YBJ225-1991 软土地基深层搅拌加固法技术规程_.pdf

'中华人民共和国行业标准软土地基深层搅拌加固法技术规程YBJ225-91主编部门:冶金工业部建筑研究总院批准部门:中华人民共和国冶金工业部施行日期:1991年10月1日 2878水利习‘电卷·施工关于发布行业标准《软土地基深层搅拌加固法技术规程》的通知(91)冶建字第241号由冶金工业部建筑研究总院主编的《软土地基深层搅拌加固法技术规程》，经审查，批准为中华人民共和国行业标准(编号为YBJ225-91)，现予颁发，并自1991年10月1日起施行冶金工业部建筑研究总院为本规程的管理单位。冶金工业部1991年A月25日 YBJ225-91编制说明《软土地基深层搅拌加固法技术规程》系根据冶金工业部(87)冶基技字第。54号文件要求，由我院负责主编在编制过程中，进行了广泛的软土地基深层搅拌加固工程调查，认真总结了有关设计计算、施工工艺和质量检验的成熟经验，编写出初稿。征求有关单位的意见后，修改成送审稿。1989年11月13日至15日在上海经设计、施工、科研、高等院校等部门专业人员的审查，最后提出报批稿。现经批准为中华人民共和国行业标准。在本规程施行过程中，如有问题和意见，请与冶金工业部建筑研究总院联系，以供今后修订时补充完善。本规程的条文说明仅供参考。冶金工业部建筑研究总院1991年5月3日 "I,矛y"K电卷·施工目次编制说明·············‘····。··，，·，，，·····，···········“‘····，···········，.···“‘·，t，，，，，··一2879第一部分软土地基深层搅拌加固法技术规程................................................2881第一章总则，.................................................................................."""""""2881第二章一般规定································································。·········⋯⋯2881第三章设计·.........................................................................................2882第四章施工·.........................................................................................2883第五章质量检验与工程验收，...............................................................·一2884附录一施工机械组装·········，，，，，，甲，·，··························，··························一2885附录二施工劳动组织·.............................................................................2886附录三水泥加固土室内试验.....................................................................2886附录四深层搅拌桩施工工艺·······························································⋯⋯2888附录五深层搅拌桩施工记录·....................................................................2889附录六施工中常见问题和处理·.................................................................2890附录七轻便触探检验记录表·........................................········，···⋯⋯2891附录八搅拌桩复合地基载荷试验要点·······················，···························⋯⋯2891附录九本规程用词说明·..........................................................................2892第二部分本规程的条文说明·....................................................................2892第一章总则·.........................................................................................2892第二章一般规定···············································································一2893第三章设计·.........................................................................................2897第四章施工。.........................................................................................2900第五章质量检验与工程验收·....................................................................2901本规程主编单位、参加单位和主要编写人名单·····。···································⋯⋯2902 Y日J225-912881第一部分软土地基深层搅拌加固法技术规程第一章总则第1.0.1条深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂。通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基或地下挡土构筑物深层搅拌法具有无振动、无噪音、无环境污染和加固费用低廉等优点。为使深层搅拌法的设计、施工符合技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的要求，特制定本规程。第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑、市政、道路、港口以及地下挡土构筑等软土地基深层搅拌加固工程的设计和施工第1.0.3条采用深层搅拌法加固地基的工程除应遵守本规程外，尚应符合现行国家规范(规程)的有关规定。第二章一般规定第2.0.1条深层搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基，加固深度可达20m。当地下水具有侵蚀性或加固泥炭土时应通过试验确定其适用性。冬季施工时，应注意负温对加固效果的影响第2.0.2条确定加固方案前应搜集加固区域详细的工程地质勘察资料(包括加固范围内填土组成与厚度、软粘土分布范围、含水量与有机质含量以及地下水侵蚀性分析)和地基基础设计资料(包括基础平面图、荷载分布图或地下挡土构筑物条件图)，根据工程设计要求，明确地基加固目的、加固范围和加固后要求达到的各项技术指标。第2.0.3条深层搅拌法设计前必须进行加固土的室内试验，针对被加固土性质选择合适的固化剂与外掺剂，为设计提供各种配比的强度参数。固化剂可用水泥，也可用其他有效固化材料，掺人比宜为7%-1500，外掺剂可选择早强、缓凝、减水以及适合当地土质的材料，但应避免污染环境。加固土强度标准值宜取试块90d龄期的无侧限抗压强度，一般强度可达到。.3-2MPaa 2882水利水电卷·施工第三章设计第3.0.1条深层搅拌法加固软土所形成的桩柱体是一种介于刚性桩与柔性桩之间具有一定压缩性的桩，其单桩承载力可通过现场静载荷试验确定，当加固土强度大于500kPa时也可按下式估算，取其中较小值。从=Kq,A,(3.0.1-1)Nd一q,U,L+aA,f,(3-0.1-2)式中N,-搅拌桩单桩竖向承载力设计值(kN);q.—与搅拌桩桩身加固土配比相同的烹内加固土试块的无侧限抗压强度(kPa);K-强度的折减系数.一般可取0.3-0.4;A,搅拌桩的截面积(m2);q,桩周土的平均摩阻力标准值(kPa)，一般淤泥可取5^-8;淤泥质土可取8-12;对于粘性土，软塑状态可取12-18;可塑状态可取18-24;U,-搅拌桩桩周周长(rn);I,-搅拌桩桩长(。);人—桩端地基承载力标准值(kPa);a—桩端土支承力的折减系数，一般可取0-50第3.0.2条搅拌桩复合地基承载力设计值可按下式计算:m。N,(3.0.2-1)J，一「一一十(I(1-MY,厂lp式中f"复合地基承载力设计值(kPa);二—搅拌桩的面积置换率(%);大—桩间土地基承载力标准值(kPa);fl-桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时，p取。.5--1;当桩端为硬土时，取FG0.5;当不考虑桩间软土作用时，取13=0,加固设计时可根据地基承载力要求按下式求置换率:__f,-MNa(3-0.2-2)下二一刃才，p第3.0.3条搅拌桩平面布置可根据上部结构特点，采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固形式，一般只需在上部结构物基础范围内布桩，桩数可按式3.0.3计算:rnA(3.0.3)”“A}- 丫BJ225-91式中n—布桩总数(根);A—上部结构物基础底面积(MI).第3.0.4条当搅拌桩置换率较大(一般，X20%)，而且不是单行排列时，尚应将搅拌群桩体与桩间土视为一个假想的实体基础，用公式3.0.4进行下卧层地基强度的验算:fs,·A+G一A_.q，一f,(A一A)尸卜<关(3.0.4)A式中Pb—假想实体基础底面压力(kPa);G假想实体基础自重(kN);A.假想实体基础的侧表面积(m});A—假想实体基础底面积(m2);几—假想实体基础底面经修正后的地基承载力设计值(kPa)第3.0.5条搅拌桩复合地基的沉降包括桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形之和。一、桩群体的压缩变形S，可按下式计算:S,=(PI+Po)L/2·Ea(3.0.5-1)式中P,—群桩体顶面的平均压力(kPa);Po—群桩体底面的附加压力(kPa);L—实际桩长;Eb—群桩体的变形模量，可按式(3-0.5-2)计算:Eb=m·E,+(1一>n)·E,(3-0.5-2)式中E}-搅拌桩的变形模量，可取(100-120)q=(kPa);E,—桩间土的变形模量(kPa)二、桩端下未加固土层的压缩变形Sz可按现行地基规范中的分层总和法进行计算。第3.0.6条深层搅拌法壁状加固用于地下临时挡土构筑时，可按重力式挡土墙或板桩挡土墙进行设计，挡墙两侧土压力分别可按主动土压力与被动土压力考虑，但被动土压力应根据墙顶位移允许值进行折减。对未采用排水措施的挡墙，应考虑水压力影响，并进行整体稳定性验算。为了加强其整体性，相邻桩搭接长度宜大于locm,第四章施工第4.0.1条进行深层搅拌法施工的场地事先应予平整，必须清除地上、地下一切障碍。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施。在边坡附近施工，应考虑施工对边坡的影响，并采取确保边坡稳定的措施。第4.0.2条施工所测放的轴线经复核后应妥善保护，桩位布置与设计图误差不得大于5cmo第4.0.3条施工前必须做好施工机具准备，讲行机械组装和试云转(参照附录一)， 水利水电卷·施工每套机具配备一个施工班(劳动组织参照附录二)，施工量较大的工程尚应编制施工组织设计。第4.0.4条施工实际使用的固化剂和外掺剂，必须通过加固土室内试验的检验(参见附录三)方能使用。固化剂浆液要严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用。浆液倒人集料斗时应加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆。拌制浆液的罐数、固化剂、外掺剂的用量和泵送浆液的时间应有专人统计记录。第4.0.5条灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达喷浆口时间以及起吊提升速度等参数均应在施工前作实际标定。搅拌桩的施工工艺(参见附录四)应根据设计要求的配比和实测的各项施工参数经换算与工艺试桩后确定。第4.0.6条为保证搅拌桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，一般应使垂直度偏差不超过1.5。为保证桩位准确度，必须使用定位卡，一般应使桩位偏差不大于10cm。对设计要求搭接成壁的桩应连续施工，相邻桩施工间隔时间不得超过24h第4.0.7条搅拌机预搅下沉时应尽量不用冲水下沉，当遇较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，凡经输浆管冲水下沉的桩，喷浆提升前必须将喷浆管内的水排清，同时应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。第4.0.8条前台操机与后台供浆应密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度必须符合已定的施工工艺，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下。.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。第4.0.9条桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下Im喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，宜停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。第4.0-10条施工记录(参见附录五)应有专人负责，必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间、记录来浆与停浆的时间，记录时深度误差不得大于5cm，时间误差不得大于5s，施工中发生的问题及处理(参见附录六)情况均应在备注栏中注明。第五章质量检验与工程验收第5.0.1条施工过程中必须随时检查施工记录，并对照预定的施工工艺对每根工程桩进行质量评定，对于不合格的工程桩应根据其位置，数量等具体情况，分别采取补桩或加强附近工程桩等措施。第5.0.2条在已经完成的工程桩中应抽2%的桩进行成桩质量检验。一般可在成桩后7d内，使用轻便触探器钻取桩身土样，观察搅拌均匀程度，同时根据触探击数(N,})用对比法判断桩身强度(轻便触探检验记录可参照附录七)。 YBJ225-91第5.0.3条在特殊情况下尚应进行取样、载荷试验或开挖检验。一、经触探检验对桩身强度有怀疑的工程桩应采用岩芯钻探或从开挖桩体中取原状加固土土样，直接测定工程桩的桩身强度二、场地工程地质情况复杂或施工有问题的工程桩，应用载荷试验方法检验工程桩的承载力。三、对搅拌桩相邻搭接要求严格的工程，应在工程桩养护到达一定龄期时，选取数根桩体进行开挖，检查其外观质量第5.0.4条基槽开挖时，应检查桩位、桩数与桩头强度，如发现漏桩、桩位偏差过大与桩头强度偏低等质量事故，必须采取补救措施。第5.0.5条工程验收时，应提供下列资料:一、施工用材料检验和现场室内试验报告。二、施工参数、施工配方及施工工艺流程等资料。三、施工记录和施工记录汇总。四、施工质量检验报告。五、竣工图和竣工报告。第5.0.6条对于地基采用搅拌加固的建筑，应在施工期间进行沉降观测，对于重要的或对沉降有严格限制的建筑，尚应在使用期间进行沉降观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护的依据。附录一施工机械组装一、机具准备1.深层搅拌机:SJB型深层搅拌机(或其他类型深层搅拌机)，包括电气控制装置;2灰浆泵:HB6-3型柱塞式灰浆泵(或其他类型灰浆泵);3.灰浆拌制机:容积200L的两台;4.灰浆集料牛:容积大于400L;5.DT20-10型塔式吊车(或其他类型吊车)，包括导向架、定位卡具;深度测定器以及前后台联络信号等仪表装置;6.其他:冷却水泵、电缆、压力胶管、普通胶管等。二、机械组装1.安置起吊设备:搭置起吊塔架、安装起吊装置和导向架;2.吊装深层搅拌机:放下起吊吊钩，吊起深层搅拌机，并将电气控制装置安置于塔架操作台上;3.安装灰浆制备系统:搭置工作平台和安装灰浆拌制机、灰浆泵和集料斗。工作平台面积以够放材料及工人操作方便为准，灰浆拌制机应稍高于集料斗上口高度，灰浆泵进口高度应稍低于集料斗出口; 水利水电卷·施工4.管线连接:用压力胶管连接搅拌机输浆管与灰浆泵，用普通橡胶管连接搅拌机冷却水进口及冷却水泵出口，用电缆连接搅拌机电源线与电气控制装置三、试运转1.电网电压应保持380士15V，搅拌机工作电流不得超过额定值，两个搅拌头转动方向应为相对相内侧旋转;2.灰浆管路，冷却水路应通畅;3.深度测定器和联络信号应能正确显示。附录二施工劳动组织每台班深层搅拌机由10-14人组成一、班长:1名负责施工指挥，协调各工序间操作联系、控制加固质量以及组织力量排除施工中出现的故障。二、操机工:1^-2名按照设计要求的施工工艺，正确操纵深层搅拌机的下沉和提升，观察和检查打桩机械运转情况，做好维修保养。www.bzfxw.com三、司泵工:1名负责指挥灰浆制备和泵送浆液、进行材料用量统计和记录泵送时间、负责使用联络信号与前台联系、做好灰浆制备设备的保养和输浆管路的清洗。四、记录员:1名负责施工记录。详细记录搅拌桩每米的灌浆量和施工中的各项参数，配合操机工正确操纵电气控制仪表，并负责使用联络信号与后台联系。五、拌浆工:4-7名按设计要求的配合比制备浆液，按司泵工指挥将浆液倒人集料斗，负责各种施工用料的运输、供应。六、机械工:1名负责全套深层搅拌机械的正常运转和维修，定期检查搅拌头尺寸。七、电工:1名负责全套深层搅拌机械电器设备(包括夜间施工照明)的安装和安全使用附录三水泥加固土室内试验、水泥加固土室内试验目的 丫BJ225-9125571为制定满足设计要求的施工工艺提供可靠的强度数据;2为现场施工进行材料检验皿、试块的制作和养护把在施工场地现取的、用厚聚氯乙烯塑料袋封装的被加固土样以及施S实际使用的固化剂、外掺剂和拌合水运至现场试验室，按拟定的试验配方称重后放人搅拌锅内，用搅拌铲人_L拌和均匀，然后在5cmX5cmX5cm的试模内装人一半试料，击振试模50下，紧接填人其余试料再击50下，垠后将试块表面刮平盖上塑料布，以防水分过速蒸发。试块成型后1--d拆模，脱了模的试块用天平称重后放入养护室，分别进行各龄期的养护。三、试块抗压强度的测定从养护室取出到达要求龄期的试块，称重后用允许膨胀压缩仪或压力试验机(应根据试块强度选择合适的试压设备)测定无侧限抗压强度。用作材料检验的试块一般只需进行短龄期的强度试验，短期强度试验满足要求的材料即可投人工程使用。四、室内试验记录1水泥土试块成型与抗压试验记录表如附表3.0.4-1所示;2.水泥土抗压强度试验汇总表如附表3.0.4-2所示。附表3.0-4-1水泥土试块成型与杭压试验记录表www.bzfxw.com不程名称第页共页试验员 8887卜矛如卜电卷·施工附衰3.0-4-2水泥土抗压强度试验汇总衰脱模平试压时平均重度(g/em0)平均抗压强度(NP.)试块编号试块配方成型日期均重度备注(g/cm")ddddddddddwww.bzfxw.com试验员附录四深层搅拌桩施工工艺一、就位对中:吊车悬吊深层搅拌机到达指定桩位、对中。二、预搅下沉:启动深层搅拌机电机、放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。三、制备固化剂浆液:深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制固化剂浆液，待压浆前将浆液倒人集料斗中。四、喷浆搅拌提升:深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再按设计确定的提升速度边喷浆、边提升深层搅拌机。五、重复搅拌:深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高时，关闭灰浆泵，这时集料斗中的浆液应正好排空，为使软土和浆液搅拌均匀，再次将深层搅拌机下沉，至设计要求深度后，再将深层搅拌机提升出地面六、移位:重复上述五个步骤进行下一根桩的施工。 YBJ225一912889附录五深层搅拌桩施工记录一、深层搅拌桩施工记录表如附表5.0.1所示。二、深层搅拌桩供灰记录表如附表5.O.2所示。三、深层搅拌桩施工记录汇总表如附表50.3所示。附表5.0.1深层搅拌桩施工记录农第_页共_页工程名称水泥品种标号水灰比年_月_日桩每米下沉或提升时值!开始终让工艺来桨停浆总喷总施材料施工工序聚时下时备注二号l2345678g101ll213l4l5时1司时间时1可时间时}可}可间用量际搅下沉一}}}一一}一}一}障浆提升!}}一}}一一一}}一}一}障复下沉}}}}}一一}一}1一}1一~.升厚夏提井}}}一}}一一}}一预搅下沉}}一}}}{一}喷浆提升一}}{}}}一}}一}一www.bzfxw.com障复下沉1}一}}}}一一}}*一一}博复提升}}}}一}}一一}一}际搅下沉一}一}一一}一一}障桨提升}}}}}一}一}一}一}一一}障复下沉}}}}}}}{一}一}一}障复提升巨[[巨一巨[}一}{一}班长操机工司泵工记录员附衰5.0.2深层搅拌桩供灰记录表输浆管道水泥品种拌灰任暇水泥总用外渗剂总开泵停泵总喷浆泵前管内泵后管内日期桩号备注走浆时间及标号暇致用量量(t)用量(t)时laJ时间时间状态状态司泵工 2890}I<利}I二电巷。施工附表5.0.3深层搅拌桩施工记录汇总表工程名称第页共页外掺刘用量施工记录日期桩号}(m1E)水泥用量(c)水泥名称标号总施工时间喷浆时间备注(kg)页数www.bzfxw.com资料员附录六施工中常见问题和处理常见问题发生原因处理办法1电压偏低1调高电压预搅下沉用难、电流值2.土质较硬，阻力太大2.适量冲水下沉高、电机跳闸3.遇大块石或树根等障碍物3开挖排除障碍搅拌机下不到预定深度十质太粘，搅拌机自重不够增加搅拌机自重或加设反压装置但电流不高}1后台投料不准1.重新标定投料量;喷浆提升未到设计顶面2灰浆泵磨损漏桨2.检修灰浆泵标高，集料斗中浆液已排空3.灰浆泵输浆量增大3.重新标定灰浆泵输浆量喷浆提升到设计顶面标1.后台拌浆加水过量1.重新标定拌浆用水量高，集料斗中剩浆过多2输桨管路部分阻塞2.清洗输浆管路1输浆管内有浆液硬结块1拆洗输浆管输桨管堵塞、爆裂2.喷浆口球阀间隙太小2使喷浆口球阀间隙适当 YSJ225--912591附录七轻便触探检验记录表轻便触探检验记录表www.bzfxw.com检验员附录八搅拌桩复合地基载荷试验要点一、复合地基载荷试验的压板可用方形或矩形。单桩复合地基载荷试验压板的面积为一根桩承担的处理面积;多桩复合地基载荷试验压板的尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定二、压板底高程应与基础底面设计高程相同，压板下宜设中粗砂找平层三、加荷等级可分为$^-12级，总加载量不宜少于设计要求值的两倍四、每级加载后，按间隔10,10,10,15,15min，以后为每隔半小时读一次沉降。当加载量尚未超过设计要求值时，一小时内沉降增量小于。.lmm才可加下一级荷载;当加载 2892>}c}4}I‘电卷·施工量大于设计要求值后，一小时内沉降增量小于0.2mm即可加下一级荷载。五、当出现下列现象之一时，可终止试验:1.沉降S急骤增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝;2.总加载量已为设计要求值的两倍以上;3.累计的沉降量已大于压板宽度的100a满足第一种情况时，其对应的前一级荷载定为极限荷载六、卸载观测每级卸载为加载时的两倍，如为奇数，第一级可为3倍。每级卸载后，隔15min测读一次，读两次后，隔半小时再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，当测读到半小时回弹量小于。.lmm，即认为稳定。七、复合地基承载力的确定:1.当极限荷载能确定时，取极限荷载值的一半;2.如总加载量已为设计要求值的两倍以上，取总加载量的一半;3.按相对变形值确定:根据设计对沉降的要求和桩端土层的软硬，可取S/b=0.004-0.01。所对应的荷载值(k利>k电卷·施工四、地下水的侵蚀性中尤以硫酸盐(例如NaZS04)为甚。许多种普通水泥是不适应硫酸盐的结晶性侵蚀，甚至丧失强度。第2.0.3条软粘土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应一、当水泥拌人软粘土中，遇到土中水分即发生水化和水解反应。当水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换、团粒化作用、硬凝反应和碳酸化反应，生成新的化合物，从而提高水泥土的强度。其他固化材料常用的是石灰。二、当其他条件相同，在同一土层中水泥掺人比不同时，水泥土强度也不同，当水泥掺人比大于10%时，标准强度可达。.3^2MPa以上。但因场地土质与施工条件的差异，掺人比的提高与水泥土强度增加的百分比是不完全一致的，如掺人比由10%增加到12%时，水泥土强度可增加10%-2600;但当掺人比小于5%时，水泥与土的反应过弱、固化程度偏低，试件强度离散性较大，故实际工程中选用掺人比大于5%为宜，一般可使用700=,150o0三、外掺剂对水泥土强度有着不同的影响，掺人合适的外掺剂，有可能节省水泥用量或提高水泥土的强度，如表2.0.3所示在水泥土中掺人一定量的粉煤灰，既可提高加固效果，又可消除工业废料对环境的影响。衰2.0.3粉煤灰对水泥土强度的影晌水泥掺人比口，粉煤灰掺人量水泥土强度试件编号(%)〔占水泥重量的百分数)(kP.)1101。00;::;z101。00::;:3121。00::;:四、地基土的成分、含水量、有机质、可溶盐等对水泥土强度均有影响。当水灰比、配比成分均相同的情况下不同土质的水泥土强度是不同的。五、试验资料表明，水泥土的强度随龄期的增长而增大，一般情况下水泥土强度7d时可达标准强度的30%^"5000;30d可达标准强度的6000-750os90d为180d的800o，而180d以后，水泥土强度增加仍未终止。另外根据电子显微镜的观察，水泥土的硬凝反应也需要3个月才能完成。因此，龄期3个月时间的强度作为水泥土的标准强度。六、水泥标号直接影响水泥土的强度，一般当水泥标号提高100号水泥土的标准强度可提高20%一300,o YBJ225-91第三章设计第3.0.1条一、深层搅拌加固软土所形成的桩柱体在无侧限的情况下，也可保持直立，它与砂桩、碎石桩等柔性桩有本质区别，但在轴向力作用下，它又有一定的压缩性，特别是当桩身强度很低时，就可能产生较大的压缩变形，这与钢管桩、混凝土桩等刚性桩又有所不同。一般可以认为，搅拌桩是一种介于刚性桩与柔性桩之间具有一定压缩性的桩。桩身强度越高，其特性越接近刚性桩;反之则接近柔性桩。另外在运用与计算刚性桩相似的公式估算搅拌桩承载力时，应对桩身水泥土的强度有一定要求。根据已有工程统计，在加固淤泥质土时，当桩身设计强度大于500kPa时，运用公式3.0.1-1和公式3.0.1-2来进行单桩设计的工程都取得较好的加固效果。对于桩身强度低的搅拌桩，其单桩承载力应通过现场荷载试验确定二、一般刚性桩桩身强度都远远超过承载力的要求，特别是在深厚层软粘土地区，摩擦型的刚性桩虽其桩身具有很高的强度与刚度，但终因软粘土摩擦力很低而得不到较高的承载力，所以其桩身强度与桩的承载力很不协调。而搅拌桩身水泥土强度是与加固时所用的固化剂品种、掺量、被加固土性质以及加固龄期等众多因素有关。设计中可根据室内水泥土配合比试验资料，自由选用各种强度的配方。因此在搅拌单桩设计时，如果取式3.0-1-I和式3.0.1-2的承载力计算值近似相等，或桩身强度略大于由地基承载力所需的桩身强度即Kq.A,)q.矶L++A,人就可以使桩身强度与承载力相协调，使桩身强度充分发挥作用。三、深层搅拌法常用于加固深厚层软土地基，根据室内模型试验和搅拌桩工作原理分析，桩端未抵达硬土层的搅拌桩，其桩身轴向应力自上而下逐渐减小，最大轴力位于桩顶2-3倍桩直径范围内。因此在搅拌单桩设计中，为节省固化剂材料和提高施工效率，桩身强度q。应为变数，设计时可要求施工采用变掺量的施工工艺。目前，在设计时常使桩顶4-5m强度满足公式3.0.1-1;4-5m以下桩身强度则渐减，特别是长度超过lom的桩，其下部更无必要满足公式3.0.1.-1，现有工程实践证明，这种变强度、变掺盘设计方法的技术经济效果良好。四、式3.0.1-1中的加固土强度折减系数K是一个和工程经验以及拟建工程的性质密切相关的参数。工程经验包括对施工队伍素质、施工质量、室内强度试验与实际加固强度比值以及对实际工程加固效果等情况的掌握。拟建工程性质包括拟建工程的工程地质条件，上部结构对地基的要求以及S程的重要性等。目前在设计中一般取K=O.3-0.4。如果施工队伍素质较好，施工质量很高，现场实际施工的搅拌桩加固强度与室内试验结果接近，以往实际工程加固效果优良，且工程地质条件简单，工程对地基沉降要求又不高时，也可以取K值大于0.4。例如某住宅楼加固时采用32扩小窑水泥，由于水泥质量欠佳，加固后实际强度折减超过一半，但住宅楼竣工后的沉降也仅7.6cm，加固效果良好。 2$4$水利水电卷·施工五、公式3.0.1-2中桩周上的平均摩擦力标准值9是单桩承载力计算中的主要参数，根据现场30余组载荷试验结果和已有工程经验总结，对于搅拌加固中常遇到的几种土层9}的取值可参见表3.。·1,六、式3.0.1-2中桩端地基承载力折减系数a取值与施工时桩底端部施工质量裹3.0.1搅拌桩桩周土的平均康攘力标准值有关，特别是当桩端为较硬土层时，如果桩底施工质量不好，搅拌桩没能真正支承在硬土层上，桩端地基承载力就不能充分发挥，这时a0.5。目前设计中常取a-=0.5,七、式3.0.1-2中桩端地基承载力标准值几，一般可采用勘察报告提供的地基承载力标准值，是偏于安全的第3.0.2条式3.0.2-1是计算搅拌桩复合地基承载力的基本公式，式中桩间土承载力折减系数9是反映桩土共同作用的一个参数，/3=1即表示桩与土共同承受荷载，这时得出与柔性桩复合地基相Fl的计算公式:NaJ-=+n一十11-MYnp如果F-0>即表示桩间土不承受荷载，这时得出与一般桩基相似的计算公式:连fep=nN}目前夕系数的取值一般以桩端土的软硬而定:当桩端土为软土时，月取0.5^1;当桩端土为硬土时，夕取值小于。5;当不考虑桩间软土作用时，R=0=其实，桩身强度对9系数也有影响。例如桩端是硬土，但桩身强度很低，桩身压缩变形很大，这时桩间土就承受较大荷重，p可能大于0.5实际加固设计时，R系数还应根据建筑物对沉降要求而定。当建筑物对沉降要求较高时，即使桩端是软土，P也应取小值，这样较为安全。反之，当建筑物对沉降要求较低，容许有较大沉降时，即使桩端为硬土，R也可取大值。这样较为经济。软土地基加固经常遇到塘沟等低洼地形，进行场地整平时必须要大面积填土，这种新填土的自重固结沉降对刚性桩来说必将产生不可忽视的负摩擦力，但对搅拌桩来说，不仅格栅状的布桩形式犹如一个不封底的箱形基础能减少负摩擦力的产生，且由于搅拌桩变形模量比刚性桩低得多，受荷后桩本身有一定压缩徽，桩与桩间土能同时下沉，所以回填土的固结不致在搅拌桩侧壁产生较大的负摩擦力。现有工程设计中，一般都不考虑被加固地基表层新填土固结所产生的负摩擦力，但同时也不考虑填土层所提供的侧壁摩擦力，据统计经这样处理的设计结果与建筑物实际沉降情况比较接近。第3.0.3条搅拌桩的布置形式对加固效果很有影响，一般根据工程地质特点和上部结构要求可采用柱状、壁状、格栅状以及长短桩相结合等不同加固形式。一、柱状加固形式。当加固局部饱和软粘土夹层，加固区表层与桩端土质较好的建筑 YBJ225-91物地基时，采用柱状加固形式可以充分利用桩身强度与桩周摩擦力，如某条式住宅楼位于昆明冲积和湖积平原，土层以湖沼相软粘土为主，但其表层有2-3m可塑一硬塑的粘土层，lom以下又为较好的亚粘土以及细砂、砾砂。该地区lom桩长的单根搅拌桩极限承载力可达1oookN，加固设计时采用柱状加固形式取得了良好效果，房屋竣工时实际沉降9.9mm,1。个月后实测沉降13.8mm,二、壁状和格栅状加固形式。在深厚层软粘土地区或土层分布很不均匀的场地，对于上部建筑长高比大，刚度小，易产生不均匀沉降的长条状住宅楼，采用壁状与格栅状加固型式可以有效地克服不均匀沉降。如果六层条式住宅楼建在饱和软粘土厚达30m的鱼塘之上，2-3m深的鱼塘在施工前刚刚回填、条式楼的底层又是大开间框架结构(作商店用)，对不均匀沉降十分敏感。加固设计前了解到当地的深层搅拌机只能打设lom长的桩，经验算，下卧层强度尚不满足。但由于采用了搅拌桩纵横方向搭接成壁的格栅状加固形式，使全部的搅拌桩形成一个整体，减少了产生不均匀沉降的可能性，房屋建成后沉降均匀，最大沉降未超过12cm，建筑物未发现裂缝，使用正常。三、长短桩相结合的加固形式。当地质条件复杂，同一建筑物座落在两类不同性质的地基土上时，采用长短桩相结合的加固形式，可以调整沉降量和节省材料降低造价。某地八幢六层条式住宅楼均建在冲沟地带，条式楼的一半座落在冲沟中部，另一半座落在冲沟边缘，软土分布自边缘向中部逐渐增厚，加固设计时根据土层差异，采用了不同桩长。当设计计算要求的桩数不足以使纵横方向相连接时，用3m左右的短桩将相邻长桩连成壁状或格栅状，这些条式楼建成后虽然两端沉降有差异，但由于整体刚度大，倾斜均在规范允许范围内。第3.0.4条深层搅拌桩加固设计中往往以群桩形式出现，群桩中各桩与单桩的工作状态迥然不同，以现场两组。字型单桩并列而成的双桩载荷试验来看，双桩承载力均小于两根单桩承载力之和;双桩沉降量均大于单桩沉降量。可见当桩间距离较小时，由于应力重叠，产生“群桩”效应。因此在设计中，当搅拌桩的置换率较大(a,>20%)，且非单行排列，桩端下仍然存在较软弱的土层时，尚应将搅拌桩与桩间土视为一个假想的块状或格栅状实体基础，验算下卧层地基强度。计算中假定土对假想实体基础的摩擦阻力作用在群桩体的垂直面上，强度验算需满足:五PA+G一A,q，一五(A一A,)Pn<人A式中G—假想实体基础的自重;A,假想实体基础的底面积;尸。—假想实体基础底面的压力;f.假想实体基础底面经修正后的天然地基承载力设计值;A,—组成假想实体基础的搅拌桩围成的格子状群桩体内外侧表面积之和。第3.0.5条搅拌桩复合地基的沉降包括桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形之和。大量的搅拌桩设计计算结果表明:群桩体的压缩变形量仅变化在1^J3cm之间。因此当荷载大，桩较长，桩体强度小时取大值;反之，当荷载小，桩较短，桩身强度高时可取小值。 川Ct}y水电卷·施工第3.0.6条在软土地基中，开挖深基坑时，可用排列成行的壁状深层搅拌桩作为坑壁支护，利用致密的水泥土挡住渗水并承受水、土压力。但由于水泥加固土的抗弯强度较低，当基坑中又没有任何支撑时，所需水泥土的厚度较大，一般设置2^-3排搅拌桩(即壁厚1.5-2.2m)，因此可按重力式挡土墙进行水泥土挡墙的设计。其厚度、强度与深度用试算法确定，根据初步拟定的挡墙参数进行挡墙的稳定性验算，必要时进行适当修改，直到满足设计要求为止。第四章施工第4.0.1条一、根据实际施工经验，深层搅拌桩在施工到顶端50cm范围内时，因上覆土压力较小，搅拌质量较差，因此确定采用深层搅拌加固的工地，其场地整平标高应比设计确定的基底标高再高出50cm,搅拌桩仍施工到地面，待开挖基坑时，正好将上部50cm的桩身质量较差的搅拌桩挖去。二、由于国产的深层搅拌机其搅拌头大都采用双层(或多层)十字杆形，这类搅拌头切削、搅拌加固软土十分合适;但对块径大于10cm的石块、树根、生活垃圾等大块物的切割能力较差。目前国内虽然也有少数工号将搅拌头作了加强处理后，也已能穿过块石层，但施工效率低下，机械磨损严重，因此如果在桩位表层有一层大块杂填土时，以挖除后再填素土为宜，增加的工程量不大，但施工效率大大加快。第4.0.3条施工组织设计应包括:工期;施工机械配置、深层搅拌施工顺序与流水;配电板、供水管的位置;施工人员组织;施工场地布置;施工质量检验及安全施工措施等基本内容。第4.0.4条一、由于水泥加固土的质量与多种因素有关，因此当地基加固工程决定采用深层搅拌桩时，首先要在室内标准条件下制备不同配比的水泥土试件，进行不同龄期强度试验。现场水泥土搅拌桩的配方，特别是水泥掺人比要以室内试验为依据。但施工现场所用的水泥品种、标号往往与室内所用的不同，因此实际工程所用水泥能否达到设计的加固效果是质量检验的首要问题。为保证水泥加固土强度满足设计要求，对每一批进场的水泥应备样进行水泥土强度试验。大量的试验表明，7d龄期的水泥土试块强度可达标准强度的30%一5000，所以可以进行短龄期(fad或7d)的强度试验，即可知道是否满足要求。满足要求的水泥才允许投人工程使用。二、制桩质量的优劣直接关系到地基加固的成效。其中的关键是注浆量，因此施工中首先要严格按预定的配比制备好浆液。第4.0.5条一、每一个搅拌施工现场，由于施工设备的差异，灰浆泵输浆量和起吊提升速度也有差异，而灰浆从灰浆泵泵出经输浆管到达喷浆口的时间则随输浆管长度而变化，因此这些 丫BJ225-912901参数均应在施工前作实际标定。二、深层搅拌施工法是藉搅拌头将水泥浆和软土强制拌和。搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土强度的离散性就越小。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效就降低。为了寻求最佳的搅拌次数，在施工现场先进行成桩工艺试验，可以达到搅拌均匀、施工速度快的目的。三、由于施工现场土质有差异、水泥品种、标号不同，搅拌加固质量也有差别。因此正式打设深层搅拌桩以前，应按施工组织设计确定的搅拌施工工艺，打设工艺试桩，以最后确定水泥浆水灰比、泵送时间、搅拌机提升速度和复搅深度等。第4.0.6条一、为了保证搅拌桩的垂直度，施工场地应较平整。目前国产的深层搅拌机中，对于深层搅拌机是悬挂在起吊设备上的这一类机械，只要左右两条轨道或链轮(相距4-5m)的高差不大于20cm，所打设的搅拌桩均能保证其偏斜度不大于1.5%的桩长对于用蜗轮蜗杆夹持方钻杆进行搅拌施工的一类机械应控制左右前后四边的高差不大于10cm,二、深层搅拌桩施工完毕后经过24h会硬凝，要求搭接的相邻桩施工间隔时间如超过24h后施工的桩与先施工的相邻桩就不可能搭接良好。第4.0.7条深层搅拌机预搅下沉时，当遇到较坚硬的表土层而使下沉速度过慢时，可适当加水下沉。虽然试验表明，在水泥掺量相同的情况下，当土层的含水量增加10%，水泥土的强度会降低1000^"1500。但考虑到搅拌设计中一般是按下部最软的土层来确定水泥掺量的，因此只要表层硬土经加水搅拌后的强度不低于下部软土加固后的强度，是能够满足设计要求的。第4.0.8条目前国产的深层搅拌机械大都采用定量泵输送水泥浆，而深层搅拌机又是转速恒定型的，因此灌人地基中的水泥量完全取决于深层搅拌机的提升速度和复搅次数，施工中不得随意变更。当深层搅拌的施工工艺确定后，水泥浆的定量不间断供应是确保搅拌桩施工质量的重要条件。中间停止输浆3h以上将会使水泥浆在整个输浆管路中凝固，因此必须排清全部水泥浆，清洗管路。第4.0.10条搅拌桩施工记录是检查搅拌桩施工质量、判明事故原因的基本依据，因此对每一延米的施工情况均应如实及时记录，不得事后回忆补记。第五章质量检验与工程验收第5.0.1条对每根制成的搅拌桩质量检查的重点是水泥用量，水泥浆拌制的罐数，压浆过程中有否断浆现象和喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。对于不合格桩的补救措施应尽量征得设计人员的同意第5.0.2条在成桩7d内，用轻便触探器中附带的钻头，在搅拌桩身中心钻孔，取出水泥土桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。根据现有轻便触探击数(N,)与水泥土强度对比资料，似有如下表关系: 水利水电息·施工。(击)20.2530--35>40(kPa)200300400>500轻便触探检验的深度一般不超过4m.第5.0.3条深层搅拌成桩质量特殊检验方法有:一、桩身取样强度检验:为保证试块尺寸不小于5cmX5cmX5cm，钻孔直径不宜小于108mm。一般可在轻便触探后，对桩身强度有怀疑的区段、截取芯样、制成试块，进行桩身实际强度测定。二、载荷试验:一般仅进行单桩载荷试验，最大加载为单桩设计荷载的二倍。三、开挖检验:用作止水挡土的壁状深层搅拌桩体，在必要时可挖开桩顶3-4m深度，检查其外观搭接状态。另外也可沿壁状加固体轴线，斜向钻孔，使钻杆通过3-4根桩身，即可检查深部相邻桩的搭接状态。第5.0.4条搅拌桩施工时，由于各种因素的影响，均有可能造成桩位偏离，但偏离的程度只有在基槽开挖后才能确定和加以补救，因此搅拌桩的施工验收工作宜在开挖基槽时进行。一、桩位、桩数检验:基槽开挖后测放建筑物轴线或基础轮廓线，记录实际桩数和桩位，根据偏位桩的数量、部位、程度进行安全分析，确定补救措施。二、桩顶强度:一般可用直径016、长度2m的平头钢筋，垂直放在桩顶，如用人力能压人10cm(龄期28d)，表明桩顶施工质量有问题。对于软桩头，一般可以先挖除，再填人10。号的素混凝土或砂浆。第5.0.5条深层搅拌的施工属于隐蔽工程，因此应有完整的施工原始记录存档备查。第5.0.6条深层搅拌法作为软土地基加固技术中的一种新方法，无论从加固机理还是设计计算方法目前均处于半理论半经验的阶段，因此大量积累深层搅拌工程的沉降观察资料，对于完善设计理论有极大的价值。本规程主编单位、参加单位和主要编写人名单主编单位:冶金工业部建筑研究总院参加单位:北京京冶地基基础技术公司江阴地基机械施工公司主要编写人:周国钧胡同安杨晓刚陆贻杰刘毅黄新赖忠良李加兴张建平'