深层搅拌法手册.doc
《深层搅拌法手册.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《深层搅拌法手册.doc(60页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第五章 深层搅拌法第一节 概述深层搅拌法是运用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地层深处,边钻进边喷射固化剂,经钻头旋转搅拌,使喷入土层中的固化剂与土体充足拌合在一起,形成抗压强度比天然土体强度高,并具有整体性和抗水性的桩柱体。搅拌桩柱体和桩周边土体可构成复合地基,也可相割搭接排成一列,形成连续墙体,还可相割搭接成多排墙。在水利水电工程中,深层搅拌法重要用于在水工建筑物地基中形成复合地基 、在堤坝及其地基中形成连续的防渗墙。深层搅拌形成的桩体的直径一般为200 mm800 mm,形成的连续墙的厚度一般为120 mm300 mm。加固深度一般大于5.0m,国内最大加固深
2、度已达27m,国外最大加固深度可达60m。1 发展历史深层搅拌法分为石灰系搅拌法和水泥系搅拌法。石灰系搅拌法于1967年由瑞典人提出,1974年将石灰粉体喷射搅拌桩用于路基和深基坑边坡支护。同期,日本于1967年开始研制石灰搅拌施工机械,1974年开始在软土地基加固工程中应用。我国于1983年初开始进行粉体喷射搅拌法加固软土的实验研究,并于1984年7月在广东省用于加固软土地基。水泥系深层搅拌法于20世纪50年代初始于美国, 1974年日本开发研制成功水泥搅拌固化法(CMC),用于加固堆场地基,深度达32m。近年来研制出各种深层搅拌机械,用于防波堤、码头岸壁及高速公路高填方下的深厚软土地基加固
3、工程。我国于1977年10月开始进行水泥系搅拌法的室内实验和机械研制工作,于1978年末制造出第一台深层搅拌桩机及其配套设备,1980年初次在上海应用并获得成功。水利工程中的应用始于1995年,最初重要是闸基、泵站地基用深层搅拌桩构成复合地基,1996年用于沂沭河拦河坝坝基防渗,效果较好,当时为单头深层搅拌桩。为了减少造价,提高工效,水利部淮委基础公司于1997年发明了多头小直径深层搅拌截渗技术,而后由北京振冲江河截渗公司编写:刘保平、刘勇、万隆审稿: 研制出不同规格的多头深层搅拌施工设备。这一技术进步推动了深层搅拌法在水利工程中的应用。目前深层搅拌法已广泛用于我国大江大河大湖的堤坝防渗工程,
4、仅2023年上半年,应用在长江堤防上的截渗墙面积就达98万m2。2 深层搅拌的分类(1)按使用水泥的不同物理状态,分为浆体和粉体深层搅拌桩两类。我国以水泥浆体深层搅拌桩应用较广,粉体深层搅拌桩宜用于含水量大于3的土体。(2)按深层搅拌机械具有的搅拌头数,分为单头、双头和多头深层搅拌桩。目前国内一机最多有六头,国外已有一机8头。(3)根据桩体内是否有加筋材料,分为加筋和非加筋桩。加筋材料一般采用毛竹、钢筋或轻型角钢等,以增强其劲性。日本的SMW工法在深层搅拌桩中插入H型钢。本章重要叙述以水泥浆为固化剂的非加筋深层搅拌桩和防渗墙的施工,在施工中使用单头、双头和多头搅拌桩机。3 加固原理3. 1水泥
5、土的固化机理土体中喷入水泥浆再经搅拌拌和后,水泥和土有以下物理化学反映:(1)水泥的水解和水化反映;(2)离子互换与团粒化反映;(3)硬凝反映;(4)碳酸化反映。水化反映减少了软土中的含水量,增长颗粒之间的粘结力;离子互换与团粒化作用可以形成坚固的联合体;硬凝反映又能增长水泥土的强度和足够的水稳定性;碳酸化反映还能进一步提高水泥土的强度。在水泥土浆被搅拌达成流态的情况下,若保持孔口微微翻浆,则可形成密实的水泥土桩,并且水泥土浆在自重作用下可渗透填充被加固土体周边一定距离土层中的裂隙,在土层中形成大于搅拌桩径的影响区。3. 2 物理力学特性3.2.1无侧限抗压强度一般来说,水泥土的无侧限抗压强度
6、在.34.0 a之间,比天然软土强度提高数十倍到数百倍,在砂层可高达.a以上的,它受许多因素影响。 (1)土质。一般地说,初始性质较好的土,加固后强度增量较大,初始性质较差的土,加固后强度增量较小。水泥土的强度与土的含砂量有关,当含砂量为40%60%时,加固土强度达最大值。在加固软粘土时,若在固化剂中掺加适量的细砂,既可提高加固土的强度,又可节约水泥用量。(2)龄期。水泥土的抗压强度随其加固龄期而增长。我国建筑地基解决技术规范(JGJ79-91)规定,取90d龄期试块的无侧限抗压强度为加固土强度标准值。一般情况下,7d、28d、90d的水泥土强度之间有如下近似关系:qu(28d)1.49qu(
7、7d);qu(90d)1.97qu(7d);qu(90d)1.32qu(28d)。(3)水泥掺入比。水泥掺入比通常指水泥掺入重量与被加固土天然湿容重的比()。在实际应用中,当水泥掺入比小于时,加固效果往往不能满足工程规定,而当掺入比大于时,加固费用偏高。因此,我国建筑地基解决技术规范(JGJ79-91)规定水泥的掺入比以为宜。对含水率大于的土及孔隙率较大的杂填土,常采用较高的水泥掺入比。3.2.2抗剪强度 水泥土的抗剪强度随抗压强度提高而增大。一般地说,当无侧限抗压强度qu0.54.0Mpa 时,其粘聚力c0.11.1 Mpa,内摩擦角j 约在200300之间,抗剪强度相称于(0.20.3)q
8、u。3.2.3变形特性水泥土的变形模量与无侧限抗压强度qu有关。国内的研究认为:当qu0.54.0 Mpa时,(100150)qu;日本未松(1983)的实验结果是:当qu1.5 Mpa时,50(200 1000 )qu;上述式中50指水泥土加固50天后的变形模量。 3.2.4渗透系数 水泥土的渗透系数k随着加固龄期的增长和水泥掺入比的增长而减小,对于 k10-5cm/s的软土用10的水泥加固一个月之后,一般地说,k值可减小到10-6cm/s以下,当水泥掺入比由10增长至20时,k值可进一步减小至10-7cm/s以下。4 合用范围4.1 合用土质深层搅拌法适合于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而
9、地基承载力小于140kPa的粘性土、粉质粘土、粉土、砂土等软土地基。当土中含高岭石、多水高岭石、蒙脱石等矿物时,可取得最佳加固效果;土中含伊里石、氯化物和水铝英石等矿物时,或土的原始抗剪强度小于20kPa30kPa时,加固效果较差。当用于泥炭土或土中有机质含量较高,酸碱度较低(pH值100100100提高高度(m)141414提高速度(m/min)0.21.00.21.00.21.0接地压力(kPa)606060制浆系统灰浆拌制台数容量(L)220022002200HB6-3灰浆泵量(L/min)505050灰浆泵工作压力(kPa)150015001500生一次加固桩面积(m2)0.710.7
10、10.710.88产能力最大加固深度(m)12.018.015.0效率(m/台班)405040504050重量(不涉及起吊设备)(t)4.54.74.52 转盘式深层搅拌桩机 国内已经开发出转盘式单头和多头(三头、四头、五头和六头)深层搅拌桩机。单头深层搅拌桩机重要用于施工复合地基中的水泥土桩,多头深层搅拌桩机重要用于施工水泥土防渗墙。2.1 转盘式单头深层搅拌桩机 2.1.1机具组成和作用(1)步履机构。由支承底盘,上、下底架及滑枕组成。上底架装有4只伸缩支腿,可以横向拉伸,扩大底面积,增长整机稳定性。上、下底架之间可以纵向移动,横向步履与下底架相连,可以左右相对滑动。桩机通过滑枕及上、下底
11、架之间的互相运动实现整机移位。(2)动力机构。重要指主电动机,功率37kW或45kW。(3)传动机构。由变速箱、蜗杆箱、传输带、链轮、链条等组成。它是桩机运营过程的动力传送系统,实现钻头的正反方向转动。(4)操作机构。是操作指令发送机构,在操作台上,由液压操纵台、主机操纵台、离合器和操纵手柄等组成,通过它实现制桩过程。 (5)机架。安装有异向加减压机构,由上下链轮、同步轴、链条、钻具组成。通过链条输入动力,实现钻具上下起落。(6)钻进机构。它涉及钻杆和钻头,可通过空心钻杆向土层中喷浆。钻头为叶片式,通过起落钻杆进行钻孔,一般成孔直径为500mm。2.1.2机械示意图图5-2-4是GPP型转盘式
12、深层搅拌桩机示意。2.1.3重要技术参数重要技术参数数见表5-2-3。表5-2-3 单头深层搅拌机械技术参数表机型GPP5PH5APH5B搅拌装置搅拌轴规格(mm)108108108108114114搅拌叶片外径(mm)500500500搅拌轴转数(r/min) (正) (反)28、50、9228、50、927、12、21、35、408.5、14、25、40、607、12、21、35、408.5、14、25、40、60最大扭矩(kNm)8.61822电机功率(kW )303745起吊设备提高能力(kN)78.478.478.4提高高度(m)1415.520速度(m/min) (下沉正)(提高反
13、)0.48、0.8、1.470.48、0.8、1.470.2、0.4、0.6、1、1.50.2、0.3、0.5、1、1.20.2、0.4、0.6、1、1.50.2、0.3、0.5、1、1.2接地压力(kPa)343130制浆系统灰浆拌制台数容量(L)220022002200HB6-3灰浆泵量(L/min)505050灰浆泵工作压力(kPa)150015001500生一次加固桩面积(m2)0.1960.1960.196产能力最大加固深度(m)12.514.518.0效率(m/台班)100150100150100150重量(t)9.29.512.5图5-2-4 转盘式单头深层搅拌桩机示意图1-支承
14、底盘;2-滑枕;3-钻头;4-转盘;5-A字门;6-立架;7-钻杆;8-高压软管;9-水龙;10-单排链条;11-斜撑杆;12-深度计;13-立架支承油缸;14-蜗杆箱;15-液压油箱;16-变速箱;17-液压操纵台;18-主机操纵台;19-摩擦式离合器和手柄;20-牙嵌离合器手柄;21-主电动机;22-主电气柜;23-立架倒下支承架。2.2转盘式BJS型多头深层搅拌桩机 BJS型多头深层搅拌桩机为三钻头小直径深层搅拌桩机,钻头直径为200mm450mm。重要用于江河堤坝截渗工程和其它水利水电防渗工程。2.2.1机具组成和作用(1)水龙头。水泥浆经水龙头进入钻杆;(2)立架。支承钻杆上下作业;
15、(3)钻杆。用于钻进和浆液通道 ;(4)转盘。带动钻杆转动;(5)推动链条。带动钻杆同步上下运动;(6)上下车架。上车架支承主机上的所有部件;下车架:通过液压装置可使上下底架之间作前后左右的相对运动;(7)滑枕及滚轮。滑枕通过液压装置可使上下底架左右运动;滚轮可使上下底盘滚动;(8)高压输浆管。输送水泥浆;(9) 支腿。由支腿油缸及鞋盘组成。通过操作油缸保持主机水平;鞋盘用于支承主机;(10)钻头。起钻进搅拌作用;(11)横梁。连接水龙头及钻杆,与它们同步上下运动;(12)传动系统。电机、离合器、联轴节、减速箱、传动轴使转盘运动;(13)操作台。发送操作指令。2.2.2 机械示意图主机示意图见
16、图5-2-5。 图5-2-5 BJS型多头小直径深层搅拌桩机示意图1- 水龙头;2-立架;3-钻杆;4-主变速箱;5-稳定杆;6-离合操纵;7-操作台;8-上车架;9-下车架;10-电动机;11-支腿;12-电控柜;2.2.3 重要技术参数重要技术参数见表5-2-4。表5-2-4 BJS型深层搅拌机械技术参数表机型BJS-12.5B BJS-15BBJS-18B搅拌装置搅拌轴规格(mm)108108114114120120搅拌轴数量(个)333搅拌叶片外径(mm)200300200400200450搅拌轴转数(r/min) (正反)20、34、59、9520、34、59、9520、34、59、
17、95最大扭矩(kNm)182125电机功率(kW )455560起吊设备提高能力(kN)105115155提高高度(m)141720升降速度(m/min) 0.321.550.321.550.321.55接地压力(kPa)404040制浆系统制浆机容量(L)300300300储浆罐容量(L)800800800BW150灰浆泵量(L/min)115011501150灰浆泵工作压力(kPa)100020231000202310002023生产能力加固一单元墙长(m)1.351.351.35最大加固深度(m)12.51518.0效率(m2/台班)100150100150100150重量(t)14.8
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 深层 搅拌 手册
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【丰****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【丰****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。