深層攪拌法在建筑工程中的運(yùn)用

張成

【摘要】本文結(jié)合工程案例，簡(jiǎn)要闡述深層攪拌法的原理，試用范圍，施工工序，優(yōu)缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】深層攪拌法；原理；適用范圍；施工工序；優(yōu)缺點(diǎn)

深層攪拌法是利用石灰、水泥等材料作為固化劑，通過(guò)特有的深層攪拌機(jī)械，在土層內(nèi)一邊鉆進(jìn)一邊噴射固化劑，經(jīng)鉆頭旋轉(zhuǎn)攪拌，使固化劑與軟土強(qiáng)行攪拌在一起，從而形成抗壓強(qiáng)度較高，整體性較好的復(fù)合地基。深層攪拌法常用于水利、市政、工程建筑中，因?yàn)槠涫┕は鄬?duì)簡(jiǎn)便，工期短，成本相對(duì)較低等特點(diǎn)，常在工程建筑中作為基礎(chǔ)加固處理。

1、案例

某小區(qū)建筑工程，19#為多層建筑（共6層），框架結(jié)構(gòu)。19#樓與地下室最近距離為3.65m，其中19#基地標(biāo)高為42.1，地下室基地標(biāo)高為41.15，基礎(chǔ)埋深為-8.3。考慮到一期預(yù)售和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，所以19#優(yōu)先地下室進(jìn)行動(dòng)工，并且19#樓回填土較深，待19#結(jié)構(gòu)封頂后進(jìn)行二期地下室施工。另外考慮到地下室比19#低95cm，擔(dān)心在地下室土方開(kāi)挖中對(duì)19#基礎(chǔ)存在擾動(dòng)，故經(jīng)多方研究決定采用深層攪拌樁對(duì)19#基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

2、深層攪拌法原理

深層攪拌法適用于加固飽和粘性土和粉土等地基。利用水泥或石灰等原材料作為固化劑通過(guò)特定的攪拌機(jī)械，就地將軟土和固化劑進(jìn)行強(qiáng)行攪拌，使土體結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基土強(qiáng)度和增大變形模量。

本工程采用水泥與軟土進(jìn)行強(qiáng)行攪拌。

3、物理特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在0.3～3.0MPa之間，比天然軟土強(qiáng)度提高數(shù)十倍到數(shù)百倍，在砂層可高達(dá)5.0MPa以上的，它受很多因素影響。

3.1土質(zhì)。初始性質(zhì)較好的土，加固后強(qiáng)度增量較大，初始性質(zhì)較差的土，加固后強(qiáng)度增量較小。水泥土的強(qiáng)度與土的含砂量有關(guān)，當(dāng)含砂量為40%～60%時(shí)，加固土強(qiáng)度達(dá)最大值。在加固軟粘土?xí)r，若在固化劑中摻加適量的細(xì)砂，既可提高加固土的強(qiáng)度，又可節(jié)約水泥用量。由于本工程中回填土較厚，故在機(jī)械攪拌過(guò)程中，在水泥中加入適量的細(xì)砂形成水泥砂漿液，從而提高攪拌樁的自身強(qiáng)度。

3.2齡期。水泥土的抗壓強(qiáng)度隨其加固齡期而增長(zhǎng)。我國(guó)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定，取90d齡期試塊的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為加固土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。一般情況下，7d、28d、90d的水泥土強(qiáng)度之間有如下近似關(guān)系：qu（28d）≈1.49qu（7d）；qu（90d）≈1.97qu（7d）；qu（90d）≈1.32qu（28d）。

3.3水泥摻入比。水泥摻入比通常指水泥摻入重量與被加固土天然濕容重的比（%）。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)水泥摻入比小于7%時(shí)，加固效果往往不能滿足工程要求，而當(dāng)摻入比大于15%時(shí)，加固費(fèi)用偏高。因此，我國(guó)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定水泥的摻入比以7%-10%為宜。對(duì)含水率大于100%的土及孔隙率較大的雜填土，常采用較高的水泥摻入比。

4、適用范圍

深層攪拌法適用于加固淤泥質(zhì)土，含水量較大，回填土較厚且地基承載力較小的粉質(zhì)粘土，沙土等軟土地基。主要用于建筑物或構(gòu)筑物加固軟土地基，增大土體的抗剪強(qiáng)度。另外在攪拌樁中加入型鋼，可以增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度，用于深基坑土方開(kāi)挖。

5、施工工序

5.1準(zhǔn)備階段

5.1.1現(xiàn)場(chǎng)整平。由于19#樓與地下室之間存在較深的回填土，土質(zhì)較軟，為了便于機(jī)械施工和移動(dòng)，所以在機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前，現(xiàn)場(chǎng)整平夯實(shí)，并在地面鋪設(shè)10cm的細(xì)石墊層。

5.1.2施工備料。選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，由于該品種水泥相對(duì)來(lái)說(shuō)凝結(jié)硬化快，抗凍性較好等優(yōu)點(diǎn)，故在地基加固過(guò)程中具有較好的優(yōu)勢(shì)。

5.1.3機(jī)械安裝及調(diào)試。深層攪拌機(jī)組裝，水泥漿液制備系統(tǒng)安裝以及進(jìn)出口處的連接。在機(jī)械組裝完成后進(jìn)行調(diào)試，注意觀察攪拌軸旋轉(zhuǎn)速度，輸送漿液管及供水管暢通等。

5.1.4施工放線。定位樁位中心點(diǎn)，打木樁做出標(biāo)記，從零點(diǎn)樁開(kāi)始，沿施工方向每50米拉線放樣，拉線確定施工方向，并在放樣處依次標(biāo)定樁位。

5.2施工階段

5.2.1設(shè)備安裝到位。為確保機(jī)械施工中不過(guò)大振動(dòng)偏位，所以機(jī)械應(yīng)加固牢靠。

5.2.2攪拌樁機(jī)定向移動(dòng)，調(diào)平主機(jī)，鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位。

5.2.3啟動(dòng)深層攪拌機(jī)械，進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，鉆進(jìn)過(guò)程中為防止噴射口堵塞，應(yīng)適當(dāng)噴漿，同時(shí)減小負(fù)載扭矩。

5.2.4噴漿攪拌。攪拌機(jī)向下鉆進(jìn)過(guò)程中，連續(xù)噴入水泥漿液，在到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)位置時(shí)，原地?cái)嚢枰环昼?，在勻速提升，避免底部攪拌不勻?/p>

5.2.5提升噴漿攪拌，再重復(fù)攪拌，待鉆頭提升至樁頂30cm時(shí)，停止噴漿。

5.2.6成樁完成，接著進(jìn)行另一樁體施工。

6、優(yōu)缺點(diǎn)

6.1優(yōu)點(diǎn)

6.1.1充分利用原土。因?yàn)閿嚢铏C(jī)械直接深入土層進(jìn)行施工，所以避免了常規(guī)施工開(kāi)挖土方，大大的降低了施工成本和安全隱患。

6.1.2攪拌時(shí)噪音相對(duì)較小，對(duì)臨近建筑物或構(gòu)筑物影響較小。

6.1.3樁體形式靈活多變?？刹捎弥鶢?、壁狀、塊狀等形式，根據(jù)成本和作用等方面選擇適用的樁體形式。

6.1.4與普通鋼筋混凝土樁相比，既可以節(jié)約原材料，也降低了鋼材的使用。

6.1.5相對(duì)來(lái)講施工簡(jiǎn)便，施工速度快，所以最大限度的降低管理成本。

6.1.6利用機(jī)械代替人工，提高了效能，降低人工成本。

6.2缺點(diǎn)

6.2.1由于深層攪拌樁是地下隱蔽施工工程，所以在施工中不利于質(zhì)量控制，很容易存在攪拌不勻?qū)е聵扼w強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

6.2.2不易控制樁位偏差。攪拌成樁過(guò)程中，由于機(jī)械加固不牢，機(jī)械振動(dòng)使樁體偏位。

6.2.3易造成成本浪費(fèi)?？赡芫植客翆哟嬖趫?jiān)硬物質(zhì)，導(dǎo)致攪拌樁未到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)位置，便停止作業(yè)，導(dǎo)致浪費(fèi)。

6.2.4檢測(cè)困難。因?yàn)槌Ｒ?guī)情況下取樣輕便觸探檢測(cè)，可能存在局部底下環(huán)境復(fù)雜，比如土層存在滲水，使該處樁體達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

結(jié)語(yǔ)：

深層攪拌法不但可以作為基礎(chǔ)加固處理，還具有支護(hù)和止水的作用。但由于深層攪拌法的局限性，該種方法相對(duì)而言在較深基坑開(kāi)挖中不被廣泛采用。所以對(duì)深層攪拌法的深入研究，對(duì)建筑工程、水利及市政工程具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。

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