沉管碎石桩机(「施工技术」地基工程→夯实水泥土桩复合地基施工)

Posted 2023-05-31

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沉管碎石桩机(「施工技术」地基工程→夯实水泥土桩复合地基施工)

1.加固原理及适用范围

夯实水泥土桩是指利用机械成孔（挤土、不挤土）或人工挖孔，然后将土与不同比例的水泥拌合，将它们夯入孔内而形成的桩。由于夯实中形成的高密度及水泥土本身的强度，夯实水泥土桩桩体有较高强度。在机械挤土成孔与夯实的同时可将桩周土挤密，提高桩间土的密度和承载力。夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、黏性土等地基。处理深度不宜超过10m。

2.设计

夯实水泥土桩的设计应符合下列规定：

（1）岩土工程勘察应查明土层的厚度和组成、土的含水量、有机质含量和地下水的腐蚀性等。

（2）夯实水泥土桩处理地基的厚度，应根据土质情况、工程要求和成孔设备等因素确定。当采用洛阳铲成孔工艺时，深度不宜超过6m。

（3）夯实水泥土桩可只在基础范围内布置。桩孔直径宜为300〜600mm,可根据设计及所选用的成孔方法确定。桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离，可为桩孔直径宜为2〜4倍。

（4）夯实水泥土桩设计前必须进行配比试验，针对现场地基土的性质，选择合适的水泥品种，为设计提供各种配比的强度参数。夯实水泥土桩体强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。水泥与土的体积配合比，宜为3:7或2:8。

（5）当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形允许值确定。

（6）夯实水泥土桩的材料应满足下列要求：

①土料有机质含量不应大于5%,严禁使用含有冻土和膨胀土的上料，使用时应过 2mm的筛，混合料含水量应满足最优含水量的偏差不大于2%, 土料和水泥应拌合均匀。

②混合料中水泥的品种及掺合量应按配合比试验确定。一般情况混合料设计强度不宜大于C5。

（7）孔内填料应分层回填夯实，填料的平均压实系数不应低于0.97,其中压实系数最小值不应低于0. 94。

（8）在桩顶面应铺设100〜300mm厚的褥垫层，垫层材料可采用中砂、粗砂或碎石等，最大粒径不宜大于20mm。褥垫层的夯填度不应大于0.9。

（9）夯实水泥土桩复合地基承载力特征值应按现场复合地基载荷试验确定。

（10）地基处理后的变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007 的有关规定执行。

3.施工

1）施工设备

成孔机具采用洛阳铲或螺旋钻机；夯实机具用偏心轮夹杆式夯实机。

2）施工程序及注意事项

（1）施工程序

①应根据设计要求、现场土质、周围环境等情况选择适宜的成桩设备和夯实工艺。设计标高上的预留土层应不小于500mm,垫层施工时将多余桩头凿除，桩顶面应水平。

②夯实水泥土桩混合料的拌合。夯实水泥土桩混合料的拌合可采用人工和机械两种。人工拌合不得少于3遍；机械拌合宜采用强制式搅拌机，搅拌时间不得少于1min。

③采用人工或机械洛阳铲成孔在达到设计深度后要进行孔底虚土的夯实，在确保孔底虚土密实后再倒入混合料进行成桩施工。

④夯实水泥土桩复合地基施工。分段夯填时，夯锤落距和填料厚度应满足夯填密实度的要求，水泥土的铺设厚度应根据不同的施工方法按表1选用。夯击遍数应根据设计要求，通过现场干密度试验确定。

采用不同施工方法虚铺水泥土的厚度控制表 1
夯实机械	机具重量（t）	虚铺厚度（cm）	备注
石夯、木夯（人工）	0. 04—0. 08	20 〜25	人工，落距60cm
轻型夯实机	1-1. 5	25 〜30	夯实机或孔内夯实机
沉管桩机		30	40〜90kW振动锤
冲击钻机	0. 6—3. 2	30

（2）施工中的注意事项

①水泥土料应按设计体积比要求拌合均匀，颜色一致。施工时使用的混合料含水量应接近最优含水量。最优含水量应通过配合比试验确定。一般控制土的含水量为16%左右，施工现场检验的方法是用手将土或灰土紧握成团，轻捏即碎为宜，如果含水量过多或不足时，应晒干或洒水湿润。拌合后的混合料不宜超过2h使用。

②雨期施工时，应采取防雨及排水措施，刚夯实完的水泥土，如受水浸泡，应将积水及松软的土挖除，再进行补夯；受浸泡的混合料不得使用。

③夯实水泥土桩在冬期施工时，应对混合料采取有效的防冻措施，确保其不受冻害。

④采用人工洛阳铲或螺旋钻机成孔时，按梅花形布置进行并及时成桩，以避免大面积成孔后再成桩。

4.质量检验与验收

1）施工期质量检验

施工期质量检验应包括以下内容：

（1）水泥及夯实用土料的质量应符合设计要求。

土的质量标准主要指标应满足表2的要求。

土的质量标准表 2

部位

压实系数尾

控制含水量

夯实水泥土桩

>0. 93

人工夯实ωορ+ （1〜2）%

机械夯实ωορ-（1〜2）%

夯实水泥土桩复合地基的现场质量检验，宜采用环刀取样，测定其干密度，水泥土的最小干密度要求列于表3。

水泥土的质量标准表 3
部位	土的类别	最小干密度ρd(t/m³)
	细砂	1.75
夯实水泥土桩	粉土	1.73
夯实水泥土桩	粉质黏土	1. 59
	粉质黏土	1. 59
	黏土	1.49

（2）施工中应检查孔位、孔深、孔径、水泥和土的配比、混合料含水量等。

（3）当采用轻型动力触探N10或其他手段检验夯实水泥土桩复合地基质量时，使用前，应在现场做对比试验(与控制干密度对比)。

（4）桩孔夯填质量检验应随机抽样检测，抽检的数量不应少于桩总数的1%。其他方面的质量检测应按设计要求执行。对于干密度试验或轻型动力触探质量不合格的夯实水泥桩复合地基，可开挖一定数量的桩体，检查外观尺寸，取样做无侧限抗压强度试验。如仍不符合要求，应与设计部门协商，进行补桩。

2）竣工后质量验收

夯实水泥土桩地基竣工验收时，承载力检测应釆用单桩复合地基载荷试验，对于重要或大型工程，尚应进行多桩复合地基载荷试验。检测数量为总桩数的0.5%,且每个单体工程不应少于3点。

3）检验与验收标准

夯实水泥土桩复合地基的质量检测内容及标准应符合表4的要求。

夯实水泥土桩复合地基质量检验标准表4

项	序	检查项目	允许偏差或允许值		检查方法
项	序	检查项目	单位	数值	检查方法
主控项目	1	桩径	mm	-20	用钢尺量
	2	桩长	mm	+500	测桩孔深度
	3	桩体干密度	设计要求		现场取样检查
	4	地基承载力	设计要求		按规定的方法
一般项目	1	土料有机质含量	%	≤5	焙烧法
	2	含水量(与最优含水量比)	%	±2	烘干法
	3	土料粒径	mm	≤20	筛分法
	4	水泥质量	设计要求		查产品质量合格证书或抽样送检
	5	桩位偏差	满堂布桩≤0. 4D 条基布桩≤0. 25D		用钢尺量，D为桩径
	6	桩垂直度	%	≤1.5	用经纬仪测桩管
	7	褥垫层夯填度	≤0. 9		用钢尺量