Технология строительства свай методом глубокого смешивания цемента

В мягких грунтовых условиях для строительных проектов сваи с цементным глубоким смешением выступают в качестве основного решения. Используя цемент в качестве стабилизатора, специализированное оборудование тщательно смешивает мягкую почву со стабилизатором. Этот процесс укрепляет рыхлую мягкую почву, превращая ее в композитное основание с высокой целостностью и хорошей водостойкостью. Широко применяется в зданиях, дорогах, мостах и других проектах, отличается экономической эффективностью и высокой производительностью.

Несмотря на кажущуюся простоту операции, неправильное выполнение строительства часто приводит к дефектам, таким как разрушение сваи, межслойные прослойки почвы и недостаточная прочность сваи, что влечет за собой высокие затраты на повторные работы.

 
Ⅰ. Основные принципы и классификация

Принцип работы 
Технология основана на физических и химических реакциях между цементом и мягкой почвой. Гидратация и гидролиз цемента образуют гидратированные соединения, которые далее вызывают обмен ионов, пуццолановую реакцию и затвердевание с мягкой почвой, формируя высокопрочное композитное основание. Глубина армирования обычно превышает 5 метров, что эффективно повышает несущую способность фундамента и снижает осадку.


Классификация 
По форме подачи стабилизатора она делится на два основных типа для выборочного применения:

（1）Мокрый метод (метод смешивания с жидкостью)
Цемент смешивается с жидкостью и вводится в грунт для смешивания с мягкой почвой. Максимальная глубина армирования — 20 м. Подходит для большинства мягких грунтовых слоев и является наиболее распространенным методом.

（2）Сухой метод (метод сухого струйного смешивания)
Цементный порошок напрямую впрыскивается в грунт для смешивания. Максимальная глубина армирования — 15 м. Подходит для мягких грунтов с высоким содержанием воды, не требует подготовки жидкой смеси и обеспечивает более высокую эффективность строительства.

Ⅱ. Подготовительные работы перед строительством (Четыре ключевых пункта)

Достаточная подготовка перед строительством критична для контроля качества и предотвращения повторных работ. Работа сосредоточена на площадке, оборудовании, материалах и пробных сваях.

（1）Подготовка площадки
Выравнять площадку по проектной отметке, убрать поверхностные мусор и подземные препятствия. Осушить и осветлить заливающиеся водою низины, затем засыпать их связным грунтом (чужой грунт строго запрещен). Предварительно определить наличие подземных коммуникаций и уровень воды, принять меры для защиты от повреждения коммуникаций во время строительства.

（2）Подготовка оборудования
Использовать стандартное специализированное оборудование без несанкционированных модификаций: для мокрых свай применяют специальные мокрые струйные установки, для сухих — специализированные сухие струйные установки. Каждая установка для свай должна быть оснащена автоматическими регистрирующими устройствами и калиброванными измерительными приборами. Четко маркировать буровые стержни для точного контроля длины сваи.

（3）Подготовка материалов
Принимается обычный портландцемент марки 42.5. Запрещается использование цемента с влажностью или комками. Для мокрого метода соотношение воды и цемента контролируется в пределах 0,45 ~ 0,65, а расход цемента на погонный метр сваи не должен быть менее 50 кг. Соотношение смешивания цемента должно быть выше 12%. Добавки добавляются согласно проекту и проходят контроль качества.

（4）Пробные сваи (обязательное требование)
Перед началом официальных работ необходимо построить пробные сваи (не менее 3 штук) под наблюдением руководителя. Определить ключевые параметры строительства, включая скорость бурения, скорость подъема, давление закачки/порошковой струи. Официальное строительство может начаться только после получения квалифицированных пробных свай и опубликования параметров.

 
Ⅲ. Основные процедуры строительства (8 шагов для мокрого метода)

Мокрый метод широко применяется, в основном используя 4-кратную струйную и 4-кратную смешивающую обработку (засыпка раствором на протяжении всего процесса) или 3-кратную струйную и 4-кратную смешивающую обработку (без закачки раствора в финальной смеси). Общая последовательность: позиционирование → выравнивание → смешивание раствора → бурение с закачкой раствора → подъём с закачкой раствора → повторное смешивание и закачка раствора → окончательный подъём → перемещение установки.

（1）Позиционирование, центрирование и выравнивание установки для сваи
Используйте тахеометр или GPS для точного позиционирования. Допустимое отклонение положения сваи ≤5 см. Повторно проверьте после разметки. Выровняйте установку и держите ось смешивания вертикальной.

（2）Контроль вертикальности направляющей рамы
Проверьте вертикальность с двух сторон с помощью теодолита или отвеса. Отклонение вертикальности не должно превышать 1,0% длины сваи. Избыточное отклонение приведет к наклонным сваям и ослабит несущую способность фундамента.

（3）Предварительное смешивание раствора
Готовьте цементный раствор строго по проектному соотношению воды и цемента перед бурением. Перемешивайте не менее 3 минут и просеивайте раствор. Время хранения готового раствора не должно превышать 4 часов; утилизируйте просроченный раствор, чтобы избежать расслоения и осадка.

（4）Смешивание и бурение
После нормальной работы головки смешивания, бурите вниз одновременно с перемешиванием и закачкой раствора. Если возникают скачки тока, это указывает на наличие твердого слоя. Продолжайте бурение еще на 50 см для подтверждения фактической длины сваи.

（5）Закачка раствора, смешивание и подъём
Достигнув проектной глубины, продолжайте закачку и смешивание в течение 30 секунд. Затем непрерывно поднимайте головку смешивания со скоростью 0,5~0,8 м/мин, как подтверждено пробными сваями, с непрерывной закачкой раствора. Подъем без закачки строго запрещен, чтобы избежать разрушения сваи и образования пустот.

（6）Повторное смешивание
После подъема до проектной вершины сваи, снова бурите вниз для повторного смешивания и закачки раствора в соответствии со спецификациями. Обеспечьте тщательное смешивание мягкой почвы и раствора для гарантии однородного качества сваи.

（7）Окончательный подъём
Поднимите головку смешивания до земли с постоянной скоростью (заделка или без заделки по необходимости), при этом поддерживая работу смесителя, чтобы предотвратить образование рыхлых слоёв на вершине сваи.

（8）Перемещение установки
Очистите мусор на вершине сваи после завершения одной сваи, затем переместите установку на следующую позицию сваи. Следуйте вышеуказанным процедурам и убедитесь, что перекрытие свай соответствует проектным требованиям.

Ⅳ. Завершение и приемка
Перед сдачей необходимо проверить три ключевых пункта инспекции:
Длина сваи, диаметр сваи и вертикальность должны соответствовать допустимым отклонениям в спецификации.
Прочность тела сваи соответствует стандарту по результатам выборочного испытания.
Несущая способность комбинированного фундамента удовлетворяет проектным требованиям.

 

 
 Ⅴ. Итоги

Ключ к качественному строительству цементных свай глубокого смешивания заключается в достаточной подготовке, стандартизированных процедурах и точных параметрах.

 
Мы предоставляем индивидуальные решения по обработке мягких грунтов и технические консультации на месте, основываясь на условиях проекта, чтобы обеспечить безопасное и эффективное строительство.