15 第十五讲 深层搅拌法设计步骤与工程实例.pptx

第1页：第十五讲深层搅拌法设计步骤与工程实例

第十五讲深层搅拌法设计步骤与工程实例(工业厂房软土地基深层搅拌加固工程)

第2页：2(1)初步确定单桩的容许承载力

设计步骤：2

• 初步确定单桩的容许承载力
• 确定复合地基容许承载力要求值
• 计算复合地基置换率
• 确定桩数
• 确定桩位平面布置
• 验算加固区下卧软弱土层的地基强度
• 沉降计算
• 确定垫层

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第4页：概况天津织物厂位于天津市河北区

1.概况天津织物厂位于天津市河北区，新建的后整理车间是一座单层门式刚架，局部为两层框架结构的厂房。门架跨度12m；占地面积918m2，建筑面积1138m2。框架顶高9.4m，柱距6m，独立杯形基础。新建车间位于两座老厂房中间，与老厂房基础边仅相距0.3m。新建厂房难度较大，特别是拟建场地土质十分不均匀，如果地基质量不好，对上部结构影响很大。原设计采用钢筋混凝土预制桩基础，但怕打桩振动影响，使老厂房的生产不能正常进行，最后决定改用深层搅拌法加固地基。

第5页：所示

拟建场地属于海相沉积土层，整个场地仅有两个钻孔，表明土层分布极不均匀。由钻孔所提供的土层主要物理力学指标如表15.1所示。

第6页：土层主要物理力学指标

表15.1土层主要物理力学指标

第7页：地基加固设计

初步设计后整理车间采用钢筋混凝土杯形基础。上部结构所产生的轴向荷载N=610kN，弯矩M=194kN.m及剪力Q=45kN，设计要求加固后地基承载力特征值fa=180kPa。

第8页：搅拌桩单桩设计桩截面积A

1.搅拌桩单桩设计桩截面积A=0.283m2，桩周长度sa=1.885m，桩长采用L=8.5m（摩擦型），桩侧土平均摩阻力f取15kPa，则单桩承载力为：Pa=fSaL=240kN根据水泥土室内配比试验，qu=1600kPa，则a82kP′=quA=150kN故设计单桩承载力按P'a=150kN计算。

第9页：地基加固设计

2.搅拌桩置换率ac和总桩数n的计算Rs=80kPa，η取0.5，F=3×2.6=7.8m2，fa=180kPa，则csPaA−ηRsa=fa=0.286=28.6%−ηRA9n=Fac=7.72根设计取9根。

第10页：地基承载力验算

3.地基承载力验算

基础底面积的抵抗矩WG为610GW=1ba2=3.9m3其中，b=2.6m，a=3.0m。

第11页：地基加固设计

minGFW39.6pmax=N+G±M=173.7kPa

基础底面的最大压应力pmax及最小压应力pminpmax=173.7kPa<1.2fa=216kPapmin=39.6kPa>0a11Fp=N+G=106.35kPa<f=180kPa其中，N=610kN；F=7.8m2；M=194kN·m；G=222.3kN

第12页：按群桩作用进行地基强度验算

4.按群桩作用进行地基强度验算

将独立杯形基础连同加固后的地基视为一个假想的实体基础，其底面地基土修正后的地基承载力特征值为fa=fak+ηdγm(d−0.5)=236.6kPa其中，fak=153kN；ηd=1.0；γm=8.8kN/m3；d=10m。杯形基础下搅拌桩布置形式如图15.1所示。

第13页：图15.1桩位布置图

图15.1桩位布置图

第14页：施工概况施工参数

1.施工参数

320H型履带式打桩机；PMz—15型水泥制备、泵送系统等。

水泥掺入比12％，选用汉沽水泥厂生产的425#矿渣水泥。外掺剂。NCI早强剂，用量为水泥重量的0.2％；三乙醇胺，用量为水泥重量的0.05％。水灰比为0.5。

• 选用机械GZB—600型深层搅拌机，单根搅拌轴长10m，搅拌头叶片直径600mm
• 固化剂配方

第15页：喷浆提升搅拌速度

(3)喷浆提升搅拌速度。按搅拌工艺要求提升速度为1m/min，但由于使用日本制造的PM2—15型泵送装置，在满足泵送压力为300—500kPa时，其液压柱塞泵的流量为94L/min。按总输浆量的要求，提升搅拌速度为2m/min。

第16页：施工工艺流程

2.施工工艺流程

将深层搅拌机再沉至设计加固深度。

• 将深层搅拌机移至加固位置，定位对中，启动电机
• 待搅拌头转动速度正常后，边旋转切削破碎土体，边下沉，直至达到设计深度
• 配置水泥浆，将搅拌机略提起些，泵送水泥浆使之压开橡皮阀门，水泥浆便进入软土中
• 边旋转提升，边输浆搅拌，直至提升到设计桩顶
• 按设计要求，桩顶2m范围为加强段，将搅拌机沉入土中，输浆并搅拌，待剩余浆液喷入土中后，停止喷浆

第17页：将深层搅拌机边旋转搅

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• 将深层搅拌机边旋转搅拌，边提升，直至提出地面
• 清除附在搅拌头上的泥团，并将深层搅拌机不旋转沉入土中，借机器自重压实桩顶，再提出地面，移至新的加固地点

第18页：地基加固效果评价

1.水泥土无侧限抗压强度当选用425#矿渣水泥，掺量为12％时，室内试验一个月龄期强度qu＝200.3kPa，而从现场取样确定的强度q'u＝132.5kPa，其折减系数η约为0.66。

第19页：复合地基p-S曲线

2.荷载试验

为检验施工质量，按设计要求进行复合地基载荷试验。载荷板面积2m2（共压两根桩，相当置换率为28％）。试验结果如图15.2所示。

由图15.2可见，选用200kPa作为复合地基承载力特征值仍是十分安全的。图15.2复合地基p-S曲线

第20页：地基加固效果评价

3.经济效果分析根据天津市织物厂2250延米的搅拌桩施工数据，表明获得每吨承载力所需费用，搅拌桩仅为预制桩的54.5%。