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深层搅拌法加固软土的优点

345 2022-05-05 14:44:32

深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械。在地基深处就地将软土和固化剂(浆液)强制搅拌,由固化剂和软土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水泥加固土,从而提高地基强度和增大变形模量。

深层搅拌法是美国在第二次世界大战后研制成功的,称之为就地搅拌桩(MIP)。这种方法是从不断回转的中空轴的端部向周围已被搅松的土中喷出水泥浆,经叶片觉拌而形成水

泥土桩,拼径 0.3~0.4m;长唐10~12m。1953年日本清水建设株式会社从美国耳进此法。,

1967 年日本港湾技术研究所土工部开始研制石灰搅拌施工机械。1974年由日本港湾技术研究所等单位又合作开发研制成功水泥搅拌固化法(CMC),用于加固钢铁厂矿石堆场地基,加固深度达 32m。接着日本各大施工企业接连开发研制出加固原理、机械规格和施工效率各异的深层搅拌机械,例如 DCM法、DMIC法、DCCM法。这些机械一般具有偶数个搅拌轴,每个搅拌叶片的直径可达 1.25m,一次加固的最大面积达9.5m²,常在港工建筑中的防波堤、码头岸壁及高速公路高填方下的深厚层软土地基加固工程中应用。

国内1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院进行了室内试验和机械研制工作,于1978年底制造出国内第一台 SJB-1型双搅拌轴、中心管输浆、陆上型的深层搅拌机。1980年初,上海宝山钢铁总厂在三座卷管设备基础软土地基加固工程中正式采用并获得成功。1984 年国内开始由江阴市振冲器厂生产SJB 型成套深层搅拌机械。1980年初,,天津市机械施工公司与交通部一航局科研所等单位合作,利用从日本进口的螺旋钻孔机械进行改装。制成单搅拌轴和叶片输浆型深层搅拌机。1981 年在天津造纸厂蒸煮锅改造扩建工程中首次应用并获得成功。1985 年浙江省建筑设计院在衡州市新建八层大楼工程中应用深层搅拌法加固人工杂填土地基,扩大了深层搅拌法适用的土质范围。

深层搅拌法加固软土技术,其独特的优点如下;

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.搅拌时较少使地基侧向挤出,所以对周围原有建筑物的影响较小;

3.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;

4.施工时无振动、无噪音、无污染,可在市区内和密集建筑群中进行施工;

5.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;

6.与钢筋混凝土桩基相比;节省了大量的钢材,并降低了造价;

7.根据上部结构的需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式。

国外使用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、泥炭土和淤泥质土等饱和软土。加固场所从陆地软土到海底软土,加固深度达60m。国内目前采用深层搅拌法加固的土质有淤泥,淤泥质土、地基承载力标准值不大干120kPa 的粘性于和粉性土等地基(限于当前搅拌机械搅拌能力的限制)。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性的土时,应通过试验确定其适用性。加固场所已从陆上发展到海底软土,加固深度一般可达 18m。

有机质含量较高会阻碍水泥水化反应,影响水泥土的强度增长。对有机质含量较高的明、暗浜填土及冲填土,在考虑采用深层搅拌法进行加固时,应予特别慎重对待。许多设计单位往往采用在浜域内加大桩长的设计方案,但仍得不到理想的效果。应从提高置换率和增加水泥鑫人量角度,来保证浜城内的水泥土达到一定的桩身强度。工程实践表明,采用在浜内提高置换率(长、短桩结合),往往能得到理想的加固效果。

从加固效果看,浅部存在硬壳层时,其复合地基效果一般较好。处理后建筑物变形较小,一般可控制在 100mm 以内;而对于有些地区,由于浅部均存在较厚的吹填土,经深层搅拌法加固后,其复合地基效果相对较差,处理后建筑物变形一般较大。因此,设计中应尽量利用浅部的硬壳层,或采取一定措施后使浅部形成~一便壳层,以提高深层搅拌桩复合地基的效果。

水泥加固土的室内试验表明有些软土的加固效果较好,而有的不够理想。一般认为含

有高岭石、多水高岭石,费脱石等粘土矿物的教土加固效果较好,而含有伊里石、氯化物和水

铝英石等矿物的粘性土。以及有机,质含量高,酸变度(pH 值)较低的粘性土的加固效果较差。

深层搅拌法可用于增加软土地基的承载能力,减少沉降量,提高边坡的稳定性,多数适用于以下情况∶

1.作为建筑物或构筑物的地基、厂房内具有地面荷载的地坪、高填方路堤下基层等;2。进行大面积地基加固,以防止码头岸壁的滑动。以及防止深基坑开挖时坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降;

3.对深基坑开挖中的桩侧背后的软土加固,作为地下防渗墙,以阻止地下渗透水流。

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