1、 《水下深层水泥搅拌桩加固 软土地基技术规程》JTJ/T 259-2004、 《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》TB 10113-96 等 标准规定。 3 材料要求 3.0.1 水泥掺入比等条件相同的情况下,加固不同土质的土层,加固的效果是不一样的。在 室内进行配合比设计时,应从工程现场取具有代表性的土样,以确保配合比的适用性。目前 水泥土的应用主要在软基处理上,加固时,水泥浆或水泥干粉直接加入土层中,土层中的原 状土均未经过扰动,其天然含水率不会变化。因此配合比设计时,土样应尽可能与原状土一 样,保持土的天然含水率。 3.0.2 本条说明了在进行配合比设计前对土样应该有个初步的了解,为在进行配合比设计时 选定水泥掺入比做准备。根据国内外研究,用水泥做加固剂,对含有伊利石、氯化物和水铝 英石等矿物的粘性土以及有机质含量高,pH 值较低的粘性土加固效果较差。 3.0.3 本条说明了做为水泥土加固剂的水泥强度等级最低要求。 3.0.4 石灰一般适用于粘土颗粒含量大于 20%,粉粒及粘粒含量之和大于 35%,粘土的塑 性指数大于 10,液性指数大于 0.7,土的 pH 值为 4~8,有机含量小于 11%,土的天然含水 率大于 30%的偏酸性的土质。 在粘粒含量不足的情况下, 可以添加粉煤灰。 当 pH 值小于 7 时, 掺入百分之几的石灰,通常 pH 值就会大于 12。 4 技术条件 4.0.1 本条指出了水泥浆的水灰比的要求,基于三点考虑:一是水泥浆水灰比较低时,水泥 浆较稠,在现场施工时不利于水泥浆的泵送。二是水泥浆中所带入的水量对水泥土最终的强 度影响不大。三是根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-91 给出的湿法的水泥浆水灰比范围 (0.45~0.55)和根据《水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程》JTJ/T 259-2004 给出 精彩文档 实用标准文案 的水泥浆水灰比范围(0.7~1.3) 。 4.0.2 根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-91:采用水泥作为固化剂材料,在其他条件 相同时,在同一土层中水泥掺入比不同时,水泥土强度将不同。由于块状加固属于大体积处 理,对于水泥土的强度要求不高,因此为了节约水泥,降低成本,可选用 7%~12%的水泥掺 入比。水泥掺入比大于 10%时,水泥土强度可达 0.3~2MPa 以上。一般水泥掺入比可采用 12%~20%。水泥土的抗压强度随其相应的水泥掺入比的增大而增大,但因场地土质与施工 条件的差异,掺入比的提高与水泥土强度增加的百分比是不完全相同的。 基于以上分析本条给出了在水泥土配合比设计时,水泥土一般情况下的水泥掺入比的范 围。 4.0.3 根据《软土地基深层搅拌加固法技术规程》 YBJ225-91:水泥土的强度随龄期的增长 而增长,一般情况下水泥土 7d 是可达标准强度的 30%~50%;30d 可达标准强度的 60%~ 75%;90d 为 180d 的 80%,而 180d 以后,水泥土强度增加乃未终止。另外根据电子显微镜 的观察,水泥土的硬凝反应也需要 3 个月才能完成。因此,选择龄期 90d 的强度作为水泥土 的标准强度是较为适宜的。 4.0.4 在某些地区的地下水中含有大量硫酸盐(海水渗入地区) ,因硫酸盐与水泥发生反应 时,对水泥土具有结晶性侵蚀,会出现开裂、崩解而丧失强度。为此加固剂应采用抗硫酸盐 水泥,使水泥土中产生的结晶膨胀物质控制在一定的数量范围内,藉以提高水泥土的抗侵蚀 性能。 水泥土使用在温差比较大的地方,与混凝土一样,水泥土的强度也会随着温度的不断变 化而丧失强度。本条在查阅大量资料的基础上,给出了对抗冻融、抗侵蚀试验的方法及强度 损失率的要求。以确保在这些地区的使用水泥土能达到预期的效果。 5 水泥土配合比计算、试配、调整与确定 5.1 水泥土基准配合比计 5.1.2 根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-91 给出的水泥土现场强度与室内配合比设计 强度的比值范围(0.35~0.50) ,对三种不同施工水平的 ? 值作了相应规定,提出了水泥土配 制强度的取值及计算方法。 5.1.3 本标准编制组在福建省建筑科学研究院的大力协助下,对福建地区水泥土配合比的设 计、施工及应用进行了相关数据的总结,并根据不同工程分类的土、天然含水率、水泥土试 配强度、采用水泥标号情况,提出了水泥土水泥掺入比的参考选用值,供各单位组织试配时 选用。 5.1.4 由大量实验数据总结得到,当水泥土含水率在原土液塑限中值附近时,该水泥土具有 良好的拌合性及施工性。因此,本规程要求以原土液塑限中值为水泥土含水率配制目标进行 设计,保证所配制的水泥土拌合物的施工性。 此外,由收集的大量施工资料及实际经验总结得出采用湿法搅拌水泥土时常用水泥浆水 精彩文档 实用标准文案 灰比范围(0.4~1.3),并根据计算结果规定了各种情况下的水灰比 C 的取值。 5.1.5 由于土具有孔隙率大、吸附能力强、离散性大的特点,不宜采用体积法进行水泥土配 合比的设计。因此,本规程给出了较为适合水泥土配合比设计的质量法计算公式。 我们对不同工程分类、 不同天然含水率的拌合水泥土样进行了 3×7×3×3 共 189 次试验, 得出了其水泥土单方重量的范围,并进行了分类供设计时选用。 5.2 水泥土配合比试配、调整与确定 5.2.2 本条主要考虑砂性土等干硬性土的情况。水泥土拌合物达到塑性要求应以拌合物具有 一定的拌合性为准,可由目测得出。否则,应通过固定水泥用量并加水拌合的办法改善拌合 物塑性。 5.2.3 本条规定了试配时采用三个配合比的确定原则。考虑到采用湿法拌制水泥土时,该三 个配合比拌合物的塑性可能会有所变化,此时允许适当增减用水量予以调整。 5.2.4 本条规定了以标准养护 90d 的强度作为调整及确定设计配合比的依据。但又考虑到施 工生产中,水泥进厂(场)后等待水泥土 90d 强度试验结果时间较长,且目前多数单位均以 快速试验或较早龄期(7d 或 14d)试压强度和对水泥土强度进行动态控制的规律,调整确定 水泥土配合比。所以,本条增加了“需要时可同时制作几组试件,供快速检验或较早龄期试 压,以便提前定出水泥土配合比供施工使用” 。但此时应考虑快速推定带来的误差,并保证强 度富余,具体方法可参照《早期推定混凝土强度试验方法》JGJ 15-83 进行。 5.2.6 大量实验数据表明,由于水泥土较大的离散性与不均匀性,水泥土表观密度实测值与 计算值的合理误差为 5%。本规程特此对校正系数 ? 作了规定。 按照本规程 5.1.1~5.1.5 条,可计算得水泥土基准配合比。以下是二则计算实例: 例1 某道路工程路基为粉质软土,设计要求采用水泥搅拌桩进行软基处理,水泥搅拌桩桩身 90 天设计强度为 1.5MPa,采用 P.O42.5 水泥,水泥掺入比不少于 10%,无掺外加剂及其它掺 合料。现场取土样进行土质试验结果:天然含水率为 40%,液限为 45%,塑限为 32%。在进 行水泥搅拌桩施工前要求现场取土样到试验室进行水泥土配合比设计。现场施工水平一般。 设计计算: 1. 水泥土试配强度 f cs, 0 ? f cs,90 d ? ,现场施工水平一般 ? 取 0.42,得 f cs,0 =3.57 MPa。 2. 由本规程表 5.1.3,根据土的工程分类、土的天然含水率、水泥土试配强度、水泥标号, 选取试配水泥掺入比为 15%,即 ? ? mc 0 ?100% =15%,可得 mc 0 =0.15 ms 0 。 ms 0 wcs ? ( wL ? wP ) =39% , 代 入 2 3. 基 准 配 合 比 水 泥 土 的 含 水 率 精彩文档 实用标准文案 C? mw0 m m w ? [ wcs ? ( s 0 ? mc 0 ) ? ms 0 ? ] mc 0 可得水泥浆水灰比 C ? w0 =0.93> mc 0 mc 0 1? w 1? w 0, 水 灰 比 0.4 ? C ? 1.3 , 宜 采 用 湿 法 进 行 施 工 且 可 采 用 计 算 水 灰 比 , 故 mw0 =0.93 mc 0 =0.14 ms 0 。 4. 由本规程表 5.1.5 选取水泥土的假定密度 ? cs =1600kg/m ,将以上结果 mc 0 =0.15 m s 0 与 3 mw0 =0.14 ms 0 代入 mw0 ? mc0 ? ms 0 ? ?cs ,可计算得 ms 0 =1240kg/m3, mc 0 =186kg/m3, mw0 =174kg/m3。 5. 实测水泥土密度 ?cs,t =1650kg/m ,水泥土表观密度实测值与计算值之差 =︱(1650-1600) 3 /1600︱=3.13%<5%,故无需进行配合比校正,基准配合比即为每立方米水泥土材料用量 为 m s 0 =1240kg/m , mc 0 =186kg/m , mw0 =174kg/m 。 3 3 3 例2 某水泥搅拌桩土粒为砂土,水泥搅拌桩桩身 90 天设计强度为 4.0MPa,采用 P.O42.5 水 泥,无掺外加剂及其它掺合料。现场取土样进行土质试验结果:天然含水率为 39%,液限为 46%,塑限为 28%。取土样到试验室进行水泥土配合比设计。现场施工水平一般。 设计计算: 1. 水泥土试配强度 f cs, 0 ? f cs,90 d ? ,现场施工水平一般 ? 取 0.42,得 f cs,0 =9.52 MPa。 2. 由本规程表 5.1.3,根据土的工程分类、土的天然含水率、水泥土试配强度、水泥标号, 选取试配水泥掺入比为 22%,即 ? ? mc 0 ?100% =22%,可得 mc 0 =0.22 ms 0 。 ms 0 wcs ? ( wL ? wP ) =37% , 代 入 2 3. 基 准 配 合 比 水 泥 土 的 含 水 率 C? mw0 m m w ? [ wcs ? ( s 0 ? mc 0 ) ? ms 0 ? ] mc 0 可得水泥浆水灰比 C ? w0 =0.21> mc 0 mc 0 1? w 1? w 0, 水 灰 比 0.4 ? C ? 1.3 , 宜 采 用 湿 法 进 行 施 工 且 采 用 可 取 C =0.40 , 故 mw0 =0.40 mc 0 =0.09 ms 0 。 4. 由本规程表 5.1.5 选取水泥土的假定密度 ? cs =1500kg/m ,将以上结果 mc 0 =0.22 m s 0 与 3 mw0 =0.09 ms 0 代入 mw0 ? mc0 ? ms 0 ? ?cs ,可计算得 ms 0 =1145kg/m3, mc 0 =103kg/m3, 精彩文档 实用标准文案 mw0 =252kg/m3。 5. 实测水泥土密度 ?cs,t =1650kg/m ,水泥土表观密度实测值与计算值之差 =︱(1650-1600) 3 /1600︱=6.67%>5%,须进行配合比校正,水泥土配合比校正系数 ? ? 3 ?cs, t =1.067,调整 ?cs, c 3 后 基 准 配 合 比 为 每 立 方 米 水 泥 土 材 料 用 量 为 m s 0 =1222kg/m , mc 0 =269kg/m , mw0 =111kg/m3。 精彩文档