CN101660312B - 加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法 - Google Patents

加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是在基础底板施工完毕后，上部结构施工的同时在基础底板外围设置井点管进行电渗降水。本发明以水泥搅拌桩的内插钢筋作为阳极，将基础外围的井点井作为阴极。上部结构施工的过程中进行电渗降水。本发明可以明显提高地基承载力，具有成本低、工期快的特点。

Description

加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别涉及加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法。
背景技术
传统的水泥搅拌桩如浸在水中，水泥土很难硬化，水泥土强度难以达到要求。对于高含水量的土，水泥土要很长时间才能达到100％强度，一般至少要90天。在这种情况下，上部结构施工速度不能太快，否则会因为水泥土强度未达到要求而出现建筑物倾斜、沉降过大等质量事故。如果在建筑物上部结构施工过程中减少水泥搅拌桩所在土层的含水量，则可以缩短水泥搅拌桩要达到规定强度的龄期。另外，水泥搅拌桩所在土层含水量的降低可以显著提高水泥搅拌桩与土之间的摩擦力，规范表明淤泥质粘土与淤泥相比，桩侧摩阻力要提高40％～60％。
发明内容
本发明的目的提供一种加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，解决水泥搅拌桩强度不高和龄期较长的问题。
本发明在基础底板施工完毕后，上部结构施工的同时在基础底板外围设置井点管进行电渗降水。本发明以水泥搅拌桩的内插钢筋作为阳极，将基础外围的井点井作为阴极。上部结构施工的过程中通过电渗降水来促使水泥土早强，提高水泥土桩侧摩阻力，从而增强了地基承载力，缩短了工期。
本发明施工步骤包括：
(1)水泥搅拌桩施工
水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位。搅拌提升速度为0.8～1.0m/min。
(2)在水泥搅拌桩桩身插钢筋
使用机具将钢筋垂直插入水泥土搅拌桩内，插入搅拌桩内的钢筋施工必须在搅拌桩成桩后4h内完成。
(3)浇注基础底板
(4)在基础外围设置井点管
采用套管法进行埋设井点管，将直径150～200mm的套管，用水冲法或振动冲法沉至要求深度后，先在孔底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分层填入粗砂，逐步拔出套管，以防孔壁坍塌。所有井点管在地面以下0.5～1.0m的深度内，用粘土填实，以防止漏气。
井点管距基础底板外边缘为1.5～2m，间距为0.8～1.6m，埋置深度为水泥搅拌桩桩底以下1m。井点露出地面高度为0.2～0.3m。
(5)铺设集水总管
(6)铺设玻璃纤维绝缘布
在井点管与基础底板之间铺设玻璃纤维绝缘布。
(7)将外围的水泥搅拌桩的钢筋与电源阳极连接
电源采用直流电焊机。
(8)将井点管与电源阴极连接
通过变压器将电压稳定在30～45V，电源连接时间根据土含水量情况和地基承载力而定，通常在排水后含水量不超过40％。
电渗排水过程中进行监测，排水速率控制在45m/h。
电渗排水时采用间歇通电方式，即通电24h后，停电2～3h，再通电。
本发明可以明显提高地基承载力，具有成本低、工期快的特点。
附图说明
图1工艺流程
具体实施方式
某办公楼系6层框架结构，建筑面积为5600m2，高压缩性淤泥厚度为11m，含水量高达90％。基础采用加筋水泥搅拌桩复合地基进行地基处理，水泥搅拌桩长度为14m，在基础底板施工完毕后，上部结构施工的同时在基础底板外围设置井点管进行电渗降水。把水泥搅拌桩插筋作为阳极，把井点管作为阴极。在电场作用下，带正电荷的孔隙水向阴极流动，而阴极利用了井点管，因此强制淤泥质土中的水流入井点管，再从井点管抽水，使地下水位逐渐下降。带负电荷的土粒向阳极移动，使阳极周围的土体变密实。
施工步骤包括：
(1)水泥搅拌桩施工
水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位。由于搅拌桩上部1/3部位受荷较大，通过加强搅拌桩上部强度来适应荷载的要求。搅拌提升速度为0.8～1.0m/min，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。
(2)在水泥搅拌桩桩身插钢筋
使用机具将钢筋垂直插入水泥土搅拌桩内，插入搅拌桩内的钢筋施工必须在搅拌桩成桩后4h内完成。
(3)浇注基础底板
(4)在基础外围设置井点管
采用套管法进行埋设井点管，将直径150～200mm的套管，用水冲法或振动冲法沉至要求深度后，先在孔底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分层填入粗砂，逐步拔出套管，以防孔壁坍塌。所有井点管在地面以下0.5～1.0m的深度内，用粘土填实，以防止漏气。
井点管距基础底板外边缘为1.5～2m，间距为0.8～1.6m，埋置深度为水泥搅拌桩桩底以下1m。井点露出地面高度为0.2～0.3m。
(5)铺设集水总管
(6)铺设玻璃纤维绝缘布
为防止大量电流从土表面通过，降低电渗效果，减少电耗，在井点管与基础底板之间铺设玻璃纤维绝缘布。地面应保持干燥，将导电物质处理干净，以提高电渗效果。
(7)将外围的水泥搅拌桩的钢筋与电源阳极连接
电源采用直流电焊机。直流电焊机为功率9.6～55kW，具体功率按下式采用
P＝UJHL/1000
式中P为电焊机功率；U为电渗电压，一般为45～65V；J为电流密度，宜为0.1～1A/m2；H为导电深度；L为井点周长。
(8)将井点管与电源阴极连接
通过变压器将电压稳定在30～45V，电源连接时间根据土含水量情况和地基承载力而定，通常在排水后含水量不超过40％。
电渗排水过程中进行监测，排水速率控制在45m/h。
电渗排水时，为清除由于电解作用产生的气体积聚在电极附近及表面，而使土体电阻加大，电能消耗增加，应采用间歇通电方式，即通电24h后，停电2～3h，再通电。
采用了本发明后，建筑物在竣工验收时平均沉降为15mm，最大差异沉降为3mm，建筑物结构性能良好，未出现裂缝。经测试土的含水率由平均的90.1％降至33.5％，土性能改良明显。由于传统的水泥搅拌桩复合地基方案不能达到要求，与钻孔灌注桩基础方案相比，本发明节约成本58万元，工期提前52天。

Claims (7)

1.加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是在基础底板施工完毕后，上部结构施工的同时在基础底板外围设置井点管进行电渗降水，以水泥搅拌桩的内插钢筋作为阳极，将基础外围的井点管作为阴极，上部结构施工的过程中进行电渗降水，包括以下施工步骤：
(1)水泥搅拌桩施工
水泥土桩采用三次喷浆，第一次喷浆量控制在50％；第二次喷浆量控制在30％，第三次喷浆量控制在20％，第三次喷浆仅在上部1/3部位；搅拌提升速度为0.8～1.0m/min；
(2)在水泥搅拌桩桩身插钢筋
使用机具将钢筋垂直插入水泥土搅拌桩内，插入搅拌桩内的钢筋施工必须在搅拌桩成桩后4h内完成；
(3)浇注基础底板
(4)在基础外围设置井点管
采用套管法进行埋设井点管，将直径150～200mm的套管，用水冲法或振动冲法沉至要求深度后，先在孔底填一层粗砂砾，再将井点管居中插入，在套管与井点管之间分层填入粗砂，逐步拔出套管；所有井点管在地面以下0.5～1.0m的深度内，用粘土填实；
(5)铺设集水总管
(6)铺设玻璃纤维绝缘布
在井点管与基础底板之间铺设玻璃纤维绝缘布；
(7)将外围的水泥搅拌桩的钢筋与电源阳极连接
电源采用直流电焊机；
(8)将井点管与电源阴极连接
通过变压器将电压稳定在30～45V，电源连接时间根据土含水量情况和地基承载力而定，通常在排水后含水量不超过40％。
2.按照权利要求1所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是井点管距基础底板外边缘为1.5～2m，间距为0.8～1.6m，埋置深度为水泥搅拌桩桩底以下1m；井点露出地面高度为0.2～0.3m。
3.按照权利要求1所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是电渗排水过程中进行监测，排水速率控制在45m/h。
4.按照权利要求2所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是电渗排水过程中进行监测，排水速率控制在45m/h。
5.按照权利要求1所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是电渗排水时采用间歇通电方式，即通电24h后，停电2～3h，再通电。
6.按照权利要求2所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是电渗排水时采用间歇通电方式，即通电24h后，停电2～3h，再通电。
7.按照权利要求3所述的加筋水泥搅拌桩复合地基处理及施工方法，其特征是电渗排水时采用间歇通电方式，即通电24h后，停电2～3h，再通电。
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