钉形双向水泥土搅拌桩在软土地基处理技术


导语

水泥土搅拌桩系指利用水泥等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在软土地基深处,就地将软土和固化剂强制搅拌,由固化剂和软土之间产生一系列物理和化学反应,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体,从而提高软土地基的承载力,减少地基沉降。




前言

大量工程实践表明:水泥土搅拌桩具有施工简便、工期短、振动小等优点,在软土地基处理工程中得到广泛应用。但在应用过程中也发生了不少工程质量事故,造成对水泥土搅拌桩的成桩质量及其对软土地基的处理效果产生怀疑,许多地方对水泥土搅拌桩施工技术持慎用、甚至限用的态度。

针对目前水泥土搅拌桩存在的问题,在充分研究水泥土搅拌桩的加固机理和影响水泥土搅拌桩成桩质量的基础上,经多年的探索与实践,发明了钉形水泥土搅拌桩与双向水泥土搅拌桩。

常规水泥土搅拌桩存在的问题

1.均匀性差

常规桩由于搅拌叶片无论正向或反向旋转,均在一个面上切割土体,因而无法充分搅拌土体,形成层状水泥土搅拌体,导致桩身强度低。

2.浆液上冒

施工过程中,在土压力、孔隙水压力、喷浆压力以及搅拌叶片旋转力相互作用下,造成搅拌桩筒体内压力剧增,水泥浆沿钻杆上冒甚至冒出地面,无法就地搅拌,导致桩身上部水泥含量高及大量水泥浆的浪费。

3.受力不合理

桩径自上而下完全相同,不能根据地基应力状态合理布置桩形,且桩间距较小,破坏了土体的天然结构,桩身强度得不到充分利用。

4.经济效益低

单位体积的软土地基处理工程量大,施工速度慢,造价偏高。

常规水泥土搅拌桩芯样

钉形与双向水泥土搅拌桩芯样

技术介绍

钉形与双向水泥土搅拌桩是xx搅拌桩特种技术有限公司与xx大学联合开发的软土地基处理的新技术,它吸收了常规水泥土搅拌桩的优点,充分利用复合地基应力传递规律,在攻克了常规搅拌桩的严重缺陷后,发明的一种新桩型与一种全新的施工方法。

钉形与双向水泥土搅拌桩施工可利用现有的常规水泥土搅拌桩成桩机械作为机架,或沉管灌注桩等通用设备上,配上专用的DM-3型双向搅拌桩动力箱体设备与多功能钻头,采用同心双轴钻杆,通过内外钻杆上叶片的同时旋转而形成桩体。

在施工过程中,利用土体的主被动土压力差,使钻杆上叶片打开或收缩,桩径随之变大或变小,形成钉形桩。其他附属设备均与常规水泥搅拌桩一致。

目前该项技术已获得多项国家专利,在多个项目得到应用,原采用的四搅两喷现仅需二搅一喷。最大的处理深度已达到26米,最大的桩径已达到1.3米。

双向搅拌桩钻头

钉形与双向搅拌桩钻头


钉形与双向搅拌桩的优点

1.搅拌均匀

由于实现了正反向同时旋转,使水泥浆与土体得到充分搅拌,再无层状的水泥土搅拌体。

2.就地搅拌

通过上层叶片的同时反向旋转,阻断了水泥浆上冒途径,强制对水泥浆就地搅拌,冒浆现象彻底解决。

3.扰动小

同心双轴的正反向旋转,使土体对叶片产生的水平旋转力相互抵消,降低了钻杆的左右摇动,桩周土扰动小。

4.受力合理

钉形桩的变截面结构,与地基中应力传递规律相一致,使加固体的受力更加合理,达到更佳的复合效果。

5.易于推广

使用常规的固化剂,可充分利用现有水泥土搅拌机械,原常规搅拌桩施工操作人员接受短期的指导,即可上岗操作。

6.经济性

由于柱身强度大幅度提高,桩间距扩大,单位体积的软土地基处理工程量小,造价降低。

钉形与双向水泥土搅拌桩钉形与双向水泥土搅拌桩

工程实例

检测结果对比分析

经济效益

钉形与双向水泥土搅拌桩由于桩身强度的大幅度提高及柱身结构的更趋合理,与常规桩相比单桩的承载力大幅度提高,变形下降,桩间距加大,大大降低了处理每平方米的造价.其综合经济效益比常规水泥土搅拌桩节省投资15%-35%,并且随着处理软土深度的增加,其经济效益越发明显。


【本文转自筑龙岩土】


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