水泥搅拌桩处理软土地基施工

来源:用户上传      作者: 解亚东

　　摘要:本文简单介绍了水泥搅拌桩的特点,主要叙述了水泥搅拌桩在处理软土地基施工中的施工工艺及质量控制和水泥搅拌桩在施工中遇到的质量通病及处理措施。
　　关键词:水泥搅拌桩、水泥土的配合比、施工工艺及质量控制、砂垫层、检测
　　1 工程概况
　　我公司承建的沪宁高速公路扩建工程位于扬子淮地台区中,属Ⅶ级地震烈度设防区,地层属第四系全新统冲湖积层,软土是沿线主要的不良地质。标段内全部进行软基处理,其中:水泥搅拌桩45万延米,处理深度5-12米,为软基处理的主要方式,水泥搅拌桩的施工技术要求高、难度大。
　　2 水泥搅拌桩室内配比试验
　　2-1 材料要求
　　2-1-1 水泥搅拌桩加固材料采用425#普通硅酸盐水泥,通过室内实验和成桩试验确定施工水泥用量为60kg/m.
　　2-1-2 所购置水泥应是国家免检产品,严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥.根据工程需要,选择具有早强、缓凝、减水、节约水泥用量等性能的外掺剂,纯净的生石膏粉作为选用的外掺剂,掺入量宜为水泥用量的2%~3%,要求生石膏粉通过0.075mm的方孔筛大于85%。
　　2-1-3 若采用其他的固化剂,必须对产品的质量进行全面的检测,并作室内配方的比较、试验,确定证明其性能较水泥优越,或性能与水泥相当且成本低,污染程度小时方可使用.
　　2-2 成桩试验
　　水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验,成桩试验应达到下列要求并取得以下技术参数:
　　2-2-1 检验室内实验的水泥土的配合比,是否适用于现场。
　　2-2-2 满足设计水泥用量的各种技术参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量等.
　　2-2-3 检验桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求,即28天龄期的强度不低于1.0Mpa.
　　2-2-4 检验单桩允许承载力和双桩允许符合地基承载力(28天)能否分别达到150Kpa和300Kpa。
　　2-2-5 检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。
　　2-2-6 掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施.
　　2-2-7 根据地层、地质情况确定复喷范围,成桩工艺性试验桩数各施工段落不少于5根.
　　3 水泥搅拌桩施工工艺及质量控制
　　3-1准备工作
　　3-1-1 机械设备:水泥搅拌桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备,在施工前做好机械设备的保养、试机工作,确保在施工期间正常作业。机械和设备如下:深层搅拌机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜、自动记录喷浆量设备、其他辅助设备等。
　　3-1-2场地准备:清除地表的杂草、树根、耕植土等,填前翻松20~30cm,掺石灰5%拌和均匀后整平并压实至87%,并形成不小于2%的外向横坡。在拓宽路基外侧开挖临时排水边沟,保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用,在施工期间不能长期积水。根据设计文件和施工组织计划的要求,确定合理可行的施工顺序。
　　3-2水泥搅拌桩复合地基的施工
　　3-2-1水泥搅拌桩复合地基的施工流程
　　3-2-2 水泥搅拌桩的施工方法
　　水泥搅拌桩采用“两喷四搅”法施工:湿喷桩机第一次下钻时喷出总浆量的20-40%,第一次提钻时喷出设计的剩余浆量,即两喷;全过程四次搅拌,即四搅。
　　3-2-3 水泥搅拌桩的施工技术要求
　　(1)水泥浆液制备须有充分的时间要求大于4min,以保证搅拌的均匀性和水泥的水化。水泥浆从灰浆拌合机导入集料斗时,必须过滤筛,把水泥硬块剔出。水灰比应根据试桩的参数确定,一般为0.45~0.5。浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌,以保证浆液不离析。
　　(2)喷浆量控制:设计28d无侧限抗压强度≥1.0Mpa,喷浆量在室内试验基础上,每米提高水泥用量5Kg,并控制最小水泥用量≥50Kg/m,最大水泥用量≤70 Kg/m,水泥用量为两次喷浆量之和。
　　(3)施工顺序由内侧向外侧,每公里的软土段要求试桩不少于5根,通过试桩确定以下参数:a、满足设计喷入量的各种参数,如:钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量、两次喷浆量的分配;b、确定搅拌的均匀性,验证预定的工艺流程;c、掌握下钻和提升的阻力,采取相应的技术措施;d、确定软土含水量和喷浆量的关系,求得最佳喷浆量和浆液的水灰比;
　　(4)湿喷桩机下钻和提钻速度是控制喷浆量的关键因素,由试桩确定,一般钻进速度≤1.0m/min.钻头到达桩底后搅拌喷浆1~2min、间歇后提钻,确保底部有足够的灰量,提钻速度≤0.8m/min,确保搅拌均匀.
　　(5)喷浆搅拌提升,靠近离整平高程约0.25m处,重复喷搅以提高桩头质量,直至离整平高程约0.25m处停止,然后回填石灰土或砂垫层至整平高程并压实,压实度≥87%。
　　(6)湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录,时间误差不得大于5秒。当复搅发生空洞后意外事故(如停电、灰管堵塞等)而影响桩体质量时,钻机提升后应立即回填素土,进行重新喷浆复搅,在12小时内补救施工,其搭接长度不小于1.0米。
　　(7)水泥搅拌桩的施工质量及检验要求见下表:
　　3-2-4砂垫层的施工
　　水泥搅拌桩施工完成7天并检查合格后,进行砂垫层及土工格栅的铺设,砂垫层总厚度40cm。当填土高小于4.0m时,再砂垫层中部铺设一层土工格栅,当填土高度大于4.0m时,分别在砂垫层底面以上10 cm、30 cm出铺设一层双向土工格栅,土工格栅材料要求:经、纬向抗拉强度≥80KN/m,对应延伸率≤10%的双向土工格栅。
　　3-3水泥搅拌桩质量控制
　　3-3-1质量目标为:“把沪宁高速公路扩建工程建成质量一流、环境优美、管理先进、国内领先和国际一流的现代化高速公路”。
　　3-3-2施工中严格遵守业主和监理的各项要求,并进行各项质量检查和评定,对现场原始资料实行严格管理,要求应及时、真实、准确,资料管理设专职资料管理员进行统一管理。
　　3-3-3施工前应做首件工程,进行首件认可制度,同时认真总结首件施工工艺,取得相关的技术参数,试验每个施工方案的可行性,为后续施工总结积累相关经验。并成立三级检查制度:自检、互检、交接检。
　　3-3-4加强现场施工人员的理论学习和思想教育,提高管理人员和质量负责人的责任心及业务素质,将责任落实到个人在施工中严格采用预先控制、过程控制、最终控制的办法,认真执行“三检”制度,对每道工序严格检查把关,层层落实责任到人,消除质量隐患.
　　3-3-5严格监理程序,尊重监理工作。
　　3-3-6工地试验室试验人员和试验设备配备完整,能很好地配合施工进展完成各项施工试验,同时严格服从监理试验工程师的各项要求,及时报送各项试验数据,为工程施工质量保驾护航。
　　3-3-7加强进场原材料质量控制。加强施工现场安全工作,保证文明施工.
　　3-3-8现场施工中根据省扩指要求,我项目部配备了足够的施工和技术人员,保证了“一机一人”,并且全过程旁站,每个拌浆后台全都配置了泥浆比重仪,以保证现场旁站人员及时、准确的控制水泥浆的比重。由项目总工、工程部长、质检工程师不定期进行巡查,严格控制软基处理质量。
　　4水泥搅拌桩的施工注意事项
　　4-1根据施工实际情况对水泥搅拌桩施工进行双控:
　　(1)水泥搅拌桩施工达到设计桩长但电机电流小于60A时应继续下钻;
　　(2)水泥搅拌桩施工达到设计桩长的85%且电机电流大于120A时可以停止搅拌;

　　(3)试桩(不少于5根)中50%桩出现桩长小于设计值的85%、电流大于120A时应在补勘地质资料后调整处理方案;
　　(4)由于不同的施工机械标定电流不同,上述控制值是根据常见设备制定的,特殊设备由监理现场判断。
　　4-2桩机必须配置喷入计量装置,须定期标定(每生产1万米搅拌桩后重新标定),严禁无喷入计量装置的桩机投入使用,并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,保证每根桩的连续施工,当上述重量不足时,不得开始下一根桩的施工。
　　4-3严格控制喷浆标高和停浆标高,不得中断喷浆,确保桩体长度;两喷过程中严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升和下钻作业。
　　4-4施工中若发现喷浆量不足,由监理选择在该桩位的附近位置进行补桩。
　　4-5 桩体复搅施工时,应采用中~底速档钻进和提升,切勿采用高速档快速钻进和提升。
　　5、水泥搅拌桩的检测
　　5-1检测桩的确定:
　　5-1-1检测桩的成桩龄期一般应达到28天。在特殊情况下,可申请进行14天龄期的检测.龄期小于28天的桩,所测强度值不换算为28天龄期强度,直接采用实测强度进行桩体质量判定;龄期超过28天的强度须折算成28天强度,每超过一天实测强度折减1%,最多折减50%。
　　5-1-2检测单位根据施工单位及监理单位提供的桩位图和施工纪录等资料,随机选定检测桩。
　　5-2芯样描述
　　现场技术人员要通过钻进过程和标准贯入试验判断桩身强度及桩体连续性,同时观察标贯器中水泥土搅拌的均匀程度、成桩状态以及端承情况,并判断桩长。描述内容包括:
　　芯样性质:土/水泥土/水泥
　　颜色:灰色/灰黑色/黄色等
　　状态:流塑/软塑/可塑/硬塑/坚硬
　　搅拌均匀性5-3评分标准
　　总体评价:
　　上部应达到75分以上,下部应达到60分以上,否则判为不合格桩。
　　各检测桩根据综合得分按以下标准分为四级:100-90分为优,89-80为良,79-67.5分为合格,<67.5分为不合格.
　　6、结束语:
　　软土地基处理,特别是大面积软土地基,处理的方式的正确与否,对工程的施工质量、工程施工的进度和工程造价有着直接的影响。水泥搅拌桩处理软基施工通过改进工艺措施、采用合理的工艺参数、以及采用电脑控制计量装置后,质量得到有效控制,因此水泥搅拌桩处理软土地基方式在近几年内得到了广泛的应用。但在施工过程中要注意施工区域内的地质条件,发现异常情况及时与监理、业主及设计单位联系,对水泥搅拌桩施工进行双控,采取更有效的措施处理软基,保证工期,保证施工质量,不断完善水泥搅拌桩的施工,

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