支护结构施工施工技术.docx

6-2-7支护结构施工6-2-7-1钢板桩施工I.常用钢板桩及质fit标准钢板班支护由于其施工速度快，可重复使用,因此在一定条件下使用会取得较好的效益。常用的钢板桩有U型和Z型，其他还有直腹板式、H型和组合式钢板桩。国产的钢板桩只有较W型和包W型拉森式（U型）钢板桩，如表6-74所示。其他还有一些国产宽翼缘热轧槽钢用于不太深的基坑作为支护应用。国产拉森式（U型）钢板桩表6-74型号尺寸（mm）A单根(cm2)亶量(m)惯性矩I薇面抵抗矩宽度b高度h腹板厚”厚，2单根每米宽单根(cm4)(cm4m)单根(cm3)(cmVm)MIV型40018015.510.599.1477.73193.334.02531.9633432043WIV型(新)400180!5.510.598.7076.94192.583.97031.9503362043包IV度50018516.010.0115.1390.80181.605.95545.655424.82410日本是生产钢板桩较多的国家之，拉森式、Z型、直腹板式、H型、组合式钢板桩皆生产，现只举其中一部分如表6-75所示.美国亦生产较多的钢板桩。除日、美外，德、法、卢森堡等国家亦生产钢板桩。钢板桩的质量标准如表6-76所示。重或使用的钢板机检验标准如表6-77所示。表6-75一根桩每延米班增重t惯性矩破面模It回转半径£惯性也截面模量WW1.IiW1,也(kgm)(cm4)(CTn3)(cm)()(CmYm)(cmVm)35.5598883.6488.8450X1052948.0124×101524.50120874×1087443.02146×101605.15108106×10288060.0222×102235.39150168×IO21M×1O58.4279×102506.12146228×IO2152×1076.1467X103626.94190386×IO2227×1074.0530×104007.50185416XW2225×10105.0796×105207.71210630×102315×10120.0114XIO26808.63240860×IO2382×1074.0153×IO2100×1012.74185383X1.oJ251×10M.5220XIO3128×1014.26211550XIOJ320×1096.0277XIO2152×1015.05240692XIO10×10116.0334XIO2182×1015.00290835X10:455×1054.219047.81.66153412060.819648.31.59152520117表6-76日本生产的钢板桩9式«号尺寸«度高度厚度截面积B(mm)h(mm)I(mm)A(cm2)NKSP-A400858.045.21NKSP11(1.)400110.561.18NKSP-BA4001209.255.01NKSP-K(1.)40012513.076.42拉森式NKSP-DA40015013.174.40NKSP-N(1.)40017015.596.99NKSP-NA40018516.194.21NKSP-V(1.)50020024.3133.8NKSPW(1.)50022527.6153.0NKSP-Z-25400305n13.09.6¢4.32Z51NKSP-Z-32400M414.210.4107.7NKSP-Z-3840036417.211.4122.2NKSP-Z-4540036721.913.2148.2直腹板式NKSP-F40044.59.569.07NKSP-FA40044.512.777.50钢板桩质量标准(%1.)<«(%)长度1.表面缺馅(%«)«11(nun)平行向<IOm>10m<0.15<0.12±4±200mm<4±2<0.15<0.12士4±200mm<4士2<0.15<0.12±4土4%<4士2<0.15<0.12±4±20On1.in<4±2桩B有效宽度b(%)端头矩形比(mm)厚度比(mm)千直度垂直向<8mm8-12m12】8m>18E<10m>10mUff1.±2<2±0.5t.6±0.8±1.2<0.15<0.12Z5»-1-+3<2±0.5±0.6±0.8±1.2<0.15<0.12箱量±2<2±0.5t.6±0.8±1.2<0.15<0.12速旦至±2_<2±0.5±0.5±0.5±0.5<0.1S<0.12重复使用的钢板桩检验标准表677序号检查项目允许倒塞检存方法单位数值I桩垂直度%<1纲尺景2桩身弯曲度<2%1I为桩长,钢尺幅3齿槽平直度及光滑发无电焊渣或毛剌Im长桩段作通过试脸4枇长度不小于设计长度铜尺量2.钢板桩施工前准符工作（I）钢板桩检的钢板桩材质检验和外观检验，对焊接钢板桩,尚需进行焊接部位的检验。对用丁基坑临时支护结构的钢板桩，主耍进行外观检53并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的闲雄。1）外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、高度、厚度、端头矩形比'平直度和锁口形状等项内容。检杳中要注意：对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除：有割孔、断面缺损的应予以补强：若钢板机有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算时是否需要折减.原则上要对全部钢板桩进行外观检隹。2）材痂检蛤对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。它包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每2550t的钢板桩应进行两个试件试验。（2）钢板桩的矫正钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板桩的变形、损伤，偏差超过表6-77中数值者，使用前应进行矫正与修补。其矫正与修补方法如下：I）表面缺陷修补通常先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污,然后用焊接修补的方法补平，再用砂轮磨平.2）端部平面矫正一股用氧乙烘切割部分桩端，使端部平面与轴线垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。当修整量不大时,也可直接采用砂轮进行修理。3）桩体挠曲矫正腹向弯曲矫正时两端固定在支承点上，用设置在龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正：（W向弯曲矫正通常在专门的矫正平台上进行。4）桩体扭曲矫正这种矫正较豆杂。可视扭曲情况采用上述3中的方法矫正。5）桩体局部变形矫正。对局部变形处用氧乙快热烘与千斤顶顶压、大锤敲击相结合的方法进行矫正。6）锁口变形矫正用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理，或采用氟乙快热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理.（3）打桩机选择打设钢板桩,自由落锤、汽动锤、柴油锤、振动锤等皆可，但使用较多的为振动锤，如使用柴油锤时，为保护桩顶因受冲击而损伤和控制打入方向，在桩锤和钢板桩之间需设梵桩帽.部分国产及国外振动锤的技术参数如表6-78和表6-79所示.国产振动锤技术性能表6-78北京580型北京6019广东7tB广东IOtS通化601S成都C-2fi中760型江阴DZS江阴DZ37发动力（kN）17525075112235801030-160050271偏心力矩（Nm）30237076.4114.5347703520振动频率（rmin）720720939931720730404-1010960900振幅（mm）12.214.85.75.714137.86.3电机：功率（kW）4545202850221551137转速(rmin)96096098014608601470735发动箱规格：长101010101180109510101460163010001500(mm)87587584074487578112007801100高165016501400115716502364310014001980策动像质量（好2.52.51.52.02.51.511.40.953.3日本部分振动锤技术性能及6-79性能指标VM-2500EVMr4000EKMj-12000AVS-400E振动力(kN)280-370379490350271-406偏心力矩(Nmm)190-2502804001200430MO振动JI率(1.Zmin)115011510750-1100撮幄(mm)5.8-7.77.4-10.822.110-7.0电机功率(kW)45609060振动箱规格：长968104212021083(mm)X1236137011501480离3027323946123406策动缰质量(t)3.84.65.445.02振动打桩机是将机器产生的垂直振动传给桩体，使桩周困的土体因振动产生结构变化，降低了强度或产生液化，板桩周困的阻力减少，利于桩的贯入。振动打桩机打设钢板桩施工速度快，更有利于拔钢板桩，不易损坏桩顶，操作简堆。但其对硬土层(砂质土N>50:粘性土N>30)贯入性能较差，桩体周围土层要产生振动：耗电较多。选择振动锤时，可根据需要的振幅4和偏心力矩来进行选择。需要的振幅4,按下列公式计算：对砂土：=O.8yV+1.(mm)(6-105)对粘性土、粉土：A=J1.6N+1.As=(mm)(6-106)式中N-桩尖所在十层的标准贯入值：1.钢板桩长度(m)。需要的偏心力矩好,按下式计算：15,+225A：+(1.56-1.)225+1.56(>,Mn=(i(N-cm)(6-107)1.56- AC1钢板桩白重(N):4 板桩需要的振幅(mm)。(4)导架安装为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工困檄工导架通常由导梁和导桩等组成，它的形式，在平面上有单面和双面之分，在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面导架（图6/02）。导桩的间距一般为2.53.5m,双面导梁之间的间距一般比板桩墙高度大815mm0图6-102导架1导梁：2导桩导架的位置不能与钢板桩相碰。导桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形。导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板批的施工高度和提高工效，要用经纬仪和水平仪控制导梁的位置和标高。5 .钢板桩打设和拔除（1）打入方式选择I）单独打入法：这种方法是从板桩墙的一角开始，逐块（或两块为一组）打设，直至工程结束。这种打入方法简便、迅速，不需要其他辅助支架。但是易使板桩向健倾斜,且误差积累后不易纠正。为此，这种方法只适用于板桩墙要求不高、且板桩长度较小（如小于IOTn）的情况。2）屏风式打入法：这种方法是将10-20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打.施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度,成为定位板桩，然后在中间按顺序分1/3,1/2板桩高度呈阶梯状打入（图6-103）.图6703导架及屏风式打入法I-导桩：2-导梁：3-两端先打入的定位捌板桩这种打桩方法的优点是可以减少帧斜误差积累，防止过大的倾斜，而I1.易于实现封闭合拢，能保证板桩墙的施工质量.其缺点是插桩的自立高度较大，要注意抽枇的稳定和施工安全。一般情况卜.多用这种方法打设板桩墙，它耗仍的辅助材料不多，但能保证旗量。屏风式打入法按屏风组立的排数，分为单屏风、双屏风和全屏风。单屏风应用最普遍；双屏风多用于轴线转向处施工:全屏风只用于要求较高的轴线闭合旅工.按屏风式打入法施打时，一排钢板桩的施打顺序有多种，视施工时具体情况选择。施打顺序影响钢板桩的垂直度、位移、板桩墙的凹凸和打设效率。我国规定的钢板桩打设允许误差：桩顶标高±10Omm：板桩轴线偏差±10()mm:板桩垂直度I%。(2)钢板桩的打电先用吊车聘钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩相轻轻加以锤击。在打枇过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围棚上预先算出每块板块的位置，以便随时检查校正。钢板桩分几次打入，如第一次由20m高打至15m,第二次则打至Khn.第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时,开始打设的第、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入Im应测量一次。1）钢板桩的转处和封闭钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数.或衣板桩堵的轴线较复杂，钢板桩的制作和打设也有误差,这些都会给钢板桩墙的最终封闭合拢带来困雄。钢板桩墙的转角和封闭合拢施工，可采用下述方法：采用异形板桩：异形板桩的加工质量较难保证，而且打入和拔出也较困雄，特别是用于封闭合拢的异形板桩,股是在封闭合拢前根据需要进行加工,往往影响施工进度，所以应尽量避免采用异形板桩.连接件法：此法是用特制的“”（Omcga）和“6"（Ddta）型连接件来调整钢板桩的根数和方向，实现板桩墙的封闭合拢。钢板桩打设时，预先测定实际的板桩墙的有效宽度，并根据钢板桩和连接件的有效宽度确定板桩墙的合拢位置。骑缝搭接法：利用选用的钢板桩或宽度较大的其他型号的钢板桩作闭合板桩，打设于板桩墙闭合处。闭合板桩应打设于挡上的一侧。此法用于板桩堵要求较低的工程。轴线调整法：此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整实现封闭合拢。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线修正的具体作法如卜.（图6-KU）：f_8块宽度匚长边合处朝怛洋8图6704轴线修正a.沿长边方向打至离转角桩约尚有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度：b.在短边方向也照上述办法进行:C.根据长、短两边水平方向增加的长度和转向桩的尺寸，将短边方向的导梁与闱橡桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将导梁和圉擦桩重新焊接固定；d.在长边方向的导梁内插桩，继续打设，插打到转向桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩：C.根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。2）打桩时问题的处理阻力过大不易贯入：原因主要有两方面，一是在坚实的砂层、砂砾层中沉桩，桩的阻力过大：二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形，入土阻力大。对第种情况，可伴以高压冲水或改以振动法沉桩，不要用锤硬打；对笫二种情况，宜加以除锈、矫正，在锁口内涂油脂，以减少阻力。钢板桩向打设前进方向倾斜：在软土中打桩，由丁锁口处的阻力大于板桩与上体间的阻力，使板桩易向前进方向倾斜。纠正方法是用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击，或用特制的楔形板枕进行纠正。打设时将相邻板桩带入：在软土中打设钢板桩，如遇到不明障碍物或板桩帧斜时，板机阻力增大，会把相邻板桩带入。处理方法是：用屏风法打设：把相邻板桩焊在导梁上：在锁口处涂以黄油减少阻力。（3）钢板桩拔除在进行基坑回填土时，要拔除钢板桩，以便修整后重其使用。拔除前要研究剂板桩拔除顽序、拔除时间及桩孔处理方法。I）钢板桩拔除阻力计算拔除限力由下式计算：F=Fe+Fi（6-108）式中Fc钢板桩与土的吸附力：Ft=U1.x<6-1（）9）U钢板桩周长：1.一一钢板桩在不同土中的长度：M-钢板桩在不同土层中的静吸附力或动吸附力（用T静力拔桩和振动拔桩）,表680;居一一钢板桩的断面阻力：Ft=.2EJiH（6-110）Ea一一作用在钢板桩上的主动土压力强度：B一一钢板桩宽度：H一一钢板桩在土中的深度；钢板桩与土体之间的摩擦系数（0.35-0.40）钢板桩在不同土质中的吸附力表6-80土质静吸附力Td（kNm2）动吸附力K<kNm2>动吸附力a（含水量很少时）（kNm-）粗砂砾34.02.55.0中砂（含水）36.03.04.0细砂（含水）39.03.54.5粉土（含水）24.04.06.5砂侦椅士（含水）29.03.55.5拈侦粉土（含水）47.05.5粉质粘土30.04.0拈土50.07.5硬粘土75.013.0非常硬的粘上130.025.02）钢板桩拔出方法钢板桩的拔出，从克服板桩的阻力若眼，根据所用拔桩机械,拔桩方法有静力拔桩、振动拔枇和冲击拔桩。净力拔桩主要用卷扬机或液压千斤顶，但该法效率低，有时难以顺利拔出，较少应用.振动拔桩是利用机械的振动激起钢板桩振动，以克服和削弱板桩拔Hi131力，将板桩拔出。此法效率高，用大功率的振动拔桩机，可将多根板桩一起拔出。目前该法应用较多。冲击拔桩是以高压空气、蒸汽为动力，利用打桩机给予钢板桩以向上的冲击力，同时利用卷扬机将板桩拔出。下面介绍振动拔桩法：与土质有关的振动拔桩参数：振动拔桩机的适用范围表6-81拔桩机功率I削板桩型号和长度（m><kW)砂质土粘性土3.7-7.5轻型8轻型6INI5II型12II型922-30III型16III型1255)0IV型24IV型18120-15()V型36V型36a.振动须率：在某一振动频率卜，土与板桩间的阻力才会破坏，板桩容易拔HU该频率与土质有关：粗砂在频率5()HZ时产生液化：坚硬粘土在50HZ下才出现松动现猿。工程中为各类上分层构成，实用的振动频率为8.325Hz.b.振幅：在频率为16.7HzHt,使砂土产生液化的最小振幅约为3mm以上,使粘性土、粉十.减少其粘若力的最小振幅约为4mm以上.a激振力：强制振动的激振力，亦必须达到一定的数值(kN),才能减弱土对板桩的阻力。振动拔桩机的选用.振动拔桩机的型号很多，各有其适用范围，要选择得当，才能取得较好的效果。表6-81可供初选时参考。拔桩施工。钢板桩拔除的难易，取决于打入时顺利与否。在硬土、密实砂土中打入时困难，尤其是打入时咬口产生变形或垂直度很差，则拔桩时会遇到很大的阻力。如基坑开挖时，支撑(拉锚)不及时，使板桩产生很大的变形，拔出亦困难,在软土地区，拔桩时由于产生空隙会引起土层扰动，会使基坑内已施工的结构或管线产生沉降，亦可能引起周围地面沉降而影响周围的建筑物、地下管线和道路的安全。为此在拔桩时要采取措施，对拔桩造成的孔隙及时回埴，当控制地层位移有较高要求时，宜进行跟踪注浆。钢板枇拔除，需注遨卜.列事项：a.作业前详细/解土脑及板桩打入情况、基坑开挖后板桩变形情况等，依此判断拔桩的难易程度；b.基坑内结构施工结束，要进行回填，尽量使板桩两侧土压平衡，有利于拔桩作业：c.拔桩设备有一定的虫量，要验算其F的结构承载力。如压在土层上，由于地面荷载较大，需要时设缶下应放置路基箱或枕木：d.作业范围内的电耍管线、高'压电缆等要注意观察和保护：C.板桃拔出会形成孔隙，必须及时填充，否则会造成邻近建筑和设施的位移及地面沉降。宜用膨润土浆液填充，也可.跟踪注入水泥浆：f.如钢板桩拔不出，可采取下述措施：（IO用振动锤等再更打一次，以克服与土的粘若力及咬口间的铁锈等产生的阴力;（b）按与板桩打设映序相反的次序拔桩；（c）板桩承受上压一侧的上较密实，在其附近并列打入另一根板桩，可使原来的板桩顺利拔出：（d）在板桩两侧开槽，放入膨润土浆液（或粘十.浆），拔桩时可减少阻力。（4）钢板桩施工中常见问题及处理方法（表仪82）。钢板桩打设中常见问题的原因及处理衣&82常见问题原因处理方法颇斜（板机头部向打桩行进方向Mi斜）被打桩与邻桩锁口间阻力较大,而打桩行进方向的贯入阻力小施工过程中用仪器随时检杳、控制、纠正：发生帧斜时用钢丝绳拉住机身.边拉边打，逐步纠正：对先打的板板适度预留偏差（反向1®斜）扭转领”是校式连接在打桩行进方向用卡板船住板桩的前领【J:在钢板桃与出槐之间的两边空隙内，设滑轮支架，制止板桩下沉中的转动：在两块板桩锁口扣搭处的两边，用垫铁和木悻埴实共连（打板桩时和已打入的邻桩一起下沉）钢板桩f®斜弯曲，使梢口阻力增加发生板板倾斜及时纠正:把相邻己打好的她（数块）用角铁电焊喻时固定水平伸长（沿打桩行进方向长度增Jjn>钢板桩锁口扣搭处育空隙属正常现象。时四角要求封闭的挡墙，设计时要考虑水平伸长值,可在轴线修正时纠正6-2-7-2水泥土墙施工深层搅拌水泥上桩堵，是采用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌形成水泥土，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬化成整体性的并有一定强度的挡土、防渗墙。6 .水泥土配合比水泥土墙的稔定及抗港性能取决于水泥土的强度及搅拌的均匀性，因此，选择合适的水泥土配合比及搅拌工艺对确保工程质量至关重要。土与水泥通过机械搅拌，两者间发生物理化学反应，在水泥土中，水泥的水解和水化反应是在具有定活性的介质一一土的困绕下进行的，其硬化速度较慢且作用复杂，因此水泥土的强度增长也较缓慢>水泥与土之间的一系列物理化学反应过程主要包括水泥的水解与水化反应：粘土颗粒与水泥水化物的之间离子交换与团粒化作用：水泥水化物中游离的氢氧化钙K：a（OH）2与空气中的二氧化碳（Co2）的碳酸化作用及水泥水化析出的钙齿子与粘土旷物的凝硬作用°通过上述一系列物理化学反应，使土的性质大大改善而形成具有一定强度、整体性和水稳定性的水泥土。在水泥土墙设计前，股应针对现场土层性质，通过试脸提供各种配合比下的水泥土强度等性能参数，以便设计选择合理的配合比。在有工程经验且地质条件较为简雎的情况卜.，也可参考类似工程经验。通常以水泥±28h龄期的无侧限抗压强度小不低F1.MPa作为水泥土墙的强度标准.（1）材料要求1）水泥水泥土墙可采用不同品种的水泥，如普通硅酸盐水泥、犷渣水泥、火山灰水泥及其他品种的水泥，也可选择不同强度等级的水泥。一般工程中以强度等级32.5的普硅酸盐水泥为宜。2）搅拌用水搅拌用水按混凝土拌合用水标准（JGJ63-89）的规定执行。要求搅拌用水不影响水泥土的凝结与硬化。水泥十.搅拌用水中的物脑含量限值可参照素混凝土的要求。见表6-83。水泥土用水中的物质含量限值表6-83水中物质含技PH值>4不溶物（mg,1.）VSOoO可溶物（mg.,1.）I(XXM)氯化物（以（7.计.mgI.>V3500硫酸盐（以SOJit.mg1.）<27(X)硫化物（以3一计,mg1.）-3）地下水由于水泥土是在自然土层中形成的，地卜水的侵蚀性对水泥土强度影响很大，尤以硫酸盐（如Na2SO4）为甚，它会对水泥产生结晶性侵蚀，甚至使水泥丧失强度。因此在海水涌入等地区地下水中硫酸盐含员高，应选用抗硫酸盐水泥，防止硫酸盐对水泥上的结晶性侵饨，防止水泥上出现开裂、崩解而丧失强度的现象。（2）配合比选择I）水泥掺入比“W水泥掺入比,是指掺入水泥重用与被加固土的重量（湿重）之比，即:掺入的水泥重量"被加固土的术上（%）水泥土墙水泥掺入比点通常选用I2%I4%,低于7%的水泥掺量对水泥土固化作用小，强度离散性大，故般掺量不低于7%。对有机质含量较高的洪土和新填土，水泥掺量应适当增大，一般可取15%18%.当采用高压喷射注浆法施工时，水泥掺量应增加到30%左右。2）水灰比（湿法搅拌）湿法搅拌时，加水泥浆的水灰比可采用0.45-0.50.3）外掺剂为改善水泥土的性能或提虑早期强度，宜加入外掺剂，常用的外掺剂有粉煤灰、木质素磷酸钙、碳酸钠、氯化钙、三乙醇胺等。各种外掺剂对水泥上强度有着不同的影响，掺入合适的外掺剂，既可节约水泥用量.乂可改善水泥士的性质，同时也利用一些工业废料，减少对环境的影响.表6-84为常用外掺剂的作用及其掺量，可供参考水泥土外掇剂及掺量表6-84外核剂作用掺麻（%）粉煤灰早强、填充50-80木质素低酸眄减水、可泵、早强O.2-O.5碳酸钠早强0.20.S氯化钙早强25三乙醉股早强0.05-0.2石府线频、早凝2水玻璃早强2外掺剂惨Rt系外拷剂用；*与水泥用M之比，除上述外掺剂外，将生石灰粉与水泥混合使用或掺入适地（如相当于水泥市殳的2%）的石膏，对提的水泥土的强度也有显著作用。此外，将几种外掺剂按不同配方掺入水泥，对水泥土强度提高也有不同作用。为有效的确定水泥土的配合比，可进行水泥上的室内配合比试验，测定各龄期的无恻限抗压强度，以了解圾合适的水泥品种与配合比，以及水泥土的强度增长规律。7 .水泥土的物理力学性质（1）重度水泥土的重度与水泥掺入比及搅拌工艺有关，水泥掺入比大，水泥十的重度也相应较大，当水泥掺入比在8%2O%之间，采用湿法施工的水泥土重度比原状土增加约2%y%°（2）含水量水泥土的含水量一般比原状土降低7%15%.水泥掺量越大或土层天然含水量越高，则经水泥搅拌后其含水量降低幅度越大.（3）抗港性水泥土具有较好的抗淡性能，其渗透系数k一般在IOJ1.O*cm,抗海等级可达到0.20.4MPa级“水泥土的抗渗性能也随水泥掺入比提高而提高。在相同水泥掺入比的情况下，其抗渗性能随龄期增加而提高。（4）无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度W在034.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。影响水泥上无侧限抗压强度的主要因素有：水泥掺量、水泥强度等级、龄期、外掺剂、土质及土的含水量。水泥掺入比外在IO%I5%之间，水泥十的抗压强度随其相应的水泥掺入比的增加而增大，且具有较好的相关性，经回归分析，可得到两者呈事函数关系，其关系式为：统=（21.严（6.112）%】式中u1.水泥掺入比“讨的水泥十.抗压强度：qg一一水泥掺入比,2的水泥土抗压强度。水泥强度等级直接影响水泥土的强度，水泥强度等级提高10级，水泥上强度启约增大2O%3O%,如要求达到相同强度，水泥强度等级提高IO级可降低水泥掺入比2%3%。水泥土强度随龄期的增长而提虑.由丁水泥土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同，在水泥加固上中，由于水泥掺量很小，水泥的水解和水化反映是在具有定活性的土中进行，其强度增长过程比混凝土级慢得多。它在早期(714d)强度增长并不明显，而在28d以后仍有明显增加，并可持续增长至120d,以后增长趋打才成缓慢趋势。因此，我国建筑地基处理技术规范BJGJ79-91规定将90d静期试块的无恻限抗压强度为水泥土的强度标准值。但在基坑支护结构中，往往由于工期的关系，水泥土养护不可能达到9(k1.故仍以28d强度作为设计依据，因此在设计中应考虑这一因素。由抗压强度试5金得知，在其他条件相同时，不同脑期的水泥十.抗压强度与时间关系大致必线性关系，其关系式如下：qg=<0.47).63)欤28：<u4=(0.62).80)次28：q0=(1.15-1.46)他28：q1.1.90=(1.431.80)夕心：guM=(1.732.82)qs：qg=(2.373.73)4:(6-113)式中W、的，硒?0分别表示7d、Md9(M龄期的水泥土无侧限抗压强度。外掺剂对水泥土强度亦有影响，不同的外掺剂及不同的配方与其影响程度各异。土质与土的含水量对水泥土强度影响也很大。一般地说，初始性质较好的土加固后强度增加较大，初始性质较差的土加固后强度增加较小。如土中含砂地较大，则水泥上强度可显著提而。上的天然含水量较小则加固后强度较高，而天然含水量较大则加固后强度较低。试验表明如土的含水量从157%降低到47%,在水泥掺入比为10%的情况下，28d无侧限抗压强度可从0.26MPa增加到2.32MPa（5）抗拉强度1.水泥上抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，。I在（0.15-025）qu之间。（6）抗剪强度水泥土抗剪强度随抗压强度增加而提高，但随着抗压强度增大，抗剪强度增幅减小。当水泥土q11=054MPa时,其粘聚力C在0.1.1.1.MPa之间，即约为铀的20%30%.其摩擦角在20°30°之间.（7）变形特性水泥土与未加固土典型的应力应变关系的比较如图6-105。该图表明,水泥土的强度虽较未加固上增加很多，但其破坏应变量一却急剧减小。因此设计时对未加固土的抗剪强度不宜考虑最大值，而应考虑相对于桩体破坏应变量的适当值.同时,水泥土抗压强度越大，其破坏应变量越小。图6705水泥土的变形特性忒险表明，水泥土的变形模量与无侧限抗压强度有一定关系，当.=OSYOMPa时,其50d后的变形模量:w=<120-150）>.8 .施工工艺选择水泥土墙施工工艺可采用卜述三种方法：（I）喷浆式深蜃搅拌（湿法）：（2）喷粉式深层搅拌（干法；（3）高压喷射注浆法（也称高压旋喷法）。在水泥土堵中采用湿法工艺施工时注浆量较易控制，成桩明量较为稳定，桩体均匀性好。迄今为止，绝大部分水泥土墙都采用湿法工艺，无论在设计与施工方面都积累了丰富的经验，故般应优先考虑湿法施工工艺。干法施工工艺虽然水泥上强度较高，但其喷粉量不易控制，搅拌难以均匀，械身强度离散较大，出现事故的概率较高，目前已很少应用。水泥土桩也可采用高压喷射注浆成桩工艺，它采用高压水、气切削十体并符水泥与土搅拌形成水泥土桩。该工艺施工简便，喷射注浆施工时，只需在土层中钻个50300mm的小孔,便可在土中喷射成直径0.42mm的加固水泥土桩。因而能在狭窄施工区域或贴近已有基珈施工，但该工艺水泥用量大，造价高，一股当场地受到限制，湿法机械无法施工时，或一些特殊场合卜.可选用高压喷射注浆成桩工艺。深层搅拌机单位时间内水泥浆液喷出量Q（1.min）取决于钻头直径、水泥掺入比及搅拌轴提升速度，其关系如下：Q-y（rv（6-114）49.8式中D一一钻头直径（m）：Y十的重度（kN/m3）：««水泥掺入比（%）；V搅拌轴提升速度（IWnIin）。当喷浆为定值时，上体中任意一点经搅拌叶搅拌的次数越多，则加固效果好,搅拌次数t与搅拌轴的叶片、转速和提升速度的关系如下：mVzt=（6-115）V式中一一两搅拌轴叶片之间的距离：z一一搅拌轴叶片总数；fi搅拌轴转速（r/min）：I-搅拌轴提升速度（mmin）.4.深层搅拌水泥土培（湿法）施工（1）施工机械深必搅拌桩机是用于湿法施工的水泥土桩机，它的组成由深必搅拌机、机架及配套机械等组成(图6/06)。图6706SJB型深层搅拌桩机机组I-深层搅拌桩：2-塔架式机架：3-灰浆拌制机：4-集科斗：5-灰浆泵：6.贮水池；7冷却水泵;8道轨;9.导向管：1G电缆；Ih输浆管；12水管深层搅拌机搅拌头及注浆方式是影响成桩质量的两个关键因素。搅拌头(H1.)有螺旋叶片式、杆式、环形等。注浆方式则有中心管注浆、单轴底部注浆及叶片注浆等.我国生产的深层搅拌机主要有两种型号即SJB型双搅拌头中心注浆式及GZB-MX)型单钻头叶片注浆式(图6-108)。I)SJB型深U搅拌机SJB型深层搅拌机由电机、减速器、搅拌轴、搅拌头、中心管、输浆管、单向球阀，横向系板等组成(图6-107)。其技术参数如表&85所示。SJB系列深层搅拌机技术参数表6-85技术参数SJB-ISJB-30SJB-37SJB-40SJBF书SJBD-60电机功率(kW)2×262×3O2x372×402x452×3O额定电流（八）2/552x602×722×752乂852x60搅拌箱转数(rmin)464342434035颤定扭矩(Nrn)2x60002×64002×852×85002x100002×I5OOO搅拌轴数At(根)22222I搅拌头距离(nun)515515530515515/搅拌头H径(mm)7008007007007007608