水泥搅拌桩荷载传递机理研究_郑刚

水泥搅拌桩荷载传递机理研究

郑　刚　姜忻良　顾晓鲁

(天津大学)

摘　要　通过模型试验和轴对称有限元-无穷元耦合分析,研究了软土层中水泥搅拌桩的荷载传递。分析结果表明,基础、桩长和垫层对水泥搅拌桩复合地基的荷载传递有较大影响。在软土中桩身上部桩土之间可以产生相对滑移,产生相对滑移的深度与桩土模量比有关,砂垫层虽能增大桩间土分担比,但同时也降低了桩顶反力。

关键词　有限元　无限元　水泥-土桩　荷载传递　砂垫层

中图分类号:TU472.3+6 文献标识码:A

文章编号:1000-131X(2002)05-0082-05

1　前 言

对于水泥搅拌桩单桩荷载传递目前已有较多研

究,提出了有效桩长的概念,但这些研究成果多没有

考虑基础的影响。作者[1]曾分析了对水泥搅拌桩复合

地基进行承载力检验时,承压板的存在及其尺寸大小

对水泥搅拌桩桩顶反力和破坏形式的影响。实际工程

中,桩顶与基础之间常设置100～500mm厚砂垫层,

由于垫层的存在,桩土之间荷载传递的情况发生了变

化,垫层的设置将影响单桩达到极限承载力后的破坏

型式,但常规设计仍按无垫层时的复合地基载荷试验

结果进行设计。

以上问题涉及水泥搅拌桩的荷载传递和破坏机理的研究。没有考虑基础和垫层的水泥搅拌桩荷载传递机理已有较多的研究,本文重点研究软土中基础和垫层的存在对其荷载传递的影响。

2　有限元分析原理

2.1　桩土接触面荷载传递

一般认为,基础沉降时水泥搅拌桩桩土之间不产生相对滑移。为了研究水泥搅拌桩荷载传递规律,作者进行了刚性桩和水泥土桩的荷载传递室内对比模型试验[2],见图1。水泥土桩28天龄期时桩土接触面荷载传递情况与干法成孔灌注桩情况较为接近,两者的桩土接触面荷载传递没有大的差别,均表现出了一定的桩土接触面相对滑移现象。其极限侧摩阻力高于湿法成孔(有泥皮)灌注桩极限侧摩阻力。模型试验结论与相同尺寸的水泥搅拌桩、插刚性桩芯的水泥搅拌桩和泥浆护壁钻孔灌注桩现场承载力足尺对比试验结

论一致[3]:在水泥搅拌桩中插入刚性桩芯后,使搅拌桩桩侧摩阻力和端阻力得以发挥,其单桩极限承载力甚至比灌注桩极限承载力还略高。由此可以认为,当采用水泥搅拌桩等水泥土桩加固软土地基时,如同规范经验公式一样[4],可以将水泥土桩视为如同刚性桩桩体来计算桩侧摩阻力。实际工程中水泥土搅拌桩没有表现出高于灌注桩的承载力,主要是因为桩身强度低,水泥土弹性模量也相对较低,试桩时容易发生材料破坏或桩身压缩量大导致桩顶沉降超过判定复合地基承载力对应的沉降标准s=0.004～0.01b[4](b为荷载板的宽度)。

图1　模型试验示意图

图2　接触面摩阻力-相对滑移曲线

　第35卷第5期土　木　工　程　学　报Vol.35　No.5　2002年10月CHINA CIVIL ENGINEERING JOUR NAL Oct.　2002

同济大学为了设计地下连续墙,对混凝土-轻亚粘土和混凝土-淤泥质粘土进行了接触面剪切试验,试验结果表明,接触面剪应力-相对滑移曲线具有明显的非线性,可用双曲线来进行模拟。上述模型试验证明,水泥土-土和混凝土-土接触面荷载传递特性较为接近。因此,参考了上海土

[5]

的有关试验结果建立

了接触面有限元分析模型。2.2　轴对称条件下接触面单元单元刚度矩阵

作者试验证明水泥土与土之间接触面特性与混凝土-土接触面类似,为了模拟桩顶在褥垫层中的刺入问题和水泥土桩与土接触面可能存在相对滑移的问题,引入了接触面单元。一般文献中接触面单元单元刚度矩阵均以平面问题型式来表达,本文根据虚功原理,推导了轴对称条件下接触面单元单元刚度矩阵。

接触面单元采用常规Goodman 无厚度单元,如图3所示。设S i 表示接触面单元的节点切向力,N i 表示法向力,则单元节点力向量为

:

图3　接触面单元

{F }e

={S i N i S j N j S m N m S p N p }节点位移向量为

{δ}e

={U i V i U j V j U m V m U p V p }

记接触单元两侧面之间产生单位压缩或相对滑移所需的力为k n 和k s ,分别称为接触单元的压缩劲度和剪切劲度。并有

{σ}=

σr

τs

=

k n 00

k s

ΔU

ΔV

=1

2[k ][B ]{δ}e (1)σr 、τs 分别是接触单元上的法向应力和剪应力,ΔU 、ΔV 分别为接触面单元内各点的相对位移,几何矩阵[B ]见参考文献[6],由于篇幅所限,本文不再列出。

根据虚功原理,可求得单元劲度矩阵[KE ]。设单元产生虚位移{δ＊

}e

,产生虚应变{ε＊

},

取单元厚度为零,则:

{δ＊}e

T

{F }e

=2πr ∫

l 2

-l

2

{ε＊}T

{σ}d z

(2)

由{ε＊

}=12[B ]{δ＊}e ,得{ε＊}T =12{δ＊}e T [B ]T

,

代入式(2),并由式(1)得

{δ＊}e

T

{F }e

=2πr

∫

l

2

-l

2

12{δ＊}e T

[B ]T 12

[k ][B ]{δ}e d z 由于单元内{δ}e

是常量,且由{δ＊}e

的任意性,所以{F }e

=2πr ·

14

∫

l

2

-l 2

[B ]T [k ][B ]d z {δ}e =[KE ]{δ}

e

(3)

由上式积分得到轴对称接触面单元单元刚度矩阵表达式:

[KE ]=

πrl

32k n 02k s -2k n

2k n

对称

0-2k s 02k s

-k n 0k n 02k n

-k s 0k s 02k s k n 0-k n 0-2k n 02k n 0

k s

0-k s

-2k s 02k s

(4)

水泥土-土接触面单元具体参数根据作者进行的水泥土-土接触面荷载传递试验确定

[2]

。

2.3　轴对称五节点超参无穷元的建立及单元刚度矩

阵推导

岩土工程中有限元分析一般将无限域的土体简化为有限域来进行计算。当计算对象应力或变形影响范围较大时,必然需要取较大的计算域并离散成很多的单元以满足计算精度的必要,而为了便于微机计算和缩短计算时间,有时不得不将计算边界划分得不恰当的小,这样人为假定的边界又必然对计算结果产生影响。为了减少计算单元数量,同时又避免人为划分有限元计算域边界的影响,引入了五节点超参数无穷元,并推导了轴对称单元刚度矩阵。无穷元的引入能显著减少单元数量和计算时间,并且能得到较好的计算效果。图4为无穷元在整体坐标系和局部坐标系下

·

83　·第35卷　第5期郑　刚等·水泥搅拌桩荷载传递机理研究

的单元形态[7]

。

图4　整体坐标和局部坐标下无穷元

(1)坐标变换

坐标r -z 与坐标ξ-η之间的变换关系为:

r (ξ,η)=

∑5

i =1

N i r

i

　z (ξ,η)=

∑5

i =1

N i z

i

(5)

上式中N i 为形函数:

N 1=1

2(ξ-1)(η-1)　N 2=0N 3=-12(ξ-1)(η-1)

N 4=

12ξ(η+1)　N 5=-12

ξ(η-1)(6)

(2)位移模式

单元内场变量u ,w 与节点变量u ,w (节点位移)之间用如下位移函数表示u w

=

M 10M 20M 300M 10M 20M 3

{u 1u 2u 3w 1w 2w 3}T

(7)

其中:

M 1=f (ξ)η(η-1)2　M 2=-f (ξ)(η+1)(η-1)

M 3=f (ξ)

η(η+1)

2

(8)

式中M i 为位移函数,f (ξ)为位移衰减函数,取f (ξ)=

1

ξ+1

为衰减函数。在轴对称问题中,每个节点有四个应变分量:

{ε}=

εr

εθεz γrz

=

r 01r 00

z

z

r

u w

=

M i

r 0Mi r 00 Mi

z Mi z

Mi r

i =1,2,3

{δ}e

=[B ]{δ}

e

(9)

其中几何矩阵[B ]为

[B ]=

M 1 r 0

M 2

r 0 M 3

r 0M 1r 0M 2

r 0M 3r 00 M 1

z 0 M 2

z 0 M 3

z M 1 z

M 1 r

M 2 z

M 2 r

M 3 z

M 3 r

(10)

由于M i (ξ,η)为局部坐标ξ,η的函数,为了求得M i (ξ,η)对总体坐标r ,z 的导数,应作坐标变换,写成显式表达式:

M i r =1

|J |

∑5

i =1 N i

ηz i · M i ξ-? M i ξz i · M i

ηi =1,2,3

M i z =1

|J |-∑5

i =1 N i ηr i · M i ξ+∑5

i =1 N i ξ· M i ηi =1,2,3

(11)

至此,几何矩阵[B ]已可求。(3)单元刚度矩阵

节点应力向量为

{σ}={σr σθσz τr z }=[S ]{δ}e =[D ][B ]{δ}e

(12)式中[D ]为弹性矩阵。单元劲度矩阵为

[k ]

e

=2π∫r 2r 1∫

z

2

z

1

[B ]T

[D ][B ]r d r d z

(13)

作积分变换

[k ]e

=

∫1-1∫

∞

2πr [B ]T

[D ][B ]|J |d ξd η

令ξ=1+t

1-t

,代入上式得[k ]

e

=

∫1-1∫

1

-1

2πr [B ]T

[D ][B ]

2|J |

(1-t )

2d t d η

(14)

至此,{k }e

可用高斯积分法求出,即

[k ]e =∑2P =1∑2

Q =1W P W Q [B ]T [D ][B ]2|J |(1-t )

2

(15)土体和桩体均采用了四节点轴对称等参数单元,本构关系采用D -P 模型,水泥土视为弹性材料。

·84·土　木　工　程　学　报

2002年

3　非线性有限元分析结果及讨论

3.1　有基础时单桩荷载传递分析

为了研究有基础时水泥土桩荷载传递,根据工程实践中水泥土桩的桩身弹性模量常规值,对比计算了桩土模量比E p E s 分别为40、20和12(分别为图中曲线1、2、3,下同)三种情况下有基础时单桩荷载传递规律,包括桩身轴力、侧摩阻力和桩侧桩土接触面的桩土相对位移情况。算例桩径均为500mm ,基础尺寸为直径1m 的圆板。

图5是三种桩土模量比时,基础顶面作用相同竖向荷载时桩身轴力沿桩长分布图。桩土模量比越高,桩顶反力越大,最大轴力出现在桩顶。图6是侧摩阻力沿桩长分布图,与无基础时桩侧摩阻力分布有较大区别,由于基础对桩土接触面相对滑移的限制,桩顶以下约2倍桩径深度范围内桩侧摩阻力较小,桩顶处几乎为零,而无基础时桩身上部侧摩阻力最大。桩土接触面相对滑移量沿桩长的分布规律与桩侧摩阻力分布曲线相似,桩顶处桩土接触面相对滑移为零。与认为桩土接触面位移是协调的传统概念相比,桩土接触面还是存在相对滑移的,虽然相对滑移量很小,但从水泥土桩模型试验结果[2]

看,仅需不大的相对滑移量即能使桩侧摩阻力发挥。而该相对滑移主要发生在自桩顶至桩顶以下4～6m 范围内,桩土模量比越大,产生相对滑移的深度越大,但几乎很难超过6m 深。基础承台的存在限制了桩顶部分的桩土接触面相对滑移,削弱了桩身上部侧摩阻力

。

图6　桩侧摩阻力沿

桩长分布图

图5　桩身轴力沿 桩长分布图

为了分析桩长对桩荷载传递的影响,还计算了软

土中桩长分别为3m 、6m 、8m 时在相同桩顶沉降下桩侧桩土接触面相对滑移的情况(桩土模量比E p E s 为20)。计算结果表明,对软土中无硬持力层短桩,当

桩身强度和弹性模量较高时,在桩身全长范围内桩土

界面都可产生相对滑移,因而可能发生类似刚性桩的

刺入破坏,桩体本身不会破坏,因此其承载力一般由变形控制;当桩长超过6m 时,桩身下部桩土界面已基本不能产生相对滑移,继续加载时桩身压坏,标志着单桩达到其极限承载力。因此,进行复合地基承载力检验时,必须考虑其破坏型式,不能仅仅只简单采用变形控制的标准来确定承载力,正如作者曾对此提

出的建议[1]

。

3.2　带垫层复合地基基础-垫层-桩-土共同作用分析 当桩顶与基础直接连接时,由于基础对桩顶部分桩土相对滑移的约束作用,限制了桩间土承载力的发挥。为了研究垫层对桩间土承载力发挥的影响,计算了带垫层的单桩-基础系统的荷载传递情况。

桩长为6m 时,不同垫层厚度时桩土接触面侧摩阻力-深度分布曲线见图7。桩土间相对滑移沿桩长的分布与侧摩阻力分布相似。图7曲线1、2、3分别代表基础下垫层厚度为0、200mm 、500mm 。当垫层厚度为零时,由于基础板的约束,桩顶桩土相对滑移为零,侧摩阻力相应也为零;垫层厚度为200mm 时,由于桩顶向垫层中产生刺入,垫层相对桩顶产生向下的相对滑移,桩顶部分侧摩阻力变为负值;垫层厚度图7　侧摩阻力-深

度分布曲线

为500mm 时,桩顶向垫层中的刺入量增大,桩顶部分侧摩阻力亦为负值。由图7可以看出,虽然由于垫层的作用产生了负侧摩阻力,但由于桩身上部压缩量也大,此负侧摩阻力传递深度极为有限。由于负摩阻力的产生,最大摩阻力出现在桩顶以下某深度处,垫层越厚,最大摩阻力产生深度越深。

必须考虑垫层厚度带来的桩承载力发挥受限问题。表1为基础上作用相同荷载在相同沉降下不同垫层厚度时的桩顶反力。

表1　不同垫层厚度时的桩顶反力

垫层厚度(mm )0200500桩顶反力(kN )104

77

64

注:桩长6m 。

由上表可以看出,虽然垫层能够增大桩间土分担比,提高桩间土的利用率,但当垫层较厚时,会降低

·

85　·第35卷　第5期郑　刚等·水泥搅拌桩荷载传递机理研究

桩顶反力,降低程度取决于垫层厚度和垫层密实度。其规律还需进一步专门研究。

与无垫层时最大轴力出现在桩顶不同,设置垫层后,由于桩身上部出现负摩阻力,使桩身轴力最大处不在桩顶,而是出现在桩顶以下约2倍桩径处。因此,对长桩或进入硬持力层的短桩,在垫层上进行载荷试验当达到极限承载力时,桩身强度破坏(压裂)往往发生在桩顶下桩身轴力最大处。必须进行开挖才能发现。

4　结 语

以上仅对软土中单桩进行了研究。在软土中的水泥土桩模型试验结果[2]

证明水泥土-土接触面类似刚

性桩性质,然而,当土质条件较好时,桩土接触面相对滑移量可能会很小,甚至几乎无法产生,单桩承载力将由桩身材料控制,群桩时相邻桩之间也会对其荷载传递产生较大影响[8]。因此,如能提高水泥搅拌桩桩身强度,将能大幅度提高单桩承载力,使水泥搅拌桩复合地基发挥更大经济效益,这是值得重视的水泥搅拌桩的一个重要发展方向。天津大学建筑设计院等

单位进行的现场承载力足尺对比试验表明[3]

,在水泥搅拌桩中插入刚性桩芯后,水泥搅拌桩单桩极限承载力提高至相同尺寸灌注桩极限承载力以上。

载荷试验时仅仅采用变形控制标准来确定复合地

基承载力是不合理的,应根据其荷载传递特点和可能破坏模式确定试验方法和承载力判定标准。作者对此提出了建议

[1]

,例如,对长桩和进入硬持力层的短

桩,单桩承载力可能主要由材料强度控制,应进行单桩试验并加载至破坏以确定单桩极限承载力,用于复合地基承载力计算。

与刚性桩桩土接触面荷载传递的丰富的实测结果相比,目前与以上研究成果相对应的水泥土桩荷载传递的实测结果较少,在此基础上有必要进行实测研究,以提高对复合地基工作机理的认识。

参　考　文　献

[1]　郑刚,顾晓鲁,姜忻良.水泥搅拌桩复合地基承载力

辨析[J ].岩土工程学报,2000,22(4):487～489[2]　郑刚,姜忻良.水泥搅拌桩复合地基承载力研究[J ].岩土力学,1999,20(3):46～50[3]　天津大学建筑设计院,沧州机施公司等.组合桩的试验研究[M ].1999.12.[4]　JGJ79—91建筑地基处理技术规范[S ]

[5]　朱百里,沈珠江.计算土力学[M ].上海:上海科学技术出版社,1990

[6]　钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算(第二版)[M ].北京:水利电力出版社,1994:98～102

[7]　赵崇斌等.用无穷元模拟半无限平面弹性地基[J ].清华大学学报(自然科学版),1986,26(3):51～63

[8]　韩煊,李宁.复合地基中群桩相互作用机理的数值试

验研究[J ].土木工程学报,1999,32(4):75～80

RESEARC H ON THE MECHANISM OF LOAD TRANSFER FOR C EMENT -SOIL PILE

Zheng Gang Jiang Xinliang G u Xiaolu

(Tianjin University )

Abstract

The load transfer of cement -soil pile in soft soil is studied using the finite and infinite element method .It is also studied up the model test .The results sho w that the foundation ,length of pile ,and sand cushion can greatly effect on the load trans -fer .There is relative displacement between the upper part of cement -soil pile and soft soil .It is related to the modular ratio of

pile to soil .The effects of the sand cushion on the cement -soil pile are stressed to discussed in the paper .It is found that more loads ar e carried by the soil when a sand cushion is existed .

Key words :finite -element method ,infinite -element method ,cement -soil pile ,load transfer sand ,cushion

郑　刚　博士,教授,中国土木工程学会地基处理学术委员会委员,天津市建筑学会地基基础学术委员会委员,天津大学

土木工程系副主任,从事岩土工程教学、科研及设计工作。通讯地址:300072　天津市七里台天津大学土木工程系

姜忻良　博士,教授,天津大学建筑工程学院副院长,从事工程计算力学的教学与研究。

顾晓鲁　教授,现为中国土木工程学会土力学及岩土工程分会常务理事、中国建筑学会地基基础分会副理事长、天津市建

筑学会副理事长。

·86·土　木　工　程　学　报2002年

三轴水泥搅拌桩的计算方法

工程量的计算(加固时整幅打桩，止水时套接一孔)： 定额的工程量计算规则是按桩径截面积乘以桩长，采用多轴施工搅拌桩的工程量计算关键在于桩截面积的确定，仍采用“桩径截面积”则不可行，应该扣除桩径截面一次形成的重叠部位面积，如下图为三轴搅拌桩，一次成活三个桩径断面，应扣除两个部位的重叠面积。 设桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为： 原面积： S1=（0.85/2）2×3.1416×3=1.7024m2 圆心角： θ=2×acos(0.3/0.425)=90.1983° 一个扇形面积：S2=（0.85/2）2×3.1416×90.1983/360=0.1423 m2三角形面积： S3=(0.4252-0.32)1/2×2×0.3/2=0.0903 m2 一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m2 每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052*4=1.495m2 套接一孔： 每幅桩平均断面积 为(1.4944+1.7024/3)/2=1.031m2

设桩径为650mm，桩轴（圆心）矩为450mm，则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为： 原面积： S1=（0.65/2）2×3.1416×3=0.9955m2 圆心角： θ=2×acos(0.225/0.325)=92.3738° 一个扇形面积：S2=（0.65/2）2×3.1416×92.3738/360=0.085 m2三角形面积： S3=(0.3252-0.2252)1/2×2×0.3/2=0.0528 m2 一个弓形面积: S4=S2-S3=0.085-0.0528=0.0322 m2 每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=0.9955-0.0322*4=0.8667m2 套接一孔： 每幅桩平均断面积 为： （0.9955+0.3318-0.0322*4）/2＝0.599m2

搅拌桩水泥掺量计算

搅拌桩水泥掺量计算有关水泥土搅拌桩的计算 （一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算： 见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。 （二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算： 根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在16～20KN/m3之间，大多为18KN/m3左右。当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按18KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。有的围护工程设计提出土的重度按19KN/m3计算。换算公式：1tf/m3=m3≈10KN/m3 18KN/m3÷10KN/m3=m3 加固土体的水泥用量=被加固土体的重度×水泥掺量 如：常用的水泥掺量为13%或15% 1、当水泥掺量为13%，土的重量按m3 水泥用量=m3×13%=m3=234kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为234kg 2、当水泥掺量为15%，土的重量按m3 水泥掺量=m3×15%=m3=270kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为270kg （三）每幅水泥土搅拌桩每m段的水泥用量计算： 1、当水泥掺量为13%，截面积按㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×㎡×1m=

2、当水泥掺量为13%，常规截面积按㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×㎡×1m= （四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算： 水泥密度3t/m3 水的密度1t/m3 1、当水灰比为 即：1t水泥：水两体拌和后的重量为 两体拌和后的体积=1/3m3＋1m3= 灰浆密度=重量÷体积=÷=m3 2、当水灰比为 即：1t水泥：水两体拌和后的重量为 两体拌和后的体积=1/3m3＋1m3= 灰浆密度=重量÷体积=÷=m3 （五）每幅水泥土搅拌桩每m段的浆量计算： 根据上述（三）和（四）可得知 1、当水灰比，水泥掺量13%，每幅桩截面积按㎡时，每m段的水泥用量为。1t水泥可拌制灰浆 即：1kg水泥可拌制灰浆 则：每m段浆量=×＝ 2、当水灰比，水泥掺量13%，每幅桩截面积按㎡时，每m段的水泥用量为。则：每m段浆量=×＝ 3、当水灰比，水泥掺量13%，每幅桩截面积按㎡时，每m段的水泥用量为。1t水泥可拌制灰浆

关于三轴搅拌桩的计算方法

关于多轴水泥搅拌桩的计价释疑 当搅拌桩施工工艺与计价定额不同时，有关的工程量计算和计价规则也应随着调整， 工程量的计算： 定额的工程量计算规则是按桩径截面积乘以桩长，采用多轴施工搅拌桩的工程量计算关键在于桩截面积的确定，仍采用“桩径截面积”则不可行，应该扣除桩径截面一次形成的重叠部位面积，如下图为三轴搅拌桩，一次成活三个桩径断面，应扣除两个部位的重叠面积。 设桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为： 原面积： S1=（0.85/2）2×3.1416×3=1.7024m2 圆心角：θ=2×acos(0.3/0.425)=90.1983° 一个扇形面积：S2=（0.85/2）2×3.1416×90.1983/360=0.1423 m2 三角形面积： S3=(0.4252-0.32)1/2×2×0.3/2=0.0903 m2 一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m2 每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052*4=1.4944m2 水泥的掺量：水泥掺量的问题主要是因水泥搅拌桩的“套打”工艺产生，一般设计往往只给出一个掺量比例，而没有考虑套打部位时重叠部位截面范围掺量比例的确定，特别是当采用整个桩径断面套打时，如三轴搅拌桩按整个桩径套打时，其断面情况如下图：

因水泥搅拌桩所谓的“套打”和搅拌不是分别计算的子目，假设设计要求水泥搅拌桩全断面“套打”，搅拌涉及的水泥掺入比仅简单规定为15%，故原设计的水泥掺入比是指一次成活时或多次成活后的标准要求不明确，如是前者，则“套打”部位如不考虑扣除一次成活扣除的弓形部位，上图计算3次处将为45%、计算2次部位为20%了？如为后者，而计算一次处却为不超过5%了，所以设计仅简单明确一个水泥掺入比例是不够的，应明确水泥掺入比例是指何中情况下的。 而且所谓的掺入水泥比例定额是按搅拌时地基土的容重考虑的，在第一次成活时地基土容重必定小于第二次成活时的地基土容重，所以，设计还应该明确搅拌桩成活后的地基土应该达到的容重，这样在造价计算时建施双方就不会有争议了。 一、三轴搅拌桩 1、 多排坝体 图1.1.1 1次成活计算1次 2次成活计算3次 1次成活计算2次 2次成活计算2次

水泥土搅拌桩的计算

二、有关水泥土搅拌桩的计算 （一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算： 见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。 （二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算： 根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在16～20KN/m3之间，大多为18KN/m3左右。当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按18KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。有的围护工程设计提出土的重度按19KN/m3计算。 换算公式：1tf/m3=9.80665KN/m3≈10KN/m3 18KN/m3÷10KN/m3=1.8tf/m3 加固土体的水泥用量=被加固土体的重度×水泥掺量 如：常用的水泥掺量为13%或15% 1、当水泥掺量为13%，土的重量按1.8t/m3 水泥用量=1.8t/m3×13%=0.234t/m3=234kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为234kg 2、当水泥掺量为15%，土的重量按1.8t/m3 水泥掺量=1.8t/m3×15%=0.270t/m3=270kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为270kg （三）每幅水泥土搅拌桩每m段的水泥用量计算： 根据每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法），φ700mm的每幅桩截面积为0.70224549㎡，计算时按0.702㎡。 1、当水泥掺量为13%，截面积按0.702㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×0.702㎡×1m=164.27kg 2、当水泥掺量为13%，常规截面积按0.71㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×0.71㎡×1m=166.14kg （四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算： 水泥密度3t/m3水的密度1t/m3 1、当水灰比为0.5 即：1t水泥：0.5t水两体拌和后的重量为1.5t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.5/1m3=0.83m3 灰浆密度=重量÷体积=1.5t÷0.83m3=1.8t/m3 2、当水灰比为0.55 即：1t水泥：0.55t水两体拌和后的重量为1.55t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.55/1m3=0.883m3 灰浆密度=重量÷体积=1.55t÷0.883m3=1.755t/m3 （五）每幅水泥土搅拌桩每m段的浆量计算： 根据上述（三）和（四）可得知 1、当水灰比0.5，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.702㎡时，每m段的水泥用量为164.27kg。1t水泥可拌制灰浆0.83m3 即：1kg水泥可拌制灰浆0.83L 则：每m段浆量=0.83L×164.27=136.89L 2、当水灰比0.5，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.71㎡时，每m段的水泥用量为166.14kg。则：每m段浆量=0.83L×166.14=138.45L 3、当水灰比0.55，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.71㎡时，每m段的水泥用量为166.14kg。1t水泥可拌制灰浆0.883m3

水泥搅拌桩施工记录表

工程名称：广东建工广东工程有限公司第1页第3页工程编号：813检验编号：DC 桩号桩号桩号桩号桩号1号桩号桩号1号桩号1号桩号40013+10+11+11+14 48号桩号2 16 437号桩号400 11+14+11+14+14 49 1号桩号16437；4-3号桩号17438；40010+11+14+14 49有35个；有4个；14+10+10+14+14 48有18440个；40014+14+12+12+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+ 14+14+11+1482的结果表明，在51个测试中，12+12+12+12+12+12+13+14，有以下特征：40010+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10++10 +10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10 +435+12 471是23 465? 400 12+11+12+12+13 50 3 3有9 134+11+11+15+15 52 1有24 462? 11+12+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+1

搅拌桩水泥掺量计算

搅拌桩水泥掺量计算 有关水泥土搅拌桩的计算 （一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算： 见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。 （二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算： 根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在16～20KN/m3之间，大多为18KN/m3左右。当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按 18KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。有的围护工程设计提出土的重度按19KN/m3计算。 换算公式：1tf/m3=9.80665KN/m3≈10KN/m3 18KN/m3÷10KN/m3=1.8tf/m3 加固土体的水泥用量=被加固土体的重度×水泥掺量 如：常用的水泥掺量为13%或15% 1、当水泥掺量为13%，土的重量按1.8t/m3 水泥用量=1.8t/m3×13%=0.234t/m3=234kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为234kg 2、当水泥掺量为15%，土的重量按1.8t/m3 水泥掺量=1.8t/m3×15%=0.270t/m3=270kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为270kg （三）每幅水泥土搅拌桩每m段的水泥用量计算： 根据每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法），φ700mm的每幅桩截面积为 0.70224549㎡，计算时按0.702㎡。 1、当水泥掺量为13%，截面积按0.702㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×0.702㎡×1m=164.27kg 2、当水泥掺量为13%，常规截面积按0.71㎡ 每m段的水泥用量=234kg/m3×0.71㎡×1m=166.14kg （四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算： 水泥密度3t/m3 水的密度1t/m3 1、当水灰比为0.5 即：1t水泥：0.5t水两体拌和后的重量为1.5t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.5/1m3=0.83m3 灰浆密度=重量÷体积=1.5t÷0.83m3=1.8t/m3 2、当水灰比为0.55 即：1t水泥：0.55t水两体拌和后的重量为1.55t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.55/1m3=0.883m3

三轴搅拌桩的计算方法

三轴搅拌桩的计算方法文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

关于多轴水泥搅拌桩的计价释疑当搅拌桩施工工艺与计价定额不同时，有关的工程量计算和计价规则也应随着调整， 工程量的计算： 定额的工程量计算规则是按桩径截面积乘以桩长，采用多轴施工搅拌桩的工程量计算关键在于桩截面积的确定，仍采用“桩径截面积”则不可行，应该扣除桩径截面一次形成的重叠部位面积，如下图为三轴搅拌桩，一次成活三个桩径断面，应扣除两个部位的重叠面积。 设桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则每次成活桩截面积S 为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为： 原面积： S1=（2）2××3=1.7024m2 圆心角：θ=2×acos=° 一个扇形面积：S2=（2）2××360=0.1423 m2 三角形面积： S3=0.0903 m2一个弓形面积: S4=S2-S3=0.052 m2每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=1.4944m2水泥的掺量：水泥掺量的问题主要是因水泥搅拌桩的“套打”工艺产生，一般设计往往只给出一个掺量比例，而没有考虑套打部位时重叠部位截面范围掺量比例的确定，特别是当采用整个桩径断面套打时，如三轴搅拌桩按整个桩径套打时，其断面情况如下图： 1次成2次成 2次成 1次成

因水泥搅拌桩所谓的“套打”和搅拌不是分别计算的子目，假设设计要求水泥搅拌桩全断面“套打”，搅拌涉及的水泥掺入比仅简单规定为15%，故原设计的水泥掺入比是指一次成活时或多次成活后的标准要求不明确，如是前者，则“套打”部位如不考虑扣除一次成活扣除的弓形部位，上图计算3次处将为45%、计算2次部位为20%了如为后者，而计算一次处却为不超过5%了，所以设计仅简单明确一个水泥掺入比例是不够的，应明确水泥掺入比例是指何中情况下的。 而且所谓的掺入水泥比例定额是按搅拌时地基土的容重考虑的，在第一次成活时地基土容重必定小于第二次成活时的地基土容重，所以，设计还应该明确搅拌桩成活后的地基土应该达到的容重，这样在造价计算时建施双方就不会有争议了。 一、三轴搅拌桩 1、多排坝体 图1.1.1 图1.1.2 1）、大幅桩截面积为：S =<（÷360）×××1/4+×>×2+（÷360× 1 2）×××1/4+××2≈或3×××1/4-（（90/360）×××1/×）×4≈（注1）

水泥搅拌桩水泥浆比重和水灰比的计算

水泥搅拌桩水泥浆比重和水灰比的计算 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

水泥搅拌桩水泥浆比重和水灰比的计算 水泥搅拌桩施工中的水灰比一般是设计给出。大体的范围介于0.4~0.5之间。这个假如是0.5来推算一些公式，供大家参考使用。 一、水泥浆比重的概念 1、水泥浆比重，是指水泥浆的重量与体积之比。比如是水灰比是0.5，那么我们可以计算出水泥浆的比重如下： 假如是水是1，那么水泥是2，水的体积是1，水泥的体积是2/3.1（3.1是水泥的比重）， 这样计算出水泥浆的比重为： （1+2）/(1+(2/3.1))=1.823 2、现场监测根据水泥浆的比重计算水灰比公式 现场水泥浆如何测算其水灰比，采用下面的公式很有用的。 我们使用NB-1水泥浆比重仪测量水泥浆的比重，然后反算这种水泥浆的水灰比。假如现场测量的水泥浆的比重为 x，设定水灰比为n，公式如下（推算过程略）： n=（3.1-x）/（3.1*(X-1)) 我们可以验证一下。我们假如测量的水泥浆的比重是1.823，那么计算水灰比就是： 1.277/ 2.551=0.50 ,就是0.5了与前面计算是一致的。 好了，这个供大家参考。 给大家一个nb-1水泥浆比重计使用说明 一、用途：

NB-1型泥浆比重计是用于测定比重的仪器，其单位为克/立方厘米。二、主要技术特性： 测量范围从0.96~3克/立方厘米，刻度分度值为0.01克/立方厘米，泥浆杯的容量为140立方厘米。 三、结构简要说明： 本型泥浆比重计是不等臂杠杆式仪器，它的主要部件，如图所示。 四、使用简要说明： 本泥浆比重计使用时，须将泥浆注入（3）泥浆杯内，齐平杯口为止，不要留有气泡，将杯盖（4）轻轻盖上，多余泥浆和空气即从杯盖中间小孔中排出，再将溢出的泥浆揩刷干净。然后把（1）杠杆的主刀口（2）放到底座（7）的主刀垫（8）上去，将砝码（6）缓缓移动，当水泡位于中央时，杠杆呈水平状态，砝码左侧所示刻度，即为泥浆比重。 如需测得泥浆比重2~3克/立方厘米范围时，需将平衡圆柱盖旋开（11），然后将平衡重锤（10）放入，旋上螺纹盖即可测得。（测量方法及步骤同上）仪器使用后应冲洗揩刷干净。 五、校验方法： 检验仪器是否准确，可在泥浆杯中注满蒸馏水，用同样方法测量所测得比重如为1，则表时比重计是准确的。如果测得结果不为1，则可将比重计的平衡圆柱盖拧开，增减圆柱内的金属颗粒，使所测量的比重为1即可。 六、外形尺寸： 本泥浆比重计所占体积为：500×100×100毫米

浅析三轴水泥搅拌桩水泥用量及注浆量控制和工程量的计算

浅析三轴水泥搅拌桩水泥用量及注浆量控制和 工程量的计算 The manuscript was revised on the evening of 2021

浅析三轴水泥搅拌桩水泥用量及注浆量控制和工程量的计算 本文摘自中国论文网，原文地址：摘要：根据型钢水泥土搅拌墙技术规程 JGJ199-2010，结合工程实例阐述三轴水泥搅拌桩施工过程中水泥用量及注浆量的计算和现场控制措施，以及根据浙江省市政工程预算定额（2010）及其定额解释阐述三轴水泥搅拌桩工程量的计算方法，为省内类似工程施工提供参考。中国论文网关键词：三轴水泥搅拌桩水泥用量及水泥浆量计算与控制工程量计算 中图分类号：文献标识码：A 文章编号： 三轴水泥搅拌桩就是利用新型的三轴搅拌桩机就地利用三轴螺旋式或螺旋叶片式两种搅拌机头钻进旋转切削土体，同时在其中两轴钻头端部将水泥浆液喷入土体，并在中轴钻头端部喷入高压空气，对水泥土进行充分搅拌，并置换出部分水泥土浆。在完成的三轴水泥搅拌桩内插入H型钢，就是型钢水泥土搅拌墙（一般在搅拌桩施工结束后30分钟内，再将H型钢插入搅拌桩体内，固化后形成水泥土“地下连续墙”墙体）。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市建设中的深基坑工程。 型钢水泥土搅拌墙在市政工程的应用比较普遍，如管道沟槽的开挖、地铁车站的出入口基坑、过江隧道及城市地下通道的明挖段的围护结构等；三轴水泥土搅拌桩单独作为截水帷幕，具有土层适应性强、截水性能好、施工速度快、造价低等特点，在杭州粉土地区应用广泛，已基本取代高压旋喷桩；在软土地基上，采用三轴水泥土搅拌桩加固土体的效果明显优于普通水泥土搅拌桩，在开挖深度较深、环境保护要求严格的工程中应用较为普遍。

双头水泥搅拌桩工程量计算方法

深层水泥搅拌桩工程量计算方法 水泥搅拌桩工程量=桩径截面积×(设计桩顶标高-设计桩底标高+另加长度)×根数 空搅部分工程量=桩径截面积×(自然地坪标高-设计桩顶标高-另加长度)×根数 对于单头水泥搅拌桩来说，桩径截面就是一个圆，所以桩径截面积=π r 2 。 注：式中 r 为圆的半径，π为圆周率。 对于双头水泥搅拌桩来说，其桩径截面是由两个圆相交而组成的图形(如图所示)，所以桩径截面积应按两个圆面积之和减去重叠部分(由两个弓形组成)面积来计算，然而这个重叠部分面积，计算起来是比较麻烦的。 如果圆的半径 r 、两圆连心距d均为已知数据，假设圆心角为θ(未知)，图形中的三角函数关系为： cos( θ /2) = ( d / 2 )/r θ /2 = arccos[d/ ( 2r ) ] ∴θ= 2arccos[d/ ( 2r ) ] 根据平面几何和三角函数知识，且θ以弧度来计量，则可以推导出一个较简便的弓形面积计算公式： 扇形 O 1 AB 面积=( 1/2 ) r 2 ·θ 三角形 O 1 AB 面积=( 1/2 ) r 2 · sin θ ∴弓形面积=扇形 O 1 AB 面积 - 三角形 O 1 AB 面积 =( 1/2 ) r 2 (θ- sin θ) 所以 , 对于双头水泥搅拌桩来说 : 其桩径截面积= 2 π r 2 - r 2 (θ- sin θ)= r 2 ( 2 π-θ+ sin θ) 注：式中的θ必须用弧度来计量;计算时，可把计算器设置在弧度( RAD )状态;如θ为角度，只须乘以(π /180 )就可化为弧度。

双头水泥搅拌桩，桩径截面积计算举例：已知圆半径 r = 0.25m ，两圆连心距d= 0.40m ，则圆心角θ= 2arccos[d/ ( 2r ) ] = 2arccos[0.40/ ( 2 × 0.25 ) ] = 1.2870 (注：计量单位为弧度，一般可以不写)，其桩径截面积= r 2 ( 2 π- θ+ sin θ)= 0.25 2 ×( 2 π- 1.2870 + sin1.2870 )= 0.3723m 2 。

搅拌桩水泥掺量计算

搅拌桩水泥掺量计算 （一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算：见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。 （二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算：根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在16～20KN/m3之间，大多为18KN/m3左右。当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按18KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。有的围护工程设计提出土的重度按19KN/m3计算。换算公式：1tf/m3=9.80665KN/m3≈10KN/m3 18KN/m3÷10KN/m3=1.8tf/m3 加固土体的水泥用量=被加固土体的重度×水泥掺量 如：常用的水泥掺量为13%或15% 1、当水泥掺量为13%，土的重量按1.8t/m3 水泥用量=1.8t/m3×13%=0.234t/m3=234kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为234kg 2、当水泥掺量为15%，土的重量按1.8t/m3 水泥掺量=1.8t/m3×15%=0.270t/m3=270kg/m3 即：加固1m3土体的水泥用量为270kg （三）每幅水泥土搅拌桩每m段的水泥用量计算： 根据每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法），φ700mm的每幅桩截面积为0.70224549㎡，计算时按0.702㎡。 1、当水泥掺量为13%，截面积按0.702㎡每m段的水泥用量

=234kg/m3×0.702㎡×1m=164.27kg 2、当水泥掺量为13%，常规截面积按0.71㎡每m段的水泥用量=234kg/m3×0.71㎡×1m=166.14kg （四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算： 水泥密度3t/m3 水的密度1t/m3 1、当水灰比为0.5 即：1t水泥：0.5t水两体拌和后的重量为1.5t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.5/1m3=0.83m3 灰浆密度=重量÷体积=1.5t÷0.83m3=1.8t/m3 2、当水灰比为0.55 即：1t水泥：0.55t水 两体拌和后的重量为 1.55t 两体拌和后的体积=1/3m3＋0.55/1m3=0.883m3 灰浆密度=重量÷体积=1.55t÷0.883m3=1.755t/m3 （五）每幅水泥土搅拌桩每m段的浆量计算： 根据上述（三）和（四）可得知 1、当水灰比0.5，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.702㎡时，每m 段的水泥用量为164.27kg。1t水泥可拌制灰浆0.83m3 即：1kg水泥可拌制灰浆0.83L 则：每m段浆量=0.83L×164.27=136.89L

水泥搅拌桩旁站监理记录表001

水泥搅拌桩旁站监理记录表001 旁站监理记录表 工程名称:道达尔润滑油生产加工、仓储项目编号:SJ-ZJ-001 日期及气 候:2011年12月2日工程地点:道达尔润滑油生产加工、仓储项目施工现场旁站监理的部位:生产加工车间水泥土搅拌桩 旁站监理开始时间:2011.12.02 旁站监理结束时间:2011.12.02 施工情况: 1、施工企业现场质检人员到岗:是? 否 ? ; 2、特殊工种上岗证是否齐全: 是? 否?; 3、施工机械到位:是? 否?; 4、水泥土原材料是否检验:是? 否 ?; 监理情况: 生产车间水泥土搅拌桩施工抽检旁站 设计桩径(cm) 工程量(根) 18 50 水泥品种、强度等级 42.5 施工机号 1#、 2#、3# 设计水灰比 0.5 设计水泥掺量(kg/m) 53 工作时间水泥砂浆序设计桩累计水泥用实际水泥设计喷浆施工桩长开始时终 止时合计的泵压是桩号号长(m) (m) 量(kg) 掺量(kg/m) 量(kg/m) (min) 间(min) 间(min) 否稳定 1 13 13 700 700 53 是 2 13 13 3 13 13 4 13 13 5 13 13 6 13 13 7 13 13 8 13 13 9 13 13 10 13 13 11 13 13 12 13 13 发现问题: 1、有无违反工程建设强制性标准行为, 2、有无其他影响施工质量行为, 处理意见: 备注: 承包企业: 中国天辰工程有限公司监理企业: 天津市石建工程建设监理有限 责任公司 质检员(签字): 旁站监理人员(签字):

年月日年月日 旁站是监理人员控制工程质量，保证项目目标实现必不可少的重要手段。认真贯彻执行旁站监理工作，并对旁站监理作详细的记录，是监理单位的重要工作之一。 一、旁站监理记录工作的重要性 国家建设部的建市[2002]189号、广东省建设厅的粤建管字[2002]97号、佛山市建设局的佛建工字[2002]40号文件都先后发出了关于印发《房屋建筑工程施工旁站监理管理办法( 试行)》的通知，明确规定房屋建筑工程于2003年1月1日起施行施工旁站监理，其他工程的施工旁站监理也可参照该办法实施。 位、房屋建筑工程施工旁站监理，是指监理人员在房屋建筑工程施工阶段监理中，对关键部关键工序的施工质量实施全过程现场跟班的监督活动。根据《房屋建筑工程施工旁站监理管理办法(试行)》规定的房屋建筑工程的关键部位、关键工序，在基础工程方面包括: 土方回填，混凝土灌注桩浇筑，地下连续墙、土钉墙、后浇带及其他结构混凝土、防水混凝土浇筑，卷材防水层细部构造处理，钢结构安装;在主体结构工程方面包括:梁柱节点钢筋隐蔽过程，混凝土浇筑，预应力张拉，装配式结构安装，钢结构安装，网架结构安装，索膜安装。上述这些都是施工难度大，技术要求高，难以检查，出现问题后难以处理的关键部位或关键工序。因此真实、准确、书写工整规范地记录好旁站监理记录，对于每一位监理人员来说至关重要，同时也是工程实施中监理工作的原始记录和最真实的工作依据，是监理档案资料的重要组成部分。回答人的补充 2009-07-03 19:10 二、旁站监理记录的编写方法 (一) 基本情况 包括工程名称、编号、日期及气候、工程地点、旁站监理的部位或工序、旁站监理开始时间、旁站监理结束时间。

三轴搅拌桩计算

一、三轴搅拌桩 1、多排坝体 图1.1.1 图1.1.2 1）、大幅桩截面积为：S1=<（1-90.198÷360）×3.14×0.852×1/4+0.3×0.301>×2+（1-90.198÷360×2）×3.14×0.852×1/4+0.3×0.301×2≈1.495m2或3×3.14×0.852×1/4-（（90/360）×3.14×0.852×1/4-0.3×0.301）×4≈1.495（注1）2）、大幅桩水泥用量：m1= S1×桩长×1.8×水泥掺量。（注2）3）、坝体第1排施工按顺序施工，在第2排起施工时注意搭接并防止前后左右出现施工冷缝。 2、单排止水 图1.2.1 1）、大幅桩截面积为：S1=1.495m2；

小幅桩截面积为：S2=3.14×0.852×1/4=0.567m2； 中幅桩截面积为：S3=（S1+ S2）÷2=1.031 m2； 2）、大幅桩水泥用量：m1= S1×桩长×1.8×水泥掺量； 小幅桩水泥用量：m2= S2×桩长×1.8×水泥掺量； 中幅桩水泥用量：m3= S3×桩长×1.8×水泥掺量。 3）单排止水施工顺序按图1.2.1施工1、施工2、施工3、施工4、施工5，双排止水除按图1.2.1施工同时注意前后排施工冷缝的出现。 二、双轴搅拌桩 图2.1 1）、一幅桩截面积：S=（1-88.831/360）×0.352×3.14×2+0.25×0.49=0.702m2；（同三轴搅拌桩计算方法） 2）、一幅桩水泥用量：m= S×桩长×1.8×水泥掺量。 3）、在第1排施工按顺序施工，在第2排起施工时注意搭接并防

止前后左右出现施工冷缝。 注1：大幅三周搅拌桩截面积：S1=3πD2/4-4（（а/2π） πD2/4-L1L2/2） 注2:自然土体密度取1.8Kg/m3； 每立方米水泥土搅拌桩中水泥用量=单位土体质量×水泥产量。

水泥搅拌桩计算方法

深层水泥搅拌桩工程量计算方法 根据浙江省建筑工程预算定额（2003 版）桩基工程的工程量计算规则：深层水泥搅拌桩工程量按桩径截面积乘桩长计算。桩长按设计桩顶至桩底另加0.50m 计算；若设计桩顶标高至自然地坪小于0.50m 或已达自然地坪时，另加长度应小于0.50m 或不计。空搅部分的长度按设计桩顶至自然地坪的长度减去另加长度计算。其工程量计算公式为：水泥搅拌桩工程量＝桩径截面积×（设计桩顶标高－设计桩底标高＋另加长度）×根数 空搅部分工程量＝桩径截面积×（自然地坪标高－设计桩顶标高－另加长度）×根数 对于单头水泥搅拌桩来说，桩径截面就是一个圆，所以桩径截面积＝πr 2 。 注：式中r 为圆的半径，π为圆周率。 对于双头水泥搅拌桩来说，其桩径截面是由两个圆相交而组成的图形（如图所示），所以桩径截面积应按两个圆面积之和减去重叠部分（由两个弓形组成）面积来计算，然而这个重叠部分面积，计算起来是比较麻烦的。 如果圆的半径r 、两圆连心距ｄ均为已知数据，假设圆心角为θ（未知），图形中的三角函数关系为： cos( θ/2) ＝( ｄ/ ２)/r θ/2 ＝arccos[d/ （2r ）] ∴θ＝2arccos[d/ （2r ）] 根据平面几何和三角函数知识，且θ以弧度来计量，则可以推导出一个较简便的弓形面积计算公式：

扇形O 1 AB 面积＝（1/2 ）r 2 ·θ 三角形O 1 AB 面积＝（1/2 ）r 2 ·sin θ ∴弓形面积＝扇形O 1 AB 面积－三角形O 1 AB 面积 ＝（1/2 ）r 2 （θ－sin θ） 所以, 对于双头水泥搅拌桩来说: 其桩径截面积＝ 2 πr 2 －r 2 （θ－sin θ）＝r 2 （ 2 π－θ＋sin θ） 注：式中的θ必须用弧度来计量；计算时，可把计算器设置在弧度（RAD ）状态；如θ为角度，只须乘以（π/180 ）就可化为弧度。 双头水泥搅拌桩，桩径截面积计算举例：已知圆半径r ＝0.25m ，两圆连心距ｄ＝0.40m ，则圆心角θ＝2arccos[d/ （2r ）] ＝2arccos[0.40/ （2 ×0.25 ）] ＝1.2870 （注：计量单位为弧度，一般可以不写），其桩径截面积＝r 2 （ 2 π－θ＋sin θ）＝0.25 2 ×（ 2 π－ 1.2870 ＋sin1.2870 ）＝0.3723m 2 。

水泥搅拌桩水泥计算

深层搅拌桩的水泥用量计算公式 一、深层搅拌桩的水泥用量是根据被加固的软土湿密度和水泥掺入比（用百分数 表示）来确定的。水泥掺入比是指土体中掺入的水泥重量与被加固软土的湿重的比值。 二、二、对于桩长10m、桩径600mm水泥搅拌桩，其水泥用量为：×××10×软 土湿密度×16％。其中软土的湿密度由岩土工程勘察报告提供，不同的土层的湿密度略有不同，通常在～1.75g/cm3之间。如果你没有这个数据，你可以按 1.75g/cm3保守取值。即：30×30××1000××16％＝791280（g）＝（Kg） 三、三、实际上在施工中，水泥浆不是一次性配制完成的，而是换算成每米掺加 量（79.13Kg）,随着钻探的不断深入而不断拌制添加的，为便于计量，在施工中大都采用袋装水泥。 水泥搅拌桩如何计算水泥用量 1立方米的体积是多少公斤水 那得看水泥搅拌桩所用的混凝土原材料，粗细骨料的粒径，用不用减水剂等等。 一般来说每立方用水在195kg-210kg左右，水灰比为，则水泥用量在360kg-390kg 左右。不过水灰比要看所用水泥的强度等级计算。 不管是哪类水泥搅拌桩，也不管其怎么咬合，其水泥用量计算=桩长*桩的设计截面积*土的密度*掺量系数。 现接一招标，深层搅拌桩工程，桩径500，湿法。甲方要求每米桩水泥用量为55Kg，那这个工程水泥掺入量是15%还是16%因做预算，需考虑这个百分率! 按《河南省建筑和装饰工程综合计价》2002中2-139水泥含量12%时（1 0m3水泥土）水泥用量为，由此可推算出你的水泥使用率。 水泥掺入比，系指加入水泥的质量与被加固土体质量的百分比。 根据楼上的造价资料，可以推算计价中所采用的土的重度为方

水泥搅拌桩桩计算书

CFG桩复合地基计算书 一.设计依据 1）.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79_2012） 2）.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 3).《城市桥梁设计规范》（CJJ_11-2011） 二.设计参数 沥青混凝土r=23 KN/m3水稳基层rd=24KN/m3 水容重 rs=10 KN/m3填土 rt=18 KN/m3 碎石垫层 r=23 KN/m3 三.地质条件 根据勘察报告C2钻孔的情况得出，计算桩基位置自然标高为21.6m,此位置设计标高为24.843m。地下水位位于地面线以下1.45m，按勘察资料得出地质由上至下土层及其厚度为： 地质参数表 四．设计计算 1、水泥搅拌桩参数 根据土层分布，持力层为(2-1)粉质粘土夹粉土，有效桩长取13.5m，桩端进入持力层的最小深度为2.0m。地面标高24.6m，水位标高22.47m。路基填土厚度h=2.65m(其中路面厚度62cm)，路基宽度20m（车行道宽12m），路面结构10cm沥青面层+32cm水稳基层+20cm厚级配碎石。 2、基底压力 基础地面以上土的加权平均重度为： γm=(0.1*23+0.32*24+0.2*23+1.53*18+0.5*23)/2.65=20.23KN/m3 （1）车道荷载：

本道路荷载应采用城-B级: ①均布荷载为qk=10.5*0.75=7.875kN/m ②集中荷载 =360*0.75=270kN 取最大值P k 根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第5.2.2条规定：轴心荷载基础底面的压力，可根据下列公式确定，得到加固地基顶面压力（地下水位为地面线以下1m）为： Pk=(Fk+Gk)/A=20.23*2.65/1+7.875/1+270/（20*1）=74.98KPa 3、单桩承载力计算 初步拟定桩径0.5m，桩间距1.1m。桩周长up=1.57m，桩面积Ap=0.196m2。 根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79_2012）第7.3.3-3条规定，单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定。初步设计也可按第7.1.5-3进行估算。并应满足搅拌桩桩身强度要求，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力； 取桩长为13.5m,桩体伸入(2-3)黏土层2m. 初步设计可按第7.1.5-3进行估算。 × Ra=up×∑qsi×li+ap×f ak Ap=1.57*(0.6*8+8.9*0+2*15+2*14)+0.5*90*0.196=107.42kN (淤泥质土层由于有负侧摩擦力，侧摩擦力取0;桩端端阻力发挥系数ap=0.4～0.6，本次拟定为0.5。) 4、桩身强度计算： fcu≥4λRa/Ap=(4*1*107.42)/0.196=2.19Mpa （1）取fcu=1.5MPa Ra=η×fcu×Ap=0.25*1.5*0.196=73.5KN 其中：(η=0.25，fcu=0.3～2.0MPa，λ=1.0) 故单桩承载力应满足Ra=73.5kN。 （2）取fcu=1.2MPa Ra=η×fcu×Ap=0.25*1.2*0.196=58.8KN 其中：(η=0.25，fcu=0.3～2.0MPa，λ=1.0)

深层水泥搅拌桩工程量计算方法

深层水泥搅拌桩工程量计算方法 马光鸿 根据浙江省建筑工程预算定额（2003 版）桩基工程的工程量计算规则：深层水泥搅拌桩工程量按桩径截面积乘桩长计算。桩长按设计桩顶至桩底另加0.50m 计算；若设计桩顶标高至自然地坪小于0.50m 或已达自然地坪时，另加长度应小于0.50m 或不计。空搅部分的长度按设计桩顶至自然地坪的长度减去另加长度计算。其工程量计算公式为： 水泥搅拌桩工程量＝桩径截面积×（设计桩顶标高－设计桩底标高＋另加长度）×根数 空搅部分工程量＝桩径截面积×（自然地坪标高－设计桩顶标高－另加长度）×根数 对于单头水泥搅拌桩来说，桩径截面就是一个圆，所以桩径截面积＝π r 2。 注：式中r 为圆的半径，π为圆周率。 对于双头水泥搅拌桩来说，其桩径截面是由两个圆相交而组成的图形（如图所示），所以桩径截面积应按两个圆面积之和减去重叠部分（由两个弓形

组成）面积来计算，然而这个重叠部分面积，计算起来是比较麻烦的。 如果圆的半径r 、两圆连心距ｄ均为已知数据，假设圆心角为θ（未知），图形中的三角函数关系为： cos( θ /2) ＝( ｄ/ ２)/r θ /2 ＝arccos[d/ （2r ）] ∴θ＝2arccos[d/ （2r ）] 根据平面几何和三角函数知识，且θ以弧度来计量，则可以推导出一个较简便的弓形面积计算公式： 扇形O 1 AB 面积＝（1/2 ）r 2·θ 三角形O 1 AB 面积＝（1/2 ）r 2· sin θ ∴弓形面积＝扇形O 1 AB 面积－三角形O 1 AB 面积 ＝（1/2 ）r 2 （θ－sin θ） 所以, 对于双头水泥搅拌桩来说:

浅析三轴水泥搅拌桩水泥用量及注浆量控制和工程量的计算

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浅析三轴水泥搅拌桩水泥用量及注浆量控制和工程量的计算 本文摘自中国论文网，原文地址：https://www.wendangku.net/doc/7613692391.html,/2/view-4721822.htm 摘要：根据型钢水泥土搅拌墙技术规程JGJ199-2010，结合工程实例阐述三轴水泥搅拌桩施工过程中水泥用量及注浆量的计算和现场控制措施，以及根据浙江省市政工程预算定额（2010）及其定额解释阐述三轴水泥搅拌桩工程量的计算方法，为省内类似工程施工提供参考。 中国论文网 https://www.wendangku.net/doc/7613692391.html,/2/view-4721822.htm 关键词：三轴水泥搅拌桩水泥用量及水泥浆量计算与控制工程量计算 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 三轴水泥搅拌桩就是利用新型的三轴搅拌桩机就地利用三轴螺旋式或螺旋叶片式两种搅拌机头钻进旋转切削土体，同时在其中两轴钻头端部将水泥浆液喷入土体，并在中轴钻头端部喷入高压空气，对水泥土进行充分搅拌，并置换出部分水泥土浆。在完成的三轴水泥搅拌桩内插入H型钢，就是型钢水泥土搅拌墙（一般在搅拌桩施工结束后30分钟内，再将H型钢插入搅拌桩体内，固化后形成水泥土“地下连续墙”墙体）。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市建设中的深基坑工程。 型钢水泥土搅拌墙在市政工程的应用比较普遍，如管道沟槽的开挖、地铁车站的出入口基坑、过江隧道及城市地下通道的明挖段的围护结构等；三轴水泥土搅拌桩单独作为截水帷幕，具有土层适应性强、截水性能好、施工速度快、造价低等特点，在杭州粉土地区应用广泛，已基本取代高压旋喷桩；在软

关于三轴搅拌桩计算

关于多轴水泥搅拌桩的计价释疑当搅拌桩施工工艺与计价定额不同时，有关的工程量计算和计价规则也应随着调整， 工程量的计算： 定额的工程量计算规则是按桩径截面积乘以桩长，采用多轴施工搅拌桩的工程量计算关键在于桩截面积的确定，仍采用“桩径截面积”则不可行，应该扣除桩径截面一次形成的重叠部位面积，如下图为三轴搅拌桩，一次成活三个桩径断面，应扣除两个部位的重叠面积。 设桩径为850mm，桩轴（圆心）矩为600mm，则每次成活桩截面积S为三个圆面积扣减4个重叠的弓形面积，计算方式为： 原面积：S1=（0.85/2）2×3.1416×3=1.7024m2 圆心角：θ=2×acos(0.3/0.425)=90.1983° 一个扇形面积：S2=（0.85/2）2×3.1416×90.1983/360=0.1423 m2 三角形面积：S3=(0.4252-0.32)1/2×2×0.3/2=0.0903 m2 一个弓形面积: S4=S2-S3=0.1423-0.0903=0.052 m2 每次成活桩截面积: S=S1-4×S4=1.7024-0.052*4=1.4944m2 水泥的掺量：水泥掺量的问题主要是因水泥搅拌桩的“套打”工艺产生，一般设计往往只给出一个掺量比例，而没有考虑套打部位时重叠部位截面范围掺量比例的确定，特别是当采用整个桩径断面套打时，如三轴搅拌桩按整个桩径套打时，其断面情况如下图：

因水泥搅拌桩所谓的“套打”和搅拌不是分别计算的子目，假设设计要求水泥 搅拌桩全断面“套打”，搅拌涉及的水泥掺入比仅简单规定为15%，故原设计的水 泥掺入比是指一次成活时或多次成活后的标准要求不明确，如是前者，则“套打” 部位如不考虑扣除一次成活扣除的弓形部位，上图计算3次处将为45%、计算2 次部位为20%了？如为后者，而计算一次处却为不超过5%了，所以设计仅简单明 确一个水泥掺入比例是不够的，应明确水泥掺入比例是指何中情况下的。 而且所谓的掺入水泥比例定额是按搅拌时地基土的容重考虑的，在第一次成 活时地基土容重必定小于第二次成活时的地基土容重，所以，设计还应该明确搅 拌桩成活后的地基土应该达到的容重，这样在造价计算时建施双方就不会有争议 了。 一、三轴搅拌桩 1、 多排坝体 图1.1.1 1次成活计算1次 2次成活计算3次 1次成活 计算2次 2次成活计算2次