深 层 搅 拌 桩 工 法

目录

一.软土地基深层搅拌法的特点    2

二.适用范围及其基本性能    2

三.施工工艺    3

四.质量与效果的检验    7

五.技术经济分析    7

六.工程应用实例    7

      深层搅拌桩是利用水泥作固化剂，通过深层搅拌，就地将软土与水泥强制拌和，利用固化剂与软土之间发生的一系列物理、化学反应，使软土与水泥硬结成具有一定强度的水泥加固土体，即深层搅拌桩。

      深层搅拌法是日本在70年代中期首创和开始采用，简称CMC工法。我国于1977年末才进行深层搅拌机研制和室内外试验，并在工程中正式开始使用。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土与含水量较高且地基承载力标准值不大于120Kpa粘性土等地基。当地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性，冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。

一.软土地基深层搅拌法的特点

1．深层搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而

最大限度地利用了原土。

2．搅拌时不会使地基土侧向挤出，所以对周围建筑物的影响很

小。

3．施工时无震动、无噪音、无污染，可在市区内和密集建筑群

中进行施工。

4．土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降。

5．按照不同地基土的性质及工程设计要求，合理选择固化剂及

其配方，设计比较灵活。

6．与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量钢材，并降低了造价。

二.适用范围及其基本性能

      深层搅拌桩能增加软土地基的承载力，减少沉降量，提高边坡的稳定性，可作为构筑物的地基、高填方路基下的基层、大面积的地基加固等。另外，由于良好的抗渗性能，可作为防渗墙或深基坑结构中的隔水帷幕，以防止地下渗透水流。

       水泥加固土的强度取决于加固土的性质和所使用的水泥品种、标号、掺入量及外加剂等。加固土的抗压强度随着水泥掺入量的增加而增大，工程常用的水泥掺入比为7%∽15%，其强度标准值宜取试块90天龄期的无侧限抗压强度，一般可达500-3000Kpa。

三.施工工艺

（一）施工机械及性能

     国内目前的搅拌机有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式，前者是水泥浆从搅拌轴间的另一中心管输出，不易堵塞，可适用多种固化剂。后者是使水泥浆从叶片上若干小孔喷出，但因喷浆孔小，易堵塞，只能使用纯水泥浆。

1．SJB型系列深层搅拌机

SJB系列深层搅拌机是由江苏江阴市振冲器厂生产的双搅

拌轴中心管输浆的水泥搅拌专用机械。该系列目前有SJB-30型（即原来的SJB-1型）和SJB-40型（即原来的SJB-2型）。

2．DJB-14D型单轴深层搅拌机

  该机是在北京800型转盘钻机基础上改制而成。DJB-14D

型单轴深层搅拌机的主机系统包括动力头、搅拌轴和搅拌头。搅拌头上有一对搅拌叶片，下部为与搅拌叶片互成900、径500mm的切削叶片，叶片的背后安有2个直径8-12 mm喷嘴。DJB-14D型单轴深层搅拌机示意图如图1—1所示。

3．配套机械及控制仪表

     深层搅拌法施工时，除使用深层搅拌机外，还需要配备灰

浆搅拌机、集料斗、灰浆泵、起吊装置、导向架等配套机械及各种控制仪表。

         上述主要机械设备性能及技术参数见表1。

                        深层搅拌机械技术参数汇总

                                                                                表1

     深层搅拌桩根据其具体使用特点，能对软土地基进行柱状、壁状、格栅状等不同形式的加固，柱状加固的“二喷四搅”施工工艺如图1—2所示。

                   图1-1 DJB-14D型深层单轴搅拌机及配套机械

  5．重复上、下喷浆搅拌

  为使软土和水泥搅拌均匀，可再次将搅拌头边旋转过沉入土中，至设计深度后，再将搅拌头边喷浆边旋转提升出地面。

  6．清洗

  向集料斗注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

    7．移位

          重复上述1～6步骤，再进行下一根桩的施工。

    （三）劳动组织

    每个深层搅拌工班由10～14人组成。其中班长1名，负责施工

指挥及协调组织力量：操机工1-2名，负贡搅拌机的操纵；司泵工

l名，负责灰浆制备和泵送水泥浆液；记录员l名，负责施工中的

各种原始记录：拌浆工4-7名，具备水泥浆液和负责各种生产

用料的运输物供应；机械工2名，负责机械的维修；电工1名，负

贡电器设备的控装和安全使用。

    （四）施工注意事项

    1．施工现场应予平整，彻底清除地上和地下一切障碍物。当其

作为重力式挡土墙或成为连续搭接的防渗墙时，应考虑其隆土效应

而开挖一定深度和宽度的沟槽。

  2．搅拌桩的垂直度偏差不得超过1％，桩位布置偏差不得大于

50mm。桩径偏差不得大于4％。

4．制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、

"二喷四搅”具体施工工艺如下：

1．定位

      起重机（或塔架）悬吊搅拌机到达指定位置，对中，当地面起伏不平时，应使起吊设备保持水平。

2．预搅下沉

      起动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A。

3．制备水泥浆

      待搅拌头下沉到一定深度时，即开始按设计确定的陪合比

拌制泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

4．提升喷水泥浆

      搅拌头下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基

中，边喷浆边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌

头。提升速度一般不超过0.5m/min。

5．重复上、下喷浆搅拌

     为使软土和水泥搅拌均匀，可再次将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计深度后，再将搅拌头边喷浆边旋转提升出地面。

6．清洗

      向集料斗注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

7．移位

      重复上述1~6步骤，再进行下一根桩的施工。

（三）劳动组织

  每个深层搅拌工班由10~14人组成。其中班长1名，负责施工指挥及协调组织力量；操机工1~2名，负责搅拌机的操纵；司泵工1名，负责灰浆制备和泵送水泥浆液；记录员1名，负责施工中的各种原始记录；拌浆工4~7名，具备水泥浆液和负责各种生产用料的运输物供应；机械工2名，负责机械的维修；电工1名，负责电器设备的安装和安全使用。

（四）施工注意事项

    1.施工现场应予平整，彻底清除地上和地下一切障碍物。当其作为重力式挡土墙或成为连续搭接的防渗墙时，应考虑其隆土效应而开挖一定深度和宽度的沟槽。

2.搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%，桩位布置偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%。

3.制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量等应有专人记录。

4.为保正桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30秒，使浆液完全达到桩端。

5.预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可

适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。

6.施工时因故停浆，宜将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m，待

恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路并清洗。

   7.壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如因特殊原因超过24h，应对最后一根桩先进行空钻留出榫头，以待下一批桩搭接；如间歇时间太长（如停电等），可采取局部补桩或注浆措施。

   8.施工时应有专人记录搅拌头下沉深度和提升的时间，深度记录误差不得大于100mm，时间录误差不得大于5s。

四.质量与效果的检验

    1.轻便钎探：一般在成桩7天后，使用轻便钎探器钻取桩身土样，观察桩身搅拌均匀程度，同时根据钎探击数（N10）用对比法判断桩身强度。

2.开挖、取样：开挖搅拌桩实体，观察桩体直径、外形或搭接情况；切开桩体断面，观察桩身搅拌均匀程度，凿取一段桩体，在室内加工成立方试块，进行抗压强度试验。

3.载荷试验：对搅拌桩和加固后的复合地基要进行载荷试验和承载力检验。

4.小应变动测检验：当搅拌桩达到龄期28天，宜采用小应变动测方法随机抽查不少于10%的桩数进行桩身质量检验，以确定是否出现断桩、蜂窝状结构及夹泥等搅拌不均匀缺陷。

五.技术经济分析

1.水泥用量：用深层搅拌法进行软土地基处理，每制作一延米长（相当于0.71m3），需用水泥80~140Kg。

2.施工效率：通过工程应用，实测SJB型深层搅拌机施工速率每台班（实际工作按7小时计），可加固30~50 m3。

3.单价：包括材料费、机械费、人工费等，制作每延米长水泥桩约需60~80元。

六.工程应用实例

1．上海海兴广场配套公寓31层，基坑深度6m，基坑围护结构选择的是深层搅拌桩重力式挡土墙。本工程中深层搅拌桩桩长11~14 m，桩径700，墙宽度为4.2 m，中间为格形布置，格形间距为3.0 m。从基坑开挖的情况来看，距基坑外边线为13 m左右的22万伏变电站结构的整体性和刚性较好，主体结构未发现异常情况。由此可见，采用深层搅拌桩重力式挡土墙作为挡土结构，不仅节约了工程造价，还方便了施工。故针对6 m以下的基坑来说，这是一个较为合理的方案。

2.上海通贸大厦基坑开挖深度10.2 m，围护止水结构采用15 m          长Ф700双排深层搅拌桩，两排之间搭接20cm。基坑开挖到底后，从现场施工情况来看，搅拌桩止水效果显著，无渗漏现象发生。

3.南京国际金融中心位于南京市中心新街口地段，基坑开挖深度10m，围护止水结构采用7至10 m长Ф700单排或双排深层搅拌桩，两排之间搭接20cm。基坑开挖过程中，无渗漏现象发生，对周围环境无明显影响。

                                         执笔人：孙实田