钉形双向水泥土搅拌桩

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岩土工程技术的重大突破

钉形水泥土双向搅拌桩技术加固软土地基的理论与应用东南大学岩土工程研究所南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司二00九年

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目

录

1

钉形水泥土双向搅拌桩设计

2

钉形水泥土双向搅拌桩施工

3

钉形水泥土双向搅拌桩检测

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钉形水泥土双向搅拌桩的材料

固化剂1.通常为硅酸盐类水泥，R32.5以上。 2.掺入量： 8%~20%,一般用12%~18%。 3.水灰比：0.50~ 0.60。

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钉形水泥土双向搅拌桩的材料

外加剂主要有木质素磺酸钙、石膏、三乙醇胺等。应通过试验确定选用的外加剂种类和掺量。不同的外加剂对水泥土有着不同的影响，一般来说，添加剂按照所起的作用分为以下几种类型： 1.增加桩体强度如粒径不大于0.25mm的粉细砂、粉煤灰(二级干粉以上)、石膏等。 2.不增加桩体强度如高糖木质素磺酸盐、氯化锌、硼酸盐、各种磷酸盐等可以延缓水泥土凝结时间而对后期强度无明显影响。 3.对于腐蚀性土层等特殊性质土层，掺入添加剂改变其性状如当地下水或土样的PH值小于4时，可在固化剂中掺入水泥重量 5%的石灰，可使水泥周围的环境变成碱性，将大大利于水泥水化反应的进行。http://www.77cn.com.cn

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各种设计参数确定的原则

1.桩长钉形水泥土搅拌桩桩长的确定分为两部分：扩大头长度；总桩长。

(1)扩大头长度的确定扩大头按其作用形式可分别作为盖板(桩帽)与桩体。当作为盖板时，高度一般为0.8~1.5m。作为桩体时，h=(1/3~1/5)L,原则上不超过6m。 (如作为桩体等作用时应根据具体要求确定。)

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扩大头的形式

一、作为桩帽(盖板)作为桩帽时，钉形桩扩大头的设计长度可设计为1.0m~1.5m左右，考虑到桩顶0.5m范围内，因上覆压力较小，桩身强度较低而效果不佳，桩径比 (D/d)可达到2~3。

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扩大头的形式

二、作为桩体作为桩身结构部分时，钉形桩扩大头是整桩的一部分，扩大头高度宜大于2.5m。

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扩大头的形式三、处理特殊地层部分处理特殊土层是指，在某一深度范围内，有特别软弱的土层、滑动面的范围较大，为更经济合理地利用钉形桩而增大桩身的强度，其扩大头高度可据特殊土层厚度适度加长；扩大头的位置也可根据土层条件随意变化。

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(2)总桩长的确定原则上桩长应进入持力层，尽量避免悬浮于软弱土体中。钉形水泥土双向搅拌桩最大处理深度可达35m。由于目前的水泥土搅拌桩施工机械结构单薄，稳定性较差，使钉形桩的处理深度大大受到限制，水泥土搅拌桩施工施工机械处理深度一般的不超过25m,因此软土地

基处理深度越过25m时，就需要增大动力，提高桩机机架的稳定性。最大入土深度应通过试桩的结果确定，具体根据电流值以及标贯击数确定，标贯击数大于15击，电流值超过60A时，为极限入土深度。

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各种设计参数确定的原则2.桩径桩径分为扩大头桩径D与下部桩径d。 (1)对于下部桩径d:处理深度小于12m,一般取500mm;处理深度12~18m,一般取600mm;处理深度于18m,一般取700mm。 (2)对于扩大头桩径D: D=1.8~2.4d(作为桩体时); D=2.0~2.8d(作为桩帽时)。

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(3)上下桩径比钉形水泥土双向搅拌桩的下部桩径不宜小于500mm,上、下桩径比(D/d)宜在1.8~2.4之间，桩径大时取小值。也可由下式确定：

D = d

2

ξRakk Ra u1∑ q si hiα1 ( Ap1 Ap 2 ) q pa i=1 n1

扩大头高度： H=

∑hi=1

n1

i

对称边载效应系数：ξ= 1+

K 0σ

sv

tg ( 45 o+ 2c

2

)

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各种设计参数确定的原则3.桩间距等间距，不等间距。

在路堤荷载作用下，随桩间距的增大，作用在桩顶的荷载也有增大，增大幅度有减缓的趋势；随桩间距的增大，桩身荷载也增大，但当桩间距达到一定值以后桩身轴力变化不大，趋于稳定，说明当桩间距增大到一定值以后，桩体承担的荷载已接近其极限承载力。

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合理桩间距的确定合理桩间距根据土拱效应，可将桩的成拱土体平面分为三个区域，即：拱上稳定区、土拱区、及拱下自由区。若桩截面的几何及强度参数设计合理，则该土拱稳定存在并将拱顶压力传递至拱脚及周围土体。此时，危险区域应是土拱与相邻桩包围的自由区，该部分土体仅靠自身的强度保持稳定。通过土拱截面强度验算可以得出考虑土拱效应时的合理桩间距的控制公式。

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拱脚强度验算

拱顶强度验算

式中，c为土体的粘聚力，为土体的内摩擦角，D为扩大头直径，q为桩顶荷载。 http://www.77cn.com.cn

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比较上述截面强度分析的拱跨与可得：

即 l顶> l脚，因此取最大桩间距 l= l脚。取为合理桩间距，可以将合理桩间距与几个参变量的函数关系写为：=g(q,D,c, )桩间距与各影响因素的关系http://www.77cn.com.cn

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各种设计参数确定的原则

4.布置形式三角形，矩形以及各种组合形式,根据不同的功能要求确定。

其他形式：

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