基于城市道路工程中水泥深层搅拌桩的施工

来源:用户上传      作者: 王显东

　　中图分类号：TV　文献标识码：A　文章编号：1008-925X(2011)05-0268-02
　　摘要：水泥深层搅拌桩是用于加固软土地基的一种常用且有效工法，本文结合相关工程简单介绍了水泥深层搅拌桩施工准备、施工试桩、工艺流程、过程控制、质量检验等情况
　　关键词：城市道路　水泥深层搅拌桩　施工工艺　过程控制　检验
　　
　　1、前言
　　
　　水泥深层搅拌桩是现今用于加固软土地基的一种常用且有效工法，其原理是利用水泥与水根据配比配制成浆液作为固化剂，用专用的深层搅拌桩机械将固化剂喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌固结，使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法。
　　
　　2、工程概况及设计参数
　　
　　某市城市道路工程第一标段全长2.5KM，道路连通两条市政道路，路幅宽32m，双向六车道，按一级公路等级设计，根据设计要求，对于桥梁、涵洞两侧40m的过渡段范围、涵洞基底及路基填土高度大于2m的路段，采用水泥深层搅拌桩加固。设计水泥深层搅拌桩桩径为0.5m，呈正三角形布置，桩间距为1.3m，桩长8-13m，总计长度约38万米。采用P.C42.5#水泥，水泥掺入比不小于17％，每延米水泥用量不小于56.2kg。水泥搅拌桩施工完成28d后进行质量检验，28d抽芯检测水泥土的无侧限抗压强度不小于1.0MPa,单桩承载力不得低于80kN.90d无侧限抗压强度不小于1.4Mpa。
　　
　　3、施工准备
　　
　　(一)机械设备检查：水泥搅拌桩施工前应检查水泥搅拌桩钻机、喷浆泵等设备中各项仪表如压力表、转速表、电流表是否标定，是否运转正常，喷浆管道是否畅通等，并按规定报验。
　　(二)场地清理：为防止搅拌桩机施工中出现移动困难甚至倾覆，必须保证施工场地的平整、硬实，本工程中因多数搅拌桩施工地点处于鱼塘及洼地，为保证搅拌桩的施工，采用排水清淤后夯填粘土后夯实进行施工。
　　(三)施工便道：水泥搅拌桩因需要大量的水泥，因此，必须根据输浆管长度及场地情况合理设置浆罐位置和材料堆放场地，并修筑可供材料运输车进出的施工便道。
　　(四)材料检验及堆放：施工前使用水泥必须经过监理见证、试验室抽检。以确保水泥性能满足规范及设计的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。水泥的堆放场地应根据现场实际情况合理选择，应该符合防雨、防潮的要求，
　　(五)测量放样：施工前先按照设计图对施工片区搅拌桩的位置、标高等进行测量放样，并采用竹木桩对各桩桩位进行标记，以保证施工时桩机按预先桩位进行对位。
　　(六)桩机对位：每台桩机钻架相互垂直的两个面上各设置一个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线：在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度，保证搅拌桩施工的垂直度及深度符合设计要求。
　　
　　4、试桩
　　
　　不同地段具有不同的地质条件，为了克服施工盲目性，确保水泥搅拌桩加固地基满足设计要求，本工程设计要求在每片施工前必须进行3根试桩，试桩应确定如下施工情况：
　　(一)验证施工设备操作参数是否满足实际地质条件要求。如管道压力、灰罐压力、桩机钻进速度、提升速度等，以确定最佳的搅拌次数、泵送压力、钻进与提升速度以及复搅深度。
　　(二)确定各地质条件下，水泥掺入比是否适用于现场实际，选择符合质量要求的合理掺灰量。
　　(三)检测达到龄期后桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d强度不得低于1.0MPa，28d单桩允许承载力不低于80kN。
　　(四)验证加固深度是否与设计相符，核对设计与实际地质情况，发现问题及时反馈。总之，试桩的目的是为了确定本段水泥搅拌桩施工的各项技术参数指标，为本区段大规模的施工提供技术参考依据及指导。
　　
　　5、施工工艺流程
　　
　　
　　(一)本工程中水泥深层搅拌桩采用“四搅两喷”工艺施工，试验确定提升速度为0.8m／min，下沉速度1.0m／min，第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻。
　　
　　(二)施工工艺流程：
　　1、移机对位：深层搅拌桩机到达指定桩位，对中。
　　2、预搅下沉：启动搅拌桩机，使搅拌桩机钻杆沿导向架切土下沉并搅拌。要求软土应完全预搅切碎，以利于同水泥浆均匀搅拌。
　　3、提升喷浆搅拌：深层搅拌桩机钻杆下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压人地基中，并且边喷浆边旋转。输浆管道不能发生堵塞，同时严格按照试验桩确定的提升速度提升钻杆。
　　4、重复下钻搅拌：深层搅拌桩机钻杆提升至设计加固深度的顶面标高时，为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将钻杆边旋转边沉入土中搅拌，
　　5、复搅至设计加固深度后，再次喷浆并提升出地面。
　　6、桩机移位：重复上述1～5步进行下一根桩的施工。
　　7、强度检测：施工完成28d后，按照规范和设计要求对搅拌桩进行检测。
　　
　　6、施工过程控制
　　
　　(一)水泥搅拌桩施工过程中，必须设专职施工员全过程旁站监控。所有施工机械均应编号，并将桩长、桩距、水泥用量等制成标牌悬挂于桩机明显处，操作人员逐桩随时记录下沉时间、压力、喷浆量、钻进速度、提升速度等有关参数。
　　(二)水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个输浆管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
　　(三)泵送浆液前，管道应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录水泥以及外掺剂用量，并记录泵送浆开始及结束时间。
　　(四)现场需配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
　　(五)搅拌桩供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使搅拌桩机钻杆下沉至停浆面以下0.5米，待恢复供浆后再喷浆提升。
　　(六)搅拌桩机自设计桩顶面以下1m喷浆搅拌提升时应采用慢速以保证桩头施工质量，设计停浆面应高出设计高程0.5m，开挖基坑时，应将上部质量较差桩头挖除后再进行后续施工。
　　(七)为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，每台桩机钻架相互垂直的两个面上各设置一个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线，施工中发现不垂直情况及时进行调整保证垂直度。
　　
　　7、质量检验根据设计文件要求，本工程水泥深层搅拌桩施工完成28d后进行质量检验。检验方式及内容如下：
　　
　　(一)外观检测：要求桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。搅拌均匀，凝体无松散，群桩桩顶齐，间距均匀，无漏打及不打现象。
　　(二)单桩荷载实验：用于单桩荷载试验桩的数量不得低于总桩数的0.3％。应按比例随机抽取，且分布基本均匀，试验得到的单桩承载力不得低于80KN。
　　(三)抽芯实验：抽芯试验主要用于评价桩身质量，如抗压强度、搅拌均匀性等。抽芯试验的总桩数不得少于工程总桩数的0.5％。抽芯后送试验室做28天龄期的无侧限抗压强度试验，并留一组试件做90d的无侧限抗压试验，以测定桩身强度。
　　(四)静载实验与抽芯实验的具体位置应布置均匀，不可集中于一处，由监理工程师根据施工情况确定。
　　(五)对搅拌桩取芯后留下的空洞应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
　　
　　8、结语
　　
　　道路工程中水泥深层搅拌桩的应用已越来越广泛，但其因要应对地下多变的地质条件，使得工程质量相对难以控制，因此，只有掌握比较准确的地质资料，制定严格的过程控制措施，试桩中获得符合实际要求的搅拌桩下钻、提升速度、喷浆压力等关键参数，才能确保水泥深层搅拌桩的施工质量。

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