水泥土攪拌樁復(fù)合地基

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1、7.3水泥土攪拌樁復(fù)合地基水泥土攪拌樁是利用水泥或水泥系材料為固化劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將原位土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌，形成水泥土圓柱體。由于固化劑和其它摻合料與土之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使圓柱體具有一定強(qiáng)度，樁周土得到部分改善，組成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的復(fù)合地基，也可做成連續(xù)的地下水泥土壁墻和水泥土塊體以承受荷載或隔水。一、發(fā)展概況自1824年英國(guó)人阿斯琴首先制造出硅酸鹽水泥并取得專利以來(lái)，利用水泥灌漿止水，利用水泥和土拌合作為道路基層已得到應(yīng)用，但主要是作土的淺層處理。美國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)后研制成功一種就地

2、攪拌樁(MIP)，即從不斷回轉(zhuǎn)的螺旋鉆中空軸的端部向周圍已被攪松的土中噴出水泥漿，經(jīng)葉片的攪拌而形成水泥土樁，樁徑0.3～0.4m，長(zhǎng)度10～12m。1953年日本清水建設(shè)株式會(huì)社從美國(guó)引進(jìn)這種方法，繼而又開發(fā)出以螺旋鉆機(jī)為基本施工機(jī)械的CSL法，MR—D法(以開發(fā)公司名稱的首字母命名)。CSL法和MR—D，都是采用螺旋鉆桿上帶有特殊形狀的攪拌翼片，并通過(guò)鉆桿供給水泥漿，與土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌。以上采用噴射水泥漿的濕法工藝成樁的統(tǒng)稱CDM法。由CDM法派生的DLM工法、HCM工法、SMW工法、TRD工法等，均由日本首先研發(fā)。所謂DLM法，是1965年日本運(yùn)

3、輸省港灣技術(shù)研究所開發(fā)的將石灰摻入軟弱地基中加以原位攪拌，使之固結(jié)的深層攪拌工法。1974年由于大面積軟土加固工程的需要，由日本港灣技術(shù)研究所、川崎鋼鐵廠等對(duì)石灰攪拌機(jī)械進(jìn)行改造，合作研制開發(fā)成功水泥攪拌固化法(CMC)，用于加固鋼鐵廠礦石堆場(chǎng)地基，加固深度達(dá)32m。此外還有類似的DCM法、POCM法等。DLM施工法，如其名稱中所指明的那樣，是一種以生石灰為固化劑的施工法，由兩根帶有旋轉(zhuǎn)翼片的回轉(zhuǎn)軸及在其中間部位兼作導(dǎo)向柱的固化劑輸入管組成，固化劑是從兩個(gè)攪拌面的交叉部位輸入地基中的，通常形成兩個(gè)圓疊合形狀斷面的雙柱狀加固體。施工順序是：首先在預(yù)定的

4、位置安裝好機(jī)械，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌翼片，使其邊切土邊靠自重下沉。待攪拌翼片下沉到預(yù)定深度時(shí)開始?jí)喝牍袒瘎瑫r(shí)邊提升攪拌軸邊回轉(zhuǎn)，使固化劑與地基土充分拌勻，形成柱狀加固體。根據(jù)需要，也可將加固柱體搭接排列，形成壁狀或塊狀加固體。其它的DLM類施工機(jī)械，是DLM機(jī)械的改進(jìn)型，幾乎均采用水泥漿作固化劑。這些施工機(jī)械雖然各有特色，但基本結(jié)構(gòu)都和DLM機(jī)械相同，都由偶數(shù)攪拌軸(2.4.6.8)組成。HCM類施工法，是DLM工法的發(fā)展，是日本北川鐵工所，受日本通產(chǎn)省技術(shù)研究基金資助，于1975年研究成功的海底軟弱地基穩(wěn)定處理法(HedoroContinuousMixin

5、gMethod)的一系列施工方法，包括DCM法(DeepContinuousMethod)，DeMIC法?(DeepMixingImprovementbyCementStabilizer)和DCCM法(DeepCementContinuousMixingMethod)等三種施工法。這類施工方法，攪拌翼片邊回轉(zhuǎn)邊上下移動(dòng)，慢速前進(jìn)，在一定的活動(dòng)范圍內(nèi)連續(xù)進(jìn)行加固。固化劑以水泥漿為主，采用加壓送入攪拌軸的輸送方式。水泥漿經(jīng)攪拌軸從攪拌翼片背面的幾個(gè)噴出口噴撒出來(lái)。其施工順序是：先將攪拌翼片降落到預(yù)定位置的海底表面，啟動(dòng)攪拌翼片邊回轉(zhuǎn)，邊噴出一定量的水泥漿

6、，并以一定速度向前推進(jìn)，直到攪拌翼片下降到設(shè)計(jì)深度，最后按一定的速度提升到海底表面。如此進(jìn)行，直至完成全部加固范圍。23攪拌翼片的運(yùn)動(dòng)軌跡，為W字型軌跡，它是由同時(shí)進(jìn)行的垂直上下和水平移動(dòng)形成的。通過(guò)調(diào)整水平方向的移動(dòng)速度，可提高同一地方混合攪拌的效果。日本的CDM法還開發(fā)了伸縮式和連結(jié)式可變攪拌軸，以降低機(jī)架高度，增加攪拌深度。其水上攪拌船攪拌深度達(dá)水面下70m，海底下50m，8頭一次攪拌面積6.91m2，每小時(shí)攪拌能力達(dá)90m3以上。除日本外，美國(guó)、西歐、東南亞地區(qū)也廣泛采用了CDM法。蘇聯(lián)在1970年研究功一種淤泥水泥土樁，用于港灣建設(shè)工程中。

7、淤泥含水量高達(dá)100%～120%，但摻加10～15%的水泥后，半年齡期強(qiáng)度可達(dá)3MPa，較鋼筋混凝土樁的造價(jià)低40%。國(guó)內(nèi)由冶金部建筑研究總院和交通部水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院于1977年在塘沽新港開始進(jìn)行機(jī)械考核和攪拌工藝試驗(yàn)。1980年初上海寶山鋼鐵總廠的三座卷管設(shè)備基礎(chǔ)，采用了深層攪拌處理軟土地基，獲得了成功。同年11月由冶金部主持通過(guò)了“飽和軟粘土深層攪拌加固技術(shù)”鑒定，開始了推廣應(yīng)用。同時(shí)開發(fā)了單軸粉漿兩用機(jī)。1980年初天津市機(jī)械施工公司與交通部一航局科研所等單位合作，利用日本進(jìn)口螺旋鉆孔機(jī)，改裝制成單攪拌軸、葉片輸漿型深層攪拌機(jī)(GZB-600型，

8、后來(lái)又開發(fā)了600型雙軸葉片噴漿攪拌機(jī))。爾后，浙江大學(xué)和浙江臨海市一建公司機(jī)械施工處共同研究成功DSJ-Ⅱ