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随着我国近年来水利施工条件和施工技术的快速发展,水泥搅拌桩在水利施工中的应用范围得到了广泛的拓展。水泥搅拌桩不仅仅能够应用于复合地基的施工中,更是一种经济性较高的基坑围护结构,并得到了广泛的应用。将施工环境、基坑施工与基坑围护结构共同作为一体化的整体施工和设计,在实际施工过程中,对工程施工方法和结构进行严密协调控制,不仅仅能够为基坑以及周围环境的安全提供保证,而且能够大大缩短工程施工周期,降低施工成本,本文对水泥搅拌桩技术在水利施工中的应用优势和方法进行了总结分析,同时总结出了水利施工中水泥搅拌桩技术的应用要点。
一、水泥搅拌桩技术介绍
1.技术概念介绍
水利工程施工过程中,水泥搅拌技术被广泛应用在复合地基的形成中,该技术是一种特殊的地基处理方法,桩间土和桩体之间能够形成复合式的地基,进而有效降低地基变形的发生率,提高地基的承载能力。水泥搅拌桩应用于地基处理过程中,在粉土、粘性土、淤泥质土、加固淤泥和其他软土等方面应用都较为广泛。水泥搅拌桩技术指的是以水泥材料为固化剂(粉煤灰、石灰粉、水泥粉或水泥浆),利用特定的深层搅拌设备,在钻进的同时,向软土中喷射雾状粉体或浆液,就地将固化剂与软土在地基深处强制搅拌,通过土体和固化剂之间的化学反应和物理反应,保证地基土硬结构达到一定强度、水稳定性和整体性的加固体,以提高变形模量和地基强度,从而满足地基加固要求的一种水泥土搅拌方法,该方法的主要适用于粉土和加固饱和粘性土等地基的施工。
2.技术优势介绍
与其他支护体系相比,水泥搅拌桩技术应用于水利施工中,具有下述显著的优势:第一,能够添加各种添加剂以满足各种施工条件的需要,从而有助于提高施工速度,缩短施工周期;第二,类重力式挡墙,开挖基坑无需进行坑外井点降水,且通常不需要支撑拉锚;第三,具有较好的隔水防渗性能,无需处理基坑内外的水位差;第四,能够充分利用地基土的原有自重;第五,同一墙体能够同时设计为隔栅状、壁状和柱状,同时能够设计为变强度、变深度、变截面,对于持力层无过高要求;可设定大小不一的桩间距,并能够插筋,对于横向荷载具有较高的承受力。
二、水泥搅拌桩施工过程
1.施工前准备
(1)施工技术材料,主要包括施工场地水泥搅拌桩桩位设计图、土工实验报告、室内配比试验结果、控制点坐标和位置的测量结果、高程数据表、建筑物平面布局图以及工程地质报告等相关材料。
(2)成桩试验。试桩通常在5根以上。经过试桩,能够对单位时间喷入量、喷气压力、搅拌速度、提升速度和钻进速度等相关的技术参数进行准确确定。
(3)依据施工设计图,设计桩位平面布局图,在施工场地确定每根水泥搅拌桩的具置,并进行标记。
(4)平整场地。将施工场地内阻碍成桩的腐泥、杂草、有机质、树根等软质杂物,以及石块、混凝土块等硬质杂物清除,回填平整凹凸不平的施工地面。如果场地平整度不符合行走机械的要求,则可适当铺设碎石层和砂土层。
2.施工方法
现阶段,在水利施工中应用水泥搅拌桩技术通常使用四搅两喷法施工、跳打法工序,具体施工方法为:第一,定位放线。依据测定的控制点,逐孔向施工方位测定水泥搅拌桩桩位,为了避免施工过程对桩位造成损坏,每次进行20个孔位的测放,以1d的施工量为标准,使用竹签钉入土中进行桩位的定位,桩孔间距的要符合施工设计标准。第二,钻机定位。水泥搅拌机达到设定桩位后,将测放点与中心管垂直对准,垂直偏斜度在1%以下,稳定安放钻机后,保持设备水平,钻机主轴的垂直误差在1%以内。第三,预搅下沉。水泥搅拌机中的冷却水正常循环后,将电机启动,搅拌头正常运转后,将起吊钢丝绳放松,保证搅拌机沿导向下沉的同时进行搅拌,使用电气控制设备的电流监测仪对下沉速度进行监测。第四,灰浆配制输送。水泥搅拌机下沉预搅过程中,依据预定的水灰比进行水泥浆搅拌;灰浆搅拌过程中,首先加水再加添加剂和水泥,灰浆搅拌时间每次在2分钟以上,充分搅拌均匀水泥浆后,过滤水泥浆,将水泥硬块完全剔除,后在集料斗中倒入灰浆进行压浆。第五,提升喷浆搅拌。下沉搅拌机至预定深度后,将灰浆泵打开,在地基中压入水泥,并连续30s在柱底进行搅拌,从而确保柱底部的质量,然后依据试验所设定的速度,在搅拌机提升的同时进行喷浆,保证充分拌合土体和浆液,超过桩顶高度约0.5cm后,喷浆停止,确保桩头密实均匀,同时,全部排空集料斗中的灰浆。第六,重复下沉搅拌和提升。为保证浆液与软土的充分均匀搅拌,再将水泥浆倒入集料斗内,并下沉搅拌机,达到预定深度后,搅拌机在搅拌的同时喷出浆液,并将其提升至地面。操作过程中要连续供应水泥,若因故中断,需下沉搅拌头至停浆面下0.5cm,供浆恢复后继续提升搅拌头,以避免发生断桩。第七,清洗。将适量的清水注入集料斗中,将灰浆泵开启,彻底清除管道中残留的水泥浆,同时洗净搅拌头上附着的软土。
三、技术要点
1.施工前准确计算起吊机提升速度,灰浆经过输浆管到达搅拌机喷浆口的时间,搅拌机灰浆泵输浆量等相关的参数,按照设计要求进行成桩试验,以计算搅拌机配比参数等。
2.水泥搅拌机使用前应进行调试,观察输料管通畅和桩机运转情况,水泥搅拌机开始运转前,整个管道都应使用清水进行冲洗,以避免发生管道堵塞。
3.使用二喷四搅法进行水泥搅拌桩施工。首次下钻时,为了防止管道堵塞,可以带浆下钻,喷浆量控制在总量的1/2以下,且避免带水下钻。首次提钻和下钻时要进行低档操作,复搅时可高档操作。每个桩的成桩时间应在40min以上,喷浆压力在0.4Mpa以上。
4.为了提高水泥搅拌机桩身、桩顶和桩端质量,首次提钻喷浆时要停留在柱底约30s,余浆上提时将其完全喷入桩体,并停留在柱顶约30s,保证柱身和水泥浆的充分拌合[5]。
5.根据施工工艺的设计要求确定搅拌机喷浆提升的次数和速度,并由专人对搅拌机上提和下沉的时间进行记录,将记录时间误差控制在5s内,深度误差控制在100mm以内[6]。
四、结语
水泥搅拌桩应用于水利施工中,可在软土地基上应用,因而技术方面更加成熟、可行,施工质量有保证且更加可靠。这一施工方法不经能够满足河涌整治和防洪工程的基本要求,有助于软土基础的加固,而且能够极大地节省建设投资。另一方面,因水泥搅拌桩施工时无污染、无噪音、无振动,因而不会对周围的环境和建筑造成较大的影响。所以,水泥搅拌桩在水利工程施工者具有较高的应用价值。
参考文献:
【关键词】水泥土搅拌桩;施工工艺;优化
水泥土搅拌桩作为淤泥土质条件下基坑围护的方法,目前在国内很多地区尤其是上海地区应用已经较为普遍。由于地下土质情况较为复杂,因此设计在明确搅拌桩施工工艺时往往再加上一些施工限制,如水泥掺量、搅拌机提升速度等。但由于搅拌桩机性能的不同,实际施工时的情况往往与设计有一定的偏差,有必要对其进行优化。
1、桩身传力规律
深层水泥土搅拌桩复合地基的传力规律与单桩传力规律有较大不同,在研究水泥土搅拌桩复合地基的实际应用中,水泥搅拌桩的传力规律是首要解决的理论问题。在一些试验中,实验者选用多种桩.土模量比、基础顶面作用相同竖向荷载,此时沿桩长分布的桩身轴力呈现一定规律:桩.土模量比越高,桩项反力越大,最大轴力出现在桩顶弘J;沿桩长分布水泥土桩侧摩阻力也呈现一定规律,桩侧摩阻力特点与没有基础时有较多差别,这是因为基础制约了桩.土接触面的相对移动,桩侧摩阻力在桩身最上部约2倍桩径深度范围内较小,桩顶处达到最小:而没有基础时最大摩阻力产生于桩身上部;沿桩长分布的桩一土接触面相对滑移量规律与桩侧摩阻力分布曲线相似,桩土接触面相对滑移在桩顶处为零。目前普遍思想是认为桩.土接触面的位移变形协调的,但事实证明桩.土接触面的相对滑移还是存在的。从水泥土桩模型试验的结果分析,尽管桩.土接触面的相对滑移量很小,但要使桩侧摩阻力发挥是不需要很大的相对滑移量的。
试验结果同时表明,在桩顶至桩顶以下4m----6m的范围是相对滑移主要发生的部位;桩.土模量比越大,相对滑移产生的深度越大,但几乎很难超过7m。桩顶部分的桩.土接触面相对滑移由于基础承台的存在而被限制了,桩身上部摩阻力受到了削弱了。
根据应力传递特性分析可得出结论:
①桩身最大轴力发生在桩顶,桩顶下2m左右的范围内产生侧阻力最大值;
②传到桩端的荷载占桩顶荷载的比例较小;
③桩顶到临界桩长的范围是桩体的变形、轴力和侧阻力主要集中的地方;
④水泥土搅拌桩的破坏主要发生在浅层。
2、搅拌桩设计概况
依据设计图纸:搅拌桩数量共现场搅拌桩共4l65根,其中:9.5米1399根;8.8米228根;3.2米1656根;11.5米363根;l2.5米258 根;17.3米261根设计要求提升(下沉)速度不宜大于0.5米/分设计水泥掺量:13%
3、施工工艺
3.1 测量放样、样槽开挖
根据现场水准点、轴线放出桩位轴线,挖好泥浆槽,打好钢筋定位桩,并请业主或监理复核,妥善保护。
3.2 桩机定位
搅拌桩采用双钻头施工,桩与桩的搭接为20cm:相邻桩施] 时间间隔不得超过1 0小时,否则应采取有效措施进行加强。深层搅拌桩移到指定桩位对中,中心偏差不得人于5 CIl,垂直度偏差不大丁l%,并确保安装稳固。
3.3 灰浆制备
在搅拌头预搅下沉同时,严格按设计配合比制作灰浆,水灰比应严格控制在0.5左右,施工时散装水泥必须车车过磅,水用固定容器计量,计量准确,灰浆搅拌时间不得小于2分钟,以使浆液充分拌合。
3.4 预搅下沉
桩机就位准备工作就绪,经检查符合要求后,启动动力电机,利用钻具自重缓慢平稳预搅下沉,严格控制下沉速度以充分破碎土体,直至设计桩底标高。
3.5 第一次注浆提升搅拌
搅拌头至桩底设计标高后,即刻上提20cm并开启压浆泵送浆,搅拌桩注浆采用二次提升搅拌二次完成,第一次为水泥用量的70%,搅拌头在桩底原位搅20~30秒后,边搅拌边提升,直至设计桩顶标高。
3.6 第二次搅拌下沉
注浆搅拌提升至设计桩顶标高后停浆,即刻搅拌下沉至设计桩底标高,并控制好下沉速度。
3.7 第二次注浆搅拌提升
搅拌至设计桩底标高后,送浆,第二次为水泥用量30%,原位送浆搅拌20~30秒后搅拌提升,注浆提升离设计桩顶标高1m段内,减慢提升速度,且在桩顶原位注浆搅拌1 5~3 0秒,以确保桩顶质量。
3.8 第三次搅拌下沉
注浆搅拌提升至设计桩顶标高后停浆,即刻搅拌下沉至设计桩底标高,并控制好下沉速度。
3.9 第三次搅拌提升
搅拌至设计桩底标高后,原位搅拌20~3 0秒后搅拌提升,且在桩顶原位搅拌l 5~3 0秒,以确保桩顶质量。
4、工艺优化
4.1 优化原因
根据工程设计情况,采用SJB一2型双轴深层搅拌桩机,根据机械档位情况和设计的提升速度,计算出单根搅拌桩的水泥掺量及施工时间如下:
以旌工中较为典型的1 1.5米桩长为例:
1)预搅下沉2 3mi n;
2)第一次喷浆提升2 3milq:(机械二档)
3)第二次下沉搅拌2 3mi n;
4)第二次喷浆提升23min:(机械二档)
5)第三次下沉搅拌2 3mi n;
6)第三次提升搅拌2 3 m i n。(机械二档)
总用时:1 3 8milq。
依据上述设计施工时间计算得到的水泥掺量:
水泥掺量=(喷浆速度×喷浆时间x 1.5t/m 3×1/1.55)/(桩长×0.702ma/m×1.8t/ m3)=(60×10 0×46×1.5×1/1.5)/(11.5×0.702× 1.8)=19%
其中,喷浆速度为60×10I。m。/min,设计水灰比:0.5水泥浆密度:1.5t/m,水泥t密度:1.8t/ma 直径700的水泥搅拌桩每米桩长体积为:0.702ma
由上可见,采用设计的搅拌、提升速度的参考值,不仅水泥用量大大超出设计底限值,而且施工时间过长,经计算得总工期可达68天。
4.2 优化过程
由于基坑土质为淤泥质土,土体可以在较短时间内搅拌均匀,因而可以缩短不喷浆下沉的时问;为使水泥掺量接近设计规定的限值,考虑在保证第一次喷浆充足的条件下,适当缩短第二次、第三次喷浆时问。在此思路下,经现场多次试验,总结出双轴搅拌桩施工时间如下(以桩长11.5米为例):
1)预搅下沉1 2mi n;
2)第一次喷浆提升2 3mi n:(机械二档)
3)第二次下沉搅拌8mi n;
4)第二次喷浆提升1 2mi n:(机械三档)
对以上汇总数据进行统计,得到处理区内外③层土的抗 峰值强度分别为:真空预压处理区内Cu=25.97kPa,统计变异系数为0.23;真空预压处理区外Cu=19.15kPa,统计变异系数为0.22。可见,经真空预压处邢的区域,其土体抗剪强度要比处理区外大,大约要高35.6%,山此证明真预压处理对土体抗剪强度的增K起到了一定的作用。
4.3 平板载荷试验
试验采用3m X 3m正方形刚性板(影响深度按6.0Ill考虑),最大加载160kPa。试验成果表明,工后处理区内地基容许承载力增长明显(由工前60kPa增长至工后80kPa),且③层土区域内外的各级荷载作用下的变形模量趋于一致,反映了该工法能有效地消
除地基未来运营的筹异沉降。
5、根据静载荷试验和数值模拟的结果,得到以下结论:
(1)垫层过厚不能够有效提高复合地基承载力,反而增大沉降,因此,不能盲目增大垫层厚度。
(2)垫层的设置影响了荷载在土中的传递,由于垫层的调节作用,减小了桩土应力比,增大了土体承担的荷载,并且使荷载在土中传递的深度加深。
(3)垫层的设置对桩中应力的传递深度几乎没有影响,但是垫层的调节作用,使得桩分担的荷载比例减小,桩的沉降量减小。
关键词:软土地基;水泥土搅拌桩;施工工艺;检测方法
中图分类号:TU471.8文献标识码:A文章编号:
引言:
珠海市金唐D路市政道路工程施工,由于路基场内地基土层的软土层主要为淤泥质粉粘土、淤泥层,该两软土层场内普遍分布,厚度较大,且均为软弱土层,呈流塑状态。水泥土搅拌桩处理软土地基,即以水泥作为固化剂,利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证高填土路基稳定性具有明显的效果,下面结合工程实际对水泥土搅拌桩的施工准备、施工工艺流程、设计参数及要求、施工控制、质量检验等控制环节进行探讨。
1.施工准备工作
1.1 软基处理施工前,必须具备完整的地质勘察资料及工程附近管线、建筑物、构筑物和其他公共设施的构造情况,必要时应作施工勘察和调查以确保工程质量及临近建筑的安全。
1.2 搅拌桩施工单位必须具备相应专业资质,施工队伍应专业性强、施工经验丰富、能够处理突发性地质灾害的发生。
1.3 从事桩基检测及见证试验的单位,必须具备省级以上建设行政主管部门颁发的资质证书,因软基处理工程为隐蔽工程,工程检测与质量见证试验的结果具有重要的影响,必须有权威性。1.4 技术准备
1.4.1 熟悉施工图纸及设计说明和其他设计文件。
1.4.2 施工方案审核、批准已经完成。
1.4.3 根据施工技术交底、安全交底进行各项施工准备。
1.4.4 施工前应检查水泥及外掺剂的质量、桩位、搅拌机工作性能,各种计量设备(主要是水泥流量计及其他计量设备)完好程度。
1.4.5 放线前对各控制点进行复核后,按设计图纸放线,准确定出各搅拌桩的位置;测量施工平台的高程,放好桩位;搅拌桩桩位应采用竹片或板条进行现场定位,点白灰定位,移动钻机要准确对孔,对孔误差不得大于50mm,并报监理复核。根据需要改动原设计位置的,需取得设计、监理等的同意后,方可执行。
1.5 物资准备
1.5.1 水泥:采用新鲜水泥,出厂日期不得超过三个月。水泥搅拌桩应采用合格普通硅酸盐袋装水泥,以便于计量。水灰比、水泥掺灰量、外加剂,满足设计各项参数要求。
1.5.2 主要机具设备:深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速度量测设备、发电机等。
2.试桩
2.1深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,应通过试验确定其适用性。应注意冬季施工时低温和雨季施工时雨水等外部环境因素对桩体成桩质量的影响。
2.2深层搅拌桩施工是用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
2.3 每个标段的试桩不少于5根,且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验可采取7天后直接开挖取出,或至少14天后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度,最后通过单桩承载力和复合地基承载力来检验是否达到设计效果。
3.各工序施工要点及控制方法
3.1 水泥搅拌桩工艺流程图
3.2 水泥搅拌桩施工技术措施
本工程采用的机具为SP-5型深层单轴搅拌机,采用四喷四搅施工工艺。
SP-5型深层搅拌机械技术参数
对应的设计要求:水泥搅拌桩桩径D=500mm,最大加固深度为17.7m。
(1)测量放线
进行施工放样测量,定出水泥搅拌桩桩位,桩平面偏差不大于50mm。每次测量均要闭合,按规范严格控制闭合误差。
(2)定位
深层搅拌机到达指定桩位、对中。当地面起伏不平时,采用搅拌机的液压平衡装置使起吊设备保持水平。
(3)预搅下沉
待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松搅拌机吊索,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A,如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。
(4)制备水泥浆
待深层搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
制备水泥浆的目的是,根据设计单位提供的水灰比和水泥掺入比这二个参数,计算出:
1)每1m3水泥土加固体中应注入的浆液体积量(m3)。
2)浆液的密度(g/cm3)。
例如,在我们这个工地中水灰比为0.5,水泥掺入比取20%,1 m3水泥土中耗用的水泥量为20%×1700Kg=340kg.
当水和水泥的密度分别取1.0 g/cm3和3.0 g/cm3时,则1 m3水泥土中应注入浆液量V为
V=0.34×0.5+(0.34/3.0)=0.28 m3
而浆液的密度ρ为
ρ=(0.17+0.34)/0.28=1.82 g/cm3
计算每米搅拌桩需要用水泥量,计算如下:
M=π*(0.5/2)2*1*1700*20%=66.67kg
(5)提升喷浆搅拌
深层搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度(≤0.8m/min)提升深层搅拌机。
(6)重复上、下搅拌
深层搅拌机提升至设计深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。为时软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。
(7)清洗
向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。
(8)移位
将机移至下一桩位,重复上述步骤。
由于搅拌桩顶部与上部结构的基础(或承台)接触受力较大,因此通常还可以对桩顶1.0~1.5m范围内再增加一次喷浆,以提高其强度。
3.3 搅拌桩质量检验
桩体施工完成后三个月后方可填筑路堤和施加其它荷载,要求90天桩体无侧限抗压强调≥1.0Mpa,单桩承载力达到120KN。
3.4 搅拌桩施工允许误差:
3.5 水泥搅拌桩的施工控制措施
3.5.1 由专人负责水泥搅拌桩的施工,全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号,应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌挂于钻机明显处,确保人员到位,责任到人。
3.5.2 水泥搅拌桩开钻前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
3.5.3 为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
3.5.4 第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。第一次下钻和提升时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不小于70分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。
3.5.5 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,余浆上提过程中全部喷入桩体,且在桩顶部位进行磨桩头,停留时间为30秒。
3.5.6 施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩1m的用量加66.67kg。若储浆量小于上述重量时,不得进行下一根桩的施工。
3.5.7 施工中发现喷浆量不足,应按监理工程师要求整桩复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因,喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工纪录内。补喷重叠段应大于100cm,超过12小时应采取补桩措施。
3.5.8 现场施工人员应认真填写施工原始记录,记录内容应包括:施工桩号、施工日期、天气情况;喷浆深度、停浆标高;灰浆泵压力、管道压力;钻机转速;钻进速度、提升速度;浆液流量;每米喷浆量和外掺剂用量;复搅深度。
4.结语
软基处理在城市建设中占据首要地位,软基处理属于隐蔽工程,一但被路堤等构筑物所覆盖,便构成隐患且不好检查及补救,水泥搅拌桩是一种有效处理软基的办法,能够减少软土路基的不均匀沉降、减少路的侧向位移和桥头跳车等都有很显著和效果。对水泥搅拌桩的研究,必须根据不同的地区的地质条件和土质成份,通过试验的办法来确定不同的配合比。通过对同一地区的总结和不同地区的对比,来不断的积累和总结施工经验,那样才能在以后的施工过程中快速运用起来,从而达到有效的应用与推广。
参考文献:
[1]YBJ225-91 软土地基深层搅拌加固技术规程.
[2]JTJ017-96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范.
关键词 软基处理;水泥搅拌桩;试桩总结
中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0203-03
0引言
水泥搅拌桩是利用专用的水下深层搅拌机,将预先制备好的水泥浆等材料注入水下地基土中,并与地基土就地强制搅拌均匀形成拌和土,利用水泥浆的水化及其与土粒的化学反应获得强度而使地基得到加固的方法。这种方法适用于处理淤泥、淤泥质土含水率高且地基承载力标准值低于120MPa的粘性土等软基加固,水泥搅拌桩加固软土地基,具在在短期内可获取所需要的地基强度,加固后地基变形小,和施工无公害等优点。取得满足设计要求又经济可靠的施工配合比和确定便于现场实施的工艺控制参数,有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量是我们在工艺试桩中探索的一个课题。
1 试桩布置形式及布置情况
在施工现场进行了15根水泥搅拌桩成桩工艺试验,该试验桩已按照既定方案顺利完成。水泥搅拌桩布置形式为正三角形布置,桩间距为1.1m,搅拌桩直径为0.5m,设计桩长为按10m控制,实际桩长根据水泥搅拌桩试桩记录数据均为10m。
2 工程地质情况
该工程地质图自上而下为:1)层素填土;2)层淤泥;3)层细砂;4)层中砂;5)层粉质粘土;6)层淤泥质粘土;7)层中砂;8)层粉质粘土;9)层全风化花岗岩。
3 试桩目的
1)确认每根搅拌桩水泥用量;2)根据不同配合比确定技术参数;3)确定该地质条件下,按室内配合比在现场施工,水泥搅拌28的无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基承载力是否满足设计要求;4)取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据,以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。
4 试桩施工工艺参数的确定
4.1掺灰率选定
根据设计要求,水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,掺灰量为被加固土湿质量的15%~20%;地下水具有侵蚀性时,采用水泥+粉煤灰,粉煤灰掺量为水泥质量的20%。为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比,试桩按水泥浆配比试桩和水泥+粉煤灰试桩,试桩数量如下:
按水泥+粉煤灰配比试桩:水泥+粉煤灰总量掺比为15%、16%、17%、18%、19%的各试桩三根,其中水泥:粉煤灰=5:1,共15根。
在2013年10月19日,15根试桩已顺利完成。
根据设计要求,桩身胶凝剂及采用水泥和粉煤灰,水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,粉煤灰为II级或以上强度。再根据配合比室内试验结果,选择掺灰量分别为15%、16%、17%、18%和19%的试桩(共15根)作为检测对象,对其进行取芯观测、无侧限抗压强度检测、单桩承载力检测、复合地基载荷检测,从而确定所需配合比及各项参数。选定掺灰量为15%,每米试桩水泥用量为53.014kg,粉煤灰用量为10.603kg。
室内具体掺量见下表:
现场试桩具体每米搅拌桩掺量见下表:
4.2水胶比
按设计要求,水胶比为0.45~0.55,再结合实际土质的含水率较高,水胶比采用0.50。已知水比重为1,水泥比重为3.1,总重量÷总体积,即浆液比重为(1+0.50)÷(1÷3.1+0.50÷1)=1.824(kg/m3)
4.3喷浆量
每米喷浆量=(每米水泥用量+每米粉煤灰用量)×1.50÷1.842(L)。
试桩过程中喷浆速度为31.0L/min~52.5L/min。
计算各种配比每米喷浆量及实际试桩喷浆量如下表:
5 施工过程质量控制
5.1钻进速度与提升速度及钻头速度的控制
钻进时根据地层条件合理使用档位,提升时宜降低档位,避免提升速度过快。注意控制搅拌机提升到地面以下1m时要减慢提升速度。钻头转速控制在30r/min~200r/min。
5.2桩底打入持力层深度
在每台桩机的钻架画上钻进刻度线,每0.5m一道标号标号,同时以小票的数据来控制桩长。以桩长10m控制为准。停灰面高于桩顶50cm。
6 施工工艺
水泥搅拌桩试桩采用“两喷四搅”施工工艺,详见工艺流程图。
水泥搅拌桩施工工艺流程图
6.1钻机就位
将钻机安置在测设的桩位上,使钻头对准桩位,桩位允许偏差≤50mm,然后调整桩机的平整度和垂直度,垂直度允许偏差≤1%,以保证桩身垂直。
6.2制浆
根据施工前室内配方试验确定的最佳水泥用量、水胶比制浆,要求水要清洁、酸碱适中。浆液配制顺序:先加入规定用水量,然后边搅拌边加入水泥和粉煤灰,并用比重计检浆液比重,设计浆液比重为1.824kg/m3。最后放入二次搅拌桶内进行二次搅拌。
6.3浆液加压
采用高压泵将浆液高压管送至喷嘴。
6.4钻进搅拌至设计深度后提升钻头、喷浆搅拌
钻机就位后,开启钻机搅拌,直至钻进至水泥搅拌桩设计深度。钻进至设计深度后,钻机反转,边提升钻头,边自下而上喷浆、搅拌,直至提升至桩顶。
6.5二次钻进、搅拌至设计深度后提升、搅拌
钻头提升至桩顶后,二次下钻,搅拌,直至钻进至水泥搅拌设计深度。二次钻进至设计深度后,将钻机反转,提升钻头,边提升钻头、边搅拌。提升至地面以下1m时,宜减慢速度,当喷浆口至桩顶标高时,应停止提升搅拌10~20s,以保证桩头密实均匀。
6.6清洗、移位
灌浆完成后,提升钻杆及钻头,向集料斗注入适量水,进行低压射水,清洗管路中残存的水泥浆。
在成桩过程中,因故停浆继续施工时,必须重叠接桩,接桩长度不小于0.5m,若停机超过3h,应在原桩位旁边进行补桩处理。清洗结束后,把钻机等设备移到新孔位上。
7 试桩成果
7.1水泥搅拌桩质量检验
1)成桩7d后,采用浅层开挖1~3根桩头目测检查搅拌桩的均匀性、整体性及外观质量,并用实际周长1.63换算直径的0.52m。开挖深度为停浆面以下0.5m;
2)成桩28d后,在2#、6#、7#、11#、14#桩共5根检测桩径方向1/4处、桩长范围内钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,并对芯样进行无侧限抗压强度试验。检测结果:各桩实测桩长均满足设计要求;桩身水泥土芯样完整性类别均为II类;强度依次为1.56MPa、1.44MPa、1.85MPa、1.80MPa、2.25MPa,均大于设计1.2 MPa,检测结论为合格。钻芯后的空洞采用水泥砂浆灌注封闭。
8 水泥搅拌桩现场检测情况
8.1桩顶1米以下成桩效果检查
2013年11月17日,对水泥搅拌桩成桩情况进行现场外观鉴定。
对试桩桩顶以下1m范围内进行开挖,可见桩体圆匀,无缩径和回陷现象,布置形式、
桩间距以及直径均符合要求,桩体符合设计和施工规范要求。实测桩径0.52m,桩体皆完整连续,无缩颈和回陷现象。
8.2成桩28天复合地基载荷试验
2013年11月21日至23日,对水泥搅拌桩1#,5#、9#、10#、15#试桩进行复合地基载荷试验。经试验5处试验点最大测试荷载下地基沉降量均小于6.6mm,均未达到极限承载状态,因此该试验点的复合地基承载力特征值为150 kPa,复合地基载荷试验符合不小于150 kPa设计要求。复合地基承载力试验结果如下表:
8.3 成桩28天单桩承载力试验
2013年11月21日至24日在现场对水泥搅拌桩3#、4#、8#、12#、13#试桩进行单桩承载力试验。测试加荷方式采用逐级加载法,5个测点的首次加载均为2级加载,每级荷载增量为25kN,最大测试荷载加至200kN。测试进展顺利,未出现异常现象,且没有明显沉降增大现象。5个测试桩累计沉降分别为3.98mm、3.95mm、3.76mm、3.99mm、3.84mm(≤40 mm),均未达到极限承载状态。单桩承载力均符合不小于200kN的设计要求。
单桩承载力试验检测结果如下表:
8.4 成桩28天桩身抽芯完整性检查及无侧限抗压强度试验
2013年11月17日,项目部及监理单位在现场对2#、6#、7#、11#、14#桩进行抽芯对芯样进行无侧限抗压强度试验,检测结果如下表:
成桩28天桩身抽芯检查及无侧限抗压强度试验结果。
9 结论
本次试桩采用SP-5型大扭矩打桩钻机;施工工艺为“两喷四搅”;施工参数依照试桩技术交底所列。施工流程为:钻机就位制浆开启钻机、水泥浆泵钻进搅拌边提升钻头、边喷浆搅拌再次钻进、搅拌再次提升、搅拌清洗、移位。通过对水泥搅拌桩试桩的各项记录和检测数据分析得出:按照设计人员提供的基本数据和“两喷四搅”施工工艺进行的水泥搅拌桩施工,其成桩后进行的无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基载荷三项主要指标符合设计要求,达到了试桩目的,所取得的试验数据真实可靠,可用于指导后续的正式施工,但以下几项应做重点控制:
1)喷浆量:喷浆量的控制不仅须控制每米水泥用量和浆液比重,还须控制钻进提升速度与钻头钻速的一致性,以免搅拌喷浆不均匀;
2)搅拌速度:根据本施工区域地质状况,具体施工时,施工单位应保证钻进提升速度均匀,提升速度控制在1.3 m/min~2.0m/min,保证每米喷浆量达到本试桩工艺要求;
3)胶凝材料:水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰;
4)配合比:鉴成于本次试桩成桩后的无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基载荷三项指标均达到设计要求,确定施工浆配比为15%,即配合比为水泥:粉煤灰:水=1:0.20:0.611,每米水泥用量为53.015kg,每米粉煤灰用量为10.603kg;
5)每米喷浆量:后续施工时,施工单位应经常检查试验机每米喷浆量,并与设计每米喷浆量进行对比,偏差不可过大。设计每米喷浆量=(每米水泥用量+每米粉煤灰用量)×(1+0.50)÷1.842=(53.015+10.603)×(1+0.50)÷1.842=52.3L/m。(注:本次试桩的记录表中显示每米喷浆量为53.3L/m〉52.3L/m,符合设计要求);
6)喷浆压力:试桩发现,配比为15%的桩采用喷浆压力为0.4 MPa。
关键词:水泥土搅拌桩 施工过程 质量控制 检验方法
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-009-02
1概述
水泥土搅拌桩源于美国,20世纪50年代引入日本,我国从1977年开始引进此技术。水泥土搅拌桩是用于加固饱和软粘土地基的一种有效方法,是指运用水泥(或其他水泥类材料)作为固化剂,通过特殊的搅拌机械,将地基深处的原状土体和固化剂(水泥类)强制拌和,固化剂和软土体之间会发生一连串的物理、化学反应,从而使天然地基土结硬成具有一定整体性、水稳定性和一定强度的桩体。由于其良好的经济效益和社会效益,该方法在地基处理、边坡支护、防渗等岩土工程中得到广泛的应用。
水泥土搅拌桩施工量大、面广,且是隐蔽工程,现有的水泥土搅拌桩施工机具无法自动、准确地控制水泥搅拌桩施工质量。目前,市对水泥搅拌桩施工质量检验评定及检测方法等尚未有相应的标准规范。在实施中因其检测方法及检测数量主要是由地方质量监督部门、设计、业主等有关单位部门商讨后确定,具有随意性。而水泥土搅拌桩地基处理施工存在不可逆性,如若施工完成后存在质量问题,对复合地基进行补强处理是复杂而不经济的。
因此,如何在水泥土搅拌桩施工过程中进行有效的质量控制检验,是软基处理工程没有很好解决而迫切需要解决的问题。
2质量控制检验方法
水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。质量控制检点是:(1)水泥质量控制检查:包括水泥质量、水泥用量、水灰比和泥浆用量;(2)桩身质量控制检查:包括桩长、桩径、桩位和垂直度;(3)加固土体的搅拌次数检查:包括搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度;(4)停浆处理方法。
2.1水泥:水泥质量、水泥用量、水灰比、泥浆用量
水泥质量:提供与水泥厂家签订的进料合同,使用三联式水泥进料验收单(第一联水泥厂家回执,第二联交监理组签认并保管,第三联承包人留存),否则,不予计量;采用取样送检的方法,每200t水泥做为一个批次,样品数量12kg,检测项目为标准稠度用水量、安定性、凝结时间、抗折强度、抗压强度和细度。
水泥用量:对每天的成桩根数 、水泥使用量 进行统计,再根据桩长 ,计算每米水泥用量m,计算公式如下:
(1)
水灰比:记录每搅拌罐用水质量 ,每罐水泥浆的水泥用量 ,计算水灰比e,公式如下:
泥浆用量:在喷浆管上安装经计量部门认证的流量表,每根桩打完后,记录流量表度数,根据记录计算每根桩的喷浆量。
2.2桩身:桩长、桩径、桩位和垂直度
桩长:开工前,钻机调平,钻杆调直,使钻头触底,自钻杆顶部下反一根桩长的距离,在钻杆支架上设置标记点。打桩过程中,当钻杆顶部到达标记点位置时,钻头下沉至设计深度,施工桩长即达到设计要求。施工过程中,还可查看进尺深度测量仪查看进尺深度,确定桩深长度。
桩径:对钻头回旋直径进行测量,回旋直径与设计桩径的偏差≤10mm,可用于施工;成桩7d后,浅部开挖桩头,测量成桩直径。
桩位:在桩机一侧横向设置参照杆,位置与钻头平齐,参照杆上吊2个线坠,第一个线坠距离钻头一个排间距的距离,第二个线坠距离第一个线坠一个排间距的距离。将两个线坠分别于对准第二排桩和第三排桩的第n个桩位,那么钻头则对准第一排桩的第n个桩位。因此,检查时,只需查看两个线坠是否分别于对准第二排桩和第三排桩的第n个桩位,就能够知道钻头是否对准。
垂直度:在基坑的西侧和南侧各设置一台全站仪,钻头对准桩位后,测量钻杆在两个相互垂直方向上的垂直度,如若倾斜,及时调整后在进行钻孔下沉。
2.3加固土体搅拌次数:搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度
搅拌头转数和提升速度:设备进场时,必须配备经过计量部门鉴定合格的电脑计量装置,可以对搅拌头转数和提升速度进行实施测定。
复搅次数:根据设计要求,进行一定次数的重复搅拌,严格保证复搅次数,保证施工质量。
复搅深度:在钻杆支架上标记复搅深度位置,设置标记点。复搅过程中,当钻杆下沉到记点位置时,复搅深度即达到设计要求。复搅过程中,还可查看进尺深度测量仪查看复搅深度。
根据规范要求,搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配,以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
为此,我们测量搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角,根据仪器记录搅拌头转速和提升速度。加固土体的搅拌次数n可用下式进行检验计算:
(3)
2.4停浆处理方法
水泥浆液必须连续供应,一旦停浆,必须采取恰当的措施,避免出现工程质量问题。在搅拌桩施工过程中,如因送浆管路堵塞或机械故障等原因中止喷浆,应使钻头下钻到停浆以下的50cm,第二次继续喷浆时,搭接长度不得小于lm,以免断桩;停机超过2小时,必须清洗输浆管,避免泥浆凝固堵塞输浆管。
3工程实践
本文所述的各种检验方法应用于燕郊地区某金属制造有限公司多层厂房水泥土搅拌桩复合地基处理工程的施工过程中,施工结束后,经桩检测实验检验,成桩质量优异,顺利通过验收。
本工程为地上1~3层,采用筏板结构,地下一层。地基处理施工采用水泥土搅拌桩复合地基加固方案,设计承载力≥150Kpa;施工参数如下:共布桩3600根,桩距1.20?.20m,桩径500mm,有效桩长5.50m,保护桩长0.50m,桩端进入细砂层中约1.00m,面积置换率为0.139,单桩竖向承载力特征值为174.86KN,复合地基承载力特征值为150Kpa,桩身固化剂材料采用P.S.A 32.5矿渣硅酸盐水泥,水泥掺入比aw=13%,水灰比为0.6,基础底板下铺设压实厚度为20cm的碎石褥垫层,碎石材料粒径为1.0cm~2.0cm。
施工过程中,采用上述检验方法,对进场水泥进行取样送检,保证水泥质量;每天对水泥用量、泥浆用量进行统计,抽检水灰比,确保水泥用量每延米56kg左右,水灰比在0.5:1~0.6:1之间;每天对桩长、桩位和垂直度进行抽检,保证桩长偏差≤?00mm,桩位偏差
施工结束4周后,选取总数0.5%(19根)的桩位,进行单桩复合地基静载试验。试验结果表明:19根桩的静载试验加载到300kPa时均未达到破坏状态,各桩实测承载力基本值均不小于150kPa,故水泥土搅拌桩复合地基工程承载力特征值不小于150kPa。成桩质量优异,得到质量监管部门、开发商和监理方的一致好评,顺利通过验收。
4结论
本文对水泥土搅拌桩施工过程中的质量控制方法进行了研究,主要结论有:
(1)对水泥土搅拌桩施工过程中的水泥(包括水泥质量、水泥用量、水灰比、泥浆用量)、桩身(包括桩长、桩径、桩位和垂直度)的检查方法进行了总结;
(2)对加固土体的搅拌次数n与搅拌头翼片的枚数ny、搅拌头翼片宽度b、翼片与搅拌轴的垂直夹角 、搅拌头转速nr、提升速度v的相互关系进行分析,根据规范要求给出了加固土体的搅拌次数n的检验计算公式:
(3)对停浆处理方法进行了阐述:停浆时,使钻头下钻到停浆面50cm以下,停机超过2小时,必须清洗输浆管,避免泥浆凝固堵塞输浆管;
(4)本文所述的质量控制检验方法应用于水泥土搅拌桩施工的工程实践,成桩质量优异,取得了良好的效果。
参考文献:
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关键词:水泥搅拌桩;地基;施工技术;分析
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
0前言
众所周知,我国之前的工程建设中,在利用水泥搅拌桩处理软土地的时候一贯会遇到下面的问题:难以控制水泥用量搅拌不均匀导致强度差,不能够很好控制沉降量,甚至增大,总体达不到施工的要求,影响加固的效果,只有不断改善施工工艺,采取有效措施控制施工的质量,才能达到加固的效果,并能够承载强大的负荷、抗变压和变形的能力、降低总沉降量、工期短是水泥搅拌桩具有的优点,所以在道路的软土地基工程建设中得到广泛应用。
在工程施工中遇到软土地基时,对地基的处理非常重要,因为软土地基本身的承载能力较差,不仅要受到施工工艺;施工效应。
1.工程概况
该工程软土层厚度变化较大,最厚处可达9.7m,含腐殖质,有机物含量一般为5.3~7.7%,土质疏松,多为淤泥质粉质黏土夹粉土层,具有天然含水率高、有机质含量多、孔隙比大、压缩性高、透水性差和承载力低等特性,工程性质较差。
因基底持力层软弱,天然地基难以满足结构设计要求,每个结构物基础下均设水泥搅拌桩,桩径60cm,桩长5m~7m不等,桩间距均为1.0m,正方形布置,结构物基础轮廓线以外设计有一排水泥搅拌桩,以形成复合地基承载,满足结构物持力要求。
2.水泥搅拌桩加固软土地基技术原理
水泥搅拌桩加固软上地基技术的基本原理是:以水泥作为软弱地基上壤固化剂,采用深层搅拌机将水泥浆送到需加固的地基中,与欲加固上壤搅拌均匀,形成具有定强度的水泥上桩,通过桩体与周边上壤共同作用,使水泥搅拌桩桩群区域形成具有整体性和具各足够强度的复合地基.以达到提高地基承载能力的目的。
3.水泥搅拌桩的施工及技术要求
3.1水泥搅拌桩施工
①试验:选择几个有代农性的结构物工点现场取土样,连同施工实际所用的水泥、拌合水并送至试验室,按拟订的配方操作程序制作试块(边长为70.7mm的立方体),试块成型后1-2天拆模,称重后进行标准养生,达到规定龄期后,称重进行无侧限抗压强度试验,其无侧限抗压强度小得小于1.OMpa(28d)
水泥搅拌桩施I.的水泥浆液配制采用P.042.5(普通硅酸盐水泥),并按设计要求加入外加剂水泥掺量为被加固湿上质量的12-20%,且甸延米桩长小少于60Kg,水灰比为1:0.45-1:0.55经过室内配比试验,研究确定最钊配比,验证设计参数的合理性,试验技术方法与施工工艺
②钻机就位施工:移动钻机到指定桩位对中,钻机就位要求对位偏差量不大于2cm,钻杆保持与地面垂直,采用吊线锤检查,偏差量控制在1%范围内。待钻机精确对位后,开动钻机钻进距离原地面1m高度内,速度应慢,防止钻孔偏斜,待一切正常后,可按正常速度钻进,控制在1.0m/分钟之内,同时开动送灰泵进行送浆,钻进达到设计深度,停止正钻进及喷浆,然后进行反转并提升钻杆,以使土体和水泥浆进行充分的拌和。二次提升结束,钻头提升至设计停灰面时,关闭送灰泵,慢速原位转动2~3分钟左右,排空钻杆内的灰,压桩成型。为保证桩头质量,要求提升至设计桩顶高程位置时,料斗内按设计用量拌制的水泥浆刚好用完。如发生故障停浆或钻机停机情况时,应马上进行复搅复喷,搅拌头下沉到停浆点以下1m,以防断桩或缺浆。
③严格控制水泥浆的用量与质量:严格控制施工灰浆用量和水灰比,施工过程中,需时刻注意送灰泵表及压力表,并作详细的记录,以做到经济合理的用灰量。水泥在运输和储藏过程中,要注意防潮,在投入使用前,须经过2.5mm筛,除去杂物及硬块,以防堵管。水泥浆要现制现用,不得停放过久。制现用,不得停放过久。
④施工过程中,设专人实施全程跟踪记录,包括所打的每根桩的编号、深度、喷浆量、二次喷浆的用量及完成各工序的时间,并及时汇总,交工程部分析总结后,及时反馈给施工队,进行参数改正和事故处理,做到信息化施工。
⑤控制搅拌均匀度和送灰量:严格按设计要求控制喷浆量及提升速度,以保证桩体内每一深度均得到充分拌和。在送灰过程中不允许有断灰的现象,应有专人监视送浆设备,防止集料斗中无灰,或管道堵塞。
⑥质量控制:由于桩头部分直接接触上部构筑物,会产生应力集中,故在桩顶以下2.5m范围内应降低提升速度,并按设计的要求在桩顶处原位搅拌1分钟,以利提高桩顶强度。成桩过程中因故停工,第二次喷浆必须重叠接桩,且搭接长度不得小于1m,并做相应记录。若停机超过半小时以上,必须先清洗管道。水泥搅拌桩头50cm范围内由于施工时覆盖力小,搅拌质量差,应予以凿除。设计桩长为凿除桩头后的实际长度。
⑦质量检验:水泥搅拌桩成桩7天须采用轻型动力触探(N10)方法检查桩身强度。触探点的位置一般取桩径1/4处,当贯入100mm击数N10小于10击时,视为不合格,抽检频率100%。每座结构物都要进行1处复合地基荷载试验,试验位置随机选定,应在成桩28天后的桩体上进行。复合地基承载力不小于150Kpa,安全系数K≥2。质量检测及验收严格按YBT225-91 《软土地基深层搅拌加固法技术规程》及设计要求执行。对应着水泥搅拌桩的施工的质量调控的控制,对于桩位主要是针对其中的尺量进行调控的,对于允许的偏差主要在2cm-5cm,而且确定了桩位的垂直度进行整体性的调整与控制,有效地桩长主要是依据施工前钻杆的长度进行控制的。桩身的强度主要是在设计上桩径的1/4处。若是符合地基的承受的荷载主要也是在桩体上进行的。
3.2主要技术
①水泥搅拌桩采用“二喷四搅”工艺施工;②严格控制钻头下沉和提升速度,保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌。 ③结合施工当地土质,反复试验,确定最佳水灰比。 ④严格按成桩流程施工,避免漏打漏喷。
3.3施工效应
①提高地基承载力:经检测水泥搅拌桩及上覆碎石形成的复合地基克服了软基病害,提高了地基承载力,满足结构物基础设计承载要求;②将软土地基结构物基础施工湿施工变为干施工,改善施工了施工条件,减少施工难度,提高施工效率,加快了施工进度,从而减少成本投入,降低了工程造价。
【关键词】基坑围护体系 “SMW” 工法 基坑变形
1 工程概况
1.1 工程概况
天津市地铁一号线洪湖里车站工程全长175.3m,结构形式:南端单层框架结构66m,北端双层框架结构109.3m。设四个出入口及南北风道,车站主体基坑围护体系采用钻孔灌注桩加水泥土搅拌桩组合式排桩支护体系,出入口采用重力式搅拌桩挡土墙支护,三号出入口试用“SMW”工法施工。
1.2 地质条件及地层情况
本段地层主要为第四系全新人工填土(Qh),上部陆相层(Qh3),第一海相层(Qh2),中上部陆相层(Qh)及更新统交互相堆积层(Qp)。岩性以粘土、粉质粘土为主,土质松软、多呈软塑、流塑状,围岩分类为1类,地下水埋藏浅且较丰富,地面以下1m处就有地下水。土层主要以粘土和粉质粘土为主。
2 基坑围护桩结构的型式与内力计算
2.1基坑围护结构的设计型式
基坑形式基本呈反“L”型,开挖深度平均4.5m,局部开挖深度7.5m,宽度8m,如图1所示:
在基坑B—B断面最深7.5m处,采用双排φ650@450,深度为13m水泥土搅拌桩,插入型钢H-488x 300@900长度12m作为受拉材料,A—A断面4.5m深处及其他采用双排φ700@500深度为9,5m的水泥土搅拌桩,插入9.5m长钢轨@1000作为受拉材料,为增加围护体系的整体性,在桩顶浇注一层端面尺寸500mmx 600mm的压顶梁,单层支撑支护,局部较深处采用双层支撑支护。
3.2 水泥土搅拌桩施工参数的设定
针对本场区的地层情况,经试桩,特确定如下参数
水泥品种:普硅425#;水泥掺人比:20%;水灰比:插型钢采用1.8、插钢轨采用1.3;喷浆压力:5MPa;水泥浆比重:1.3。
3.3 所用机械设备配置
φ650三轴搅拌桩机(PAS-120VAR)
1台
SH50t履带吊机(50t)
1台
空气压缩机(6m3)
1台
挖掘机(0.6m3)
1台
履带式吊机(25t)
1台
及配套的注浆设备。
3.4 “SMW”工法水泥土搅拌桩的施工
3.4.1 “SMW”工法施工顺序的确定
φ700双轴搅拌桩机采用双排同时成桩连续施工的办法施工,φ650三轴搅拌桩我们采用单侧挤压式连接施工,如图5所示: 施工第二排时,前排的搅拌桩强度已上来,两排间距调为@650.
3.4.2 “SMW”工法水泥土搅拌桩的施工技术要求
(1)测量放线,开挖导沟;
图5
(2)在开挖的工作沟糟两侧铺设导向定位型钢,按设计要求在导向定位型钢上划出钻孔位置和插H型钢或钢轨的位置。严格控制钻孔桩架的移动,确保钻孔轴心就位不偏。严格控制下钻,提升的速度和深度;
(3)钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速下钻,匀速提升,同时根据下钻和提
升两种不同的速度,确定下沉搅拌桩注浆速度1m/min,提升搅拌桩注浆2m/min,柚苠部2m处重复搅拌桩注浆速度1m/min,并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和,在桩底部分必须重复搅拌注浆,保证整桩搅拌充分、均匀,确保搅拌桩的成桩质量;
(4)在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后,开始初凝硬化之前,采用履带吊将定尺的H型钢或钢轨吊起,插入指定位置,依靠型钢或钢轨的自重下插到计划规定的深度,严格控制型钢的垂直度,严防错位,插偏、扭歪。
4 基坑土方开挖及开挖施工过程中围护系统的变形观测
4.1 基坑土方开挖
基坑土方开挖,我们采取边挖边上撑的作业程序,在局部较深部位采用先撑后挖,严格控制基坑围护体系的变形。
4.2 开挖施工过程中围护系统的变形观测
为保证基坑开挖过程安全有序地进行,对基坑围护系统变形进行及时,有效地监测和控制。我们在不同深度处的围护桩上分别布设有桩体水平位移观测管(测斜管)及型钢或钢轨上安装应变片,观测基坑开挖过程中及基坑开挖结束时,型钢和钢轨的受力及变形情况,结果与计算值相符。
5“SMW”工法芯材的拔除
H型钢或钢轨一次性投资大,支护工程完毕后要将它们拔出再行使用,否则不很经济。H型钢或钢轨的拔出采用液压拔桩机,由于水泥结硬后与H型钢或钢轨的粘结力大大增加,此外,H型钢或钢轨在基坑开挖后受侧壁上压力及水压力的作用,往往有较大变形,使拔出受阻,型钢或钢轨在插入水泥土搅拌桩前,在型钢或钢轨的周身涂刷减摩剂,以减小水泥土与型钢(钢轨)的粘结力。
6实践结论
6.1 挡水防渗性质好,不必另设挡水帷幕
采用专用三轴搅拌机施工,两轴同向旋转喷浆与土拌合,中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌和,而且采用三轴搅拌机施工比单轴或双轴搅拌机施工,更加有效地减少因接缝搭接不好而造成的止水效果不佳现象,而且由于中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转,使原来已拌合的土体更加均匀,成桩直径更加有效,成墙效果及止水性能更优。
6.2 施工时基坑无噪声,低震动,对周围环境影响小符合环境保护要求
采用三轴搅拌机施工,由于机械的良好传动性能及稳定性,施工时基坑亡无噪声,震动小,在现场施工时,由于施工现场离民房很近,基本上能做到只见其形,未闻其音,地表的震动很小,这样就避免了“扰民”现象发生,尤其适合在市区施工。“SMW”工法施工时,将要置换出一部分泥浆.24小时将硬化,由于施工前开挖沟槽,避免了泥浆的溢出,对周围的影响小,符合环境保护要求。
6.3具有双重功能
“SMW”工法水泥土搅拌桩具有承力及防渗双重功能,“SMW”工法成桩由于是在水泥土搅拌桩内插入H型钢或钢轨或其它种类的受拉材料,型钢作为支承侧壁水土侧压力,水泥土搅拌桩作为防渗墙。
6.4 工期短
“SMW”工法水泥土搅拌桩,由于具有承力和防渗双重功能,相对于灌注桩和水泥土搅拌桩组合式排桩体系或其它体系、工序减小,施工工期大大缩短,对于施工工期要求紧的工程,此法施工特别有效。
6.5费用低
相对其他的支护体系,工序减小,在工程主体结构施工完毕后,型钢能够回收重复利用,减少工程造价。在6-10m的围护结构施工中与常规的灌注桩加水泥土搅拌桩支护体系相比,可降低造价约18%,与用钢筋混凝土地下连续墙施工方法相比,可降低造价约35%。
7 结束语
“SMW”工法的施工,在天津市地铁基坑支护中,将发挥更加广泛的作用,尤其是在基坑深度在6-10m范围,周围属密集居民区的地区施工,文明施工要求高的地方。综上所述优点,相对于其他类型的支护体系,有其不可替代的作用,在未来的天津地铁基坑支护施工前景广阔。
参考文献
【1】JGJ120---99.建筑工程支护技术规程北京:中国建筑工业出版社,1999
【2】 赵志缙,应惠清编。简明探基坑工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社,2000
(江苏天地房地产开发有限公司 江苏 仪征 211400)〖HJ*1/2〗
【摘 要】如今,随着科学技术、生活水平的不断进步,人们对房屋建筑工程的质量提出了更为严格的要求,尤其是软土地基,如果没有严格按照规定及操作规程进行施工或施工方式欠佳,就会使工程质量受到严重影响,文章中对房屋建筑工程软土地基的特点进行了分析,并提出相应的一些软土地基处理措施。
关键词 建筑工程;房屋;软土地基;措施
Measures housing construction Soft analysis
Su Qing-yuan
(Jiangsu World Real Estate Development Co., Ltd Yizheng Jiangsu 211400)
【Abstract】Now, with science and technology, continuous improvement of living standards, people’s quality of housing construction projects proposed more stringent requirements, especially soft ground, if not strictly in accordance with the rules and procedures for construction or poor construction methods, it will make the quality of the project have been seriously affected, the article on housing construction soft soil characteristics were analyzed, and the corresponding number of soft soil treatment measures.
【Key words】Construction work;Housing;Soft;Measures
1. 软土工程的特点
1.1 软土主要指承载力低、压缩性高、天然含水量大的一种软塑到流塑状态的饱和粘土,软土通常分布在内陆、沿海、平原以及山区的湖泊周边等地区。软土的天然孔隙比大于1.0,天然含水量也较高,当软土因生物化学作用而导致天然孔隙比大于1.5时称为淤泥,当软土的天然孔隙比介于1.0与1.5之间时,称为淤泥质土。
1.2 软土工程的性质主要有以下几点:
(1)触变性。软土没有遭受破坏时,它具有固态的特征,如果软土受到破坏或扰动,就会转变成稀释流动状态。
(2)高压缩性。软土的压缩系数很大,当垂直压力达到0.1兆帕时,大部分软土会发生压缩变形,从而导致房屋建筑的沉降量较大。
(3)低透水性。由于软土的透水能力很差,可以认为软土是不透水的,所以软土排水固结通常需要耗费很长的时间,有些房屋建筑工程的沉降延续时间甚至超过十年。
(4)不均匀性。高分散的与微细的颗粒组成软土,使得软土的土质不均匀,如果平面上的房屋建筑荷载不均匀,就会导致房屋建筑产生很大的差异沉降,使房屋建筑出现裂缝。
(5)沉降速度快。随着荷载的不断增加,沉降速度也不断增加,沉降速度最高可达2毫米/天。
(6)流变性。软土在一定剪应力的作用下,会发生缓慢的长期变形,导致软土长期强度低于瞬时强度。
2. 常用的房屋建筑工程软土地基的处理
在房屋建筑工程中,对软土地基进行加固处理应尽早采用堆载预压的方法,这样能够使自然沉降慢慢达到平衡,该方法既经济合理,又操作简单,但是由于工期进度的限制,自然沉降法很难被应用。如果工程进度紧迫,在施工中还经常采用深层石灰搅拌桩、砂垫层与砂石垫层换填、深层水泥搅拌桩等方法,对软土地基进行加固处理。
2.1 深层石灰搅拌桩。
对塑性指标高的软土地基进行加固处理,可以采用深层石灰搅拌桩这一方法。在同等条件下,用石灰充当固化剂对软土地基进行加固处理,所起到的临时加固效果通常要超过水泥。在房屋建筑工程中的软土地基中,深层石灰搅拌桩通过把地基土和石灰强制搅拌混合,使石灰和地基土发生化学反应,从而使起到稳定地基土的作用,同时还能提高软土地基的强度。该方法具有经济合理、技术简单等特点,可以减少房屋建筑整体工程的工后沉降与软土层沉降,同时还能使软土层承载力得以提高,能够有效加固房屋建筑工程的软土地基。
(1)深层石灰搅拌桩的材料要求。
用于加固软土地基的石灰必须是细磨的,在整个搅拌过程中,石灰的最大粒径应小于2毫米,这样可以防止桩体中的石灰聚集。选取石灰应尽量挑选纯净无杂质的石灰,而且石灰中的氧化镁与氧化钙含量不应低于8.5%,氧化钙的含量最好在80%以上。石灰储存期最好不要超过90天,石灰液性指数应在70%以上(含70%)。
(2)深层石灰搅拌桩的施工准备。
当工作场地的表层硬壳比较薄时,应先铺填砂石垫层,这样施工机械在场内就可以顺利移动与施钻。配置钻机、搅拌钻头、空气压缩机以及粉体发送器等。通过室内试验与原位测试获取地基土与灰土的化学指标和物理力学性能指标,然后以最佳含灰量充当设计掺灰量。对搅拌范围进行确定与设置,然后选择桩长、根数及截面。
(3)深层石灰搅拌桩的施工要点。
粉体搅拌法的施工顺序为:桩体对位下钻钻进提升提升结束。按照房屋建筑结构所要求的承载力,对桩的间距进行初步选定,然后确定出加固范围内的搅拌桩数量与每平方米内的搅拌桩的所占面积。通常,搅拌桩的排列呈等边三角形,有时也可以布置成四方形,桩距约为1米,桩径在0.5米到1.5米之间。空压机压力不必过高,风量适宜即可,不必过大。桅杆与钻机安装在载体上,这样可以有效防止飞粉污染,同时还能防止与雨水相遇发生化学反应而溅伤施工人员的眼睛与皮肤,在施工过程中,施工人员必须配戴防护眼镜。
2.2 砂垫层与砂石垫层换填。
目前,在房屋建筑工程的软土地基处理措施中,砂垫层与砂石垫层换填这一方法应用的比较广泛。砂垫层与砂石垫层通过用压实的砂垫层或石垫层来替换地基基础下部的部分软土层,从而使地基强度与承载力得到大幅提升,有效减少沉降量,能够使软土层加速排水固结。
(1)砂垫层与砂石垫层换填的材料要求。
砂垫层与砂石垫层最好采用质地坚硬、级配良好的粗砂、中砂、碎石、石屑、砂砾或是其他的工业废料粒来作为换填材料。有些地区可能缺少粗砂、中砂以及砂砾,这时可以采用细砂,同时还要掺入一定量的卵石或碎石,其掺量按照设计规定要求进行(含石量小于等于50%)。使用的砂石材料不能含有垃圾、草根等有机杂质。用于排水固结软土地基的材料,其含泥量最好不要超过30%,卵石与碎石的最大粒径最好不要超过50毫米。
(2)砂垫层与砂石垫层换填的施工准备。
在施工前应进行验槽,把浮土清除干净,基槽的边坡要确保稳定,草地与两侧如果有沟、井、孔洞等必须加以填实。
(3)砂垫层与砂石垫层换填的施工要点。
最好将砂垫层与砂石垫层底面铺设在同一标高上,若深度存在不同,施工程序为先深后浅。土面应挖成斜坡或台阶搭接,注意对搭接处进行捣实。在分段施工时,接头处必须作成斜坡,且每层斜坡都要错开0.5米到1米之间,然后进行充分捣实。当采用碎石垫层进行换填时,为了确保基坑底面表层软土不会发生局部破坏,必须在基坑底部与四侧铺设一层砂,待砂层铺设完毕后再铺设碎石垫层。砂垫层与砂石垫层必须分层铺垫,并分层压实,其铺设方法主要有以下几种:平振法、水撼法、插振法、碾压法及压实法等。
平振法主要用平板式振捣器进行反复振捣,其振捣次数应以简易测定密实度达到合格水平为准,平板式振捣器在移动时,为了防止振捣面积出现不搭接的现象,每行必须搭接三分之一。每层的铺设厚度通常在200毫米到250毫米之间,施工时的最优含水量在15%到20%之间。在含泥量较大或细砂的沙铺筑砂垫层中,最好不要使用该方法;插振法主要用插入式振捣器进行振捣,插入间距取决于振捣器的振幅大小。插入式振捣器不得插入下卧粘性土层,当插入振捣完毕之后,应用砂将插入振捣留下的孔洞填实。根据插入式振捣器插入深度来确定每层铺设厚度,施工时的最优含水量为达到饱和。
2.3 深层水泥搅拌桩。
深层水泥搅拌桩以水泥来充当固化剂的主剂,利用深层搅拌机械把软土与固化剂在地基深部就进行强制拌和,从而提高房屋建筑工程的软土地基强度,使软土硬结。深层水泥搅拌桩在处理淤泥质土、淤泥、粉土和泥炭土效果明显,是一种软土地基处理的有效方法。
2.3.1 深层水泥搅拌桩的试桩。
在房屋建筑工程的施工过程中,采用深层水泥搅拌桩对软土地基进行处理,首先要进行试桩,这样能够找到最佳的搅拌次数,同时还能确定出泵送时间、搅拌机的提升速度、泵送压力、水泥浆的配合比、复搅深度以及下钻速度等参数,这对水泥搅拌桩进行下一步大规模施工起到了一定的指导作用。试桩在每个标段中必须要超过5根,而且在试桩成功之后水泥搅拌桩才可以正式施工。对试桩进行检验时,可在7天之后将试桩直接开挖取出或在两周后取芯,看水泥搅拌桩是否搅拌均匀以及水泥土强度是否满足设计要求。
2.3.2 深层水泥搅拌桩的施工准备。
事先将深层水泥搅拌桩的施工场地整平,将桩位处的地下、地上障碍物全部清除。若场地低洼可以回填粘土,注意不能回填杂土。另外,水泥搅拌桩必须采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥,这样计量方便,不易出错。水泥搅拌桩的施工机械应具备较高的稳定性能,项目部经理与监理工程师应在钻机开钻之前对其进行检查验收。
2.3.3 深层水泥搅拌桩的施工要点。
(1)深层水泥搅拌桩的施工工艺流程为:桩位放样钻机就位检验与调整钻机正循环钻进到设计深度打开高压注浆泵反循环提钻、同时喷水泥浆到工作基准面0.3米以下重复搅拌下钻、同时喷水泥浆到设计深度反循环提钻到地表成桩结束对下一根桩进行施工。
(2)深层水泥搅拌桩在开钻前,必须用水对整个管道进行清洗,同时还要检查管道是否存在堵塞现象,等水彻底排尽后才能下钻。为了确保水泥搅拌桩的桩体垂直度能够满足规范要求,应将一吊锤悬挂在主机上,通过控制吊锤和钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
(3)对于成型的水泥搅拌桩,其质量检点主要有水泥浆拌制罐的数量、水泥用量、压浆过程中有无断浆现象出现、复搅次数以及喷浆搅拌的提升时间。水泥搅拌水灰比为0.45~0.50,水泥掺量为12%。
(4)深层水泥搅拌桩所采用的施工工艺为二喷四搅。在第一次下钻时,为了避免堵管可以带浆下钻,但是不能带水下钻,下钻时的喷浆量不得超过总量的一半。第一次下钻与提钻时必须采用抵挡操作,进行复搅时可以再提高一个档位。正常成桩时间应在40分钟以上,喷浆压力为0.4兆帕。
3. 结语
关键词:深层搅拌桩地基加固工程施工工艺应用
中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:
前言
目前国外使用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、沉淀的粉土、沼泽地带的泥炭土和淤泥质土等,加固深度达到50-60m;国内采用深层搅拌桩加固的土质有淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等,深度为20m左右。应用该法处理地基可增加地基承载力,减小沉降。
1、工程概况
本文工程中主要涉及国信电厂新建堤及进、排水口工程,新建堤采用碾压式均质土堤,进、排水口为新建堤穿堤建筑物。该堤防加固工程级别Ⅱ,新建堤、进出水口等主要建筑物级别为2级。
2、工程地质条件及整治方案确定
2.1工程地质条件
根据勘察资料,深层搅拌桩穿过地层自上而下依次为:(1)第一层为地基持力层,该层为中、重粉质壤土,含水量在33%左右,干密度14.3KN/m3,地基承载力100KPa,压缩模量4.3MPa。(2)第二层为淤泥质重粉质壤土,层厚约3.3m,含水量在37%左右,干密度13.6KPa,地基承载力80KPa,压缩模量3.3MPa,该土层强度低,压缩性大。(3)第三层为中粉质壤土层,含水量在30%左右,干密度14.9KN/m3,地 基 承 载 力100KPa,压 缩 模 量4.9MPa。土壤呈灰色、饱水、松散状,水平方向局部相变为细砂,夹褐色淤泥质粘土薄层及透镜体,具弱透水性。(4)第四层为细砂夹壤土层,含水量25%左右,干密度15.7KN/m3,地基承载力100KPa,压缩模量11.2MPa。土壤呈灰色、饱水、松散状,局部稍密状,以细砂为主,次为中砂及粗砂,少量粉细砂和淤泥质,具中等透水性。(5)第五层为中细砂层,允许承载力160KPa,压缩模量120MPa,强度较高,压缩性小。
2.2处理设计方案
针对新建堤及进、出水口工程的地质条件,在进出水口翼墙、洞身以及洞身两侧新建堤下设计有水泥土搅拌桩,总共有960m3,桩径为500mm,桩长8-10m两种,共计528根,进、出水口洞身地基桩端持力层为第6层重粉质壤土层,在满足桩长条件下,插入第6层不小于1m,桩顶高有0.4m、0.9m、几种标高。
3、水泥深层搅拌桩加固施工
3.1施工设备
依据现场的实际情况,本次工程采用的主要机械设备是SJB-3型单头深层搅拌机:搅拌轴头数为2个,电机功率2×37KW,搅拌轴转速42.6r/min,额定扭矩2×7880N.m,工作深度20m,液压行走,移动就位方便。该集浆斗安放在搅拌桩机上便于控制,使用灰浆流量计观测喷浆量,灰浆拌制机与桩机分离通过灰浆泵输送到集浆斗,集中制浆利于文明施工,并且具有高效无污染、成本低等优点,施工后可起到防渗防水挡土墙的作用。
3.2施工工艺
本次工程中深层搅拌桩的主要流程为:机具就位并调平送浆、下钻钻至桩底送浆、提升搅拌至桩顶送浆、复搅至桩底下一桩位。
(1)施工前要使用推土机将场地整平,采集工点各层土样,并进行室内配比试验,测定各水泥土试块不同水泥掺入量,以便寻求满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量。制浆站按照试验确定的水灰比配制并拌制水泥浆。
(2)桩机就位并调平后用泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐。
(3)从设计桩顶标高处搅拌下沉,开启输浆泵少量送浆,至设计桩底标高,然后搅拌提升,同时输浆至设计桩顶桩高处后,重复上述工序一次,即四钻四搅四喷。
(4)关闭输浆泵,完成一个桩的施工;油压调距向前移动、对准桩位、调平,重复(1)-(3)过程完成第二个桩施工。
(5)桩机向前水平移动对准桩位,重复上述步骤;成墙后水平接膜,回填土方随后施工,直至施工结束。
3.3施工过程中的要点
(1)将建基面以上0.5m开挖整平,确保桩机稳定工作。
(2)正式施工前依据规范进行同条件工艺性试桩2根,确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌头的回转数和提升速度等施工参数。
(3)每个工作班测量放样桩位一次,在地面上用木桩定位,撒石灰粉标定;备用发电机状态良好处于待命状态,以免系统停电造成埋钻或断桩事故。
(4)每班检查一次搅拌头翼片的枚数、宽度以及搅拌轴的垂直夹角,确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌,严格控制桩径和垂直度。
(5)停浆面要高于桩顶设计标高500mm;开机搅拌前检查桩机底盘的水平和导向架的垂直,搅拌桩的垂直偏差不得超过1%,桩位偏差不得大于50mm,并在桩机上设置定位卡。
(6)拌制水泥浆液的罐数、水泥和外加剂用量以及泵送浆液的时间等设专人记录,喷浆量及搅拌深度采用国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。
(7)搅拌机喷浆提升速度和次数按试验确定的工艺参数进行控制专人记录,当水泥浆液到达出浆面口喷浆搅拌30秒使水泥浆与桩端充分搅拌后,再开始提升搅拌头。
(8)施工时如因故停浆,应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆搅拌提升,若停机超过三小时,拆卸输浆管路,加以清洗。
4施工的技术要求
地基加固是一项隐蔽的工程,其加固质量直接影响到上部结构的安全,故每道工序、每个操作都需严格执行规程,严格控制加固剂本身的质量,严格控制水泥的质量确保加固桩体强度和均匀性。
4.1施工技术要求
(1)施工前做好场地排水设施,使雨水或地表水及时排至场外,避免对施工产生不利影响。
(2)施工时严格按设计图纸要求施工,注意桩顶、桩间高程控制,保证制桩质量和长度;严格注意机械传动部位,高压部位、电路经常检查,保证正常工作状态。
(3)钻头入土时应采用1挡慢速钻进,入土无障碍时,根据上层软硬情况,可提高钻进速度;钻到设计高程时,应在原位旋转后变速上提,同时进行送粉做到钻杆提升时边喷粉边搅拌、边提升的连续作业法。
(4)施工时垂直偏差不得超过规范要求,制桩时不允许有断浆现象,在桩顶高程处以下一定范围内复喷一次,钻头提升到设计桩顶高程时关闭喷粉机送粉阀,继续制桩上提以保证桩顶部分的质量。
(5)加料时应控制好材料用量,做好记录,施工时按实际用量做好记录,加强水泥等原材料的检验,各种材料应有出厂证明或检验单合格后方能使用。
4.2加固质量检查
(1)桩体外型检测,加固7d后经开挖观测,应在已经完成的桩中抽不少于2%的桩进行成桩质量检验。使用轻便触探器钻取桩身土样,根据触探击数用对比法判断桩身强度;对桩身强度有怀疑的工程采用岩芯钻探取原状加固土样,直接测定桩的桩身强度。
(2)搅拌桩验收时应提供下列资料:施工材料检验、现场室内试验报告、施工参数和配方及工艺流程、施工记录、施工质量检验报告。
(3)对施工中存在问题或检验中出现桩位偏差过大、桩头强度偏低及发现漏桩等质量事故,必须进行修补,修补方案必须征得设计部门同意。
5总结
水泥土搅拌桩目前技术较为成熟,且成本低、施工简便、质量可靠,对地基无较大的振动、机械噪音较小,对软土地基的处理效果显著,并利用土的承载作用,使桩与地基同受力,从而提高地基土承载力并减少沉降,是加固饱和软粘土地基的一种好方法。从本工程地基压板试验、竣工后的沉降观测数据,均进一步证实地基加固已取得预期效果。
参考文献
[1]蔡宇.深层搅拌桩的应用[J].山西建筑,2004,(7).