤灰50~150kg,速 凝剂1~3%。
水泥可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、或粉 煤灰水泥等;好土可以是粉土、粘性土或砂土等;石 屑为石子分选的副产品,用来调节水泥土拌合料的比 重及强度;粉煤灰有低标号水泥作用,同时提高拌合 料的可泵性;速凝剂作用是促进拌合料快速凝固,并 提高其早期强度。必要时加入早强剂,以提高其早期 强度,缩短凝结时间。
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