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水泥搅拌桩机工作原理
发布者:admin     浏览次数:787     发布时间:2017-3-16

深层搅拌桩机,深层搅拌法是利用深层搅拌机,将水泥浆或水泥粉与土在原位搅拌,搅拌后形成柱状水泥土体,可提高地基承载力,减少沉降,增加稳定性和防止泄漏、建成防漏帷幕。
    水泥土搅拌法常用于加固钢铁原料堆场、港工码头、高速公路等处于深厚软基上的建设工程。加固深度一般才可达10-30m。
   水泥搅拌桩机水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、杂填土、黏性土以及无流动地下水的饱和和松散砂石等地基。
深层搅拌法(水泥土加固法)加固技术    深层搅拌法是利用水泥作为固化剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和水泥(浆液或粉体)强制搅拌后,水泥和软土将产生一系列物理— 化学反应,使软土硬结改性。改性后的软土强度大大高於天然强度,其压缩性,渗水性比天然软土大大降低。
    (一)加固机理
    软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理,是基于水泥加固土的物理化学反应过程。减少了软土中的含水率,增加了颗粒之间的粘结力,增加了水泥土的强度和足够的水稳定性。在水泥加固土中,由於水泥的掺量较小,一般占被加固土重的10~15%。水泥的水化反应完全是在具有一定活性的介质— — 土的围绕下进行,所以硬化速度较慢且作用复杂。
   (二)水泥土的主要特性
    1.物理性质 水泥土的容重与天然土的容重相近,但水泥土的比重比天然土的比重稍大。
    2.无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度一般为300~400kPa,比天然软土大几十倍至百倍,但影响水泥土无侧限抗压强度的因素很多,如水泥掺入量、龄期、水泥标号、土样含水率和有机质含量以及外掺剂等等。
    为了降低工程造价,可以采用掺加粉煤灰的措施。掺加粉煤灰的水泥土,其强度一般比不掺粉煤灰的高。不同水泥掺入比的水泥土,当掺入与水泥等量的粉煤灰后,强度均比不掺粉煤灰的提高10%,因此采用深层搅拌法加固软土时掺入粉煤灰,不仅可消耗工业废料,还可提高水泥土的强度。
    (三)施工技术
    1. 加固型式
    根据目前的深层搅拌法施工工艺,搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式,在堤防上用于地基加固,主要采用桩式,而用于防渗加固,应采用壁状式,壁状式是将相邻搅拌桩部分重叠搭接即成为壁状加固型式,组成水泥土挡墙,这种挡墙具有较高的抗渗性能,可以形成良好的隔水帷幕。
    2.施工工艺
    (1)湿法施工
    主要的施工机械为深层搅拌机。深层搅拌法的施工主要可分为定位、预搅下沉、制备水泥浆、提升喷浆搅拌、重复上下搅拌、清洗等几个步骤,见图1。
             
                                      图1 深层搅拌加固工艺流程

   (2)干法施工
    干法是采用水泥粉料,由空气输送,通过搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷出,并随着搅拌叶片的旋转均匀分布在整个空隙轨道面内,进而和原位地基土搅拌并混合在一起。施工机械主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等。
    施工工序主要为 1)柱体对位 2)下钻 3)钻进结束 4)提升喷粉 5)提升结束桩形成体等几个步骤,见图2。
 
图2 粉体喷射搅拌法施工顺序

   (四)适用范围
    深层搅拌法最适宜加固各种成因的饱和软粘土,常用于淤泥、淤泥质土、粘土、亚粘土等地质的加固,成桩深度可达30m,采用多头小直径桩成墙深度可达18m。
    在堤防除险加固工程中,深层搅拌桩适用于处理软基堤防上滑坡段的。同时,还可以组成截渗墙,取得较好的防渗效果。
    (五)深层搅拌法主要优点
    1.加固效果好,加固方式灵活,适用面广
    深层搅拌法可采用不同的加固型式、不同的桩长和置换率以满足不同土质条件和不同荷载要求的加固目的。对河道这种区域狭长、地质条件复杂,对沉降要求较高的工程比较适宜。采用搅拌桩挡土墙作为河岸边坡支护不仅能够保证边坡稳定,还具有防渗功能。
    2.施工速度快
    一般来说,每台深层搅拌机建造搅拌桩截渗墙的工效达13.2m2/台·时。
    3.可充分利用原软土,无弃土问题
    深层搅拌法是一种原位加固技术,可充分利用原状土,无弃土问题。
    4.造价较低
    每延长(截面积0.71m3)的深层搅拌桩的造价约为100元左右,按成墙厚度0.22m计,每平方米成墙造价为70余元,比采用垂直铺塑截渗、混凝土墙截渗、高喷水泥土墙截渗的造价低。



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