時間:2022-05-02 14:07:33
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數(shù),以指導(dǎo)后續(xù)施工。
關(guān)鍵詞:釘形與雙向水泥攪拌樁技術(shù)參數(shù)后續(xù)施工
中圖分類號:TQ172文獻標識碼:A
一、工程概況
在軟粘土地基施工中,水泥攪拌樁施工是常見的處理方法之一,它主要特點是:工期比
較合理,施工時低壓操作,安全可靠,少污染,無振動,無噪聲,對周圍環(huán)境及建筑物無不
良影響。本工程設(shè)計在箱涵及其兩側(cè)路段采取釘形與雙向水泥攪拌樁處理。
釘形與雙向攪拌樁采用濕噴法、雙向攪拌。攪拌樁鉆頭如圖1所示,攪拌樁頂部結(jié)構(gòu)設(shè)
計如圖2所示。主要技術(shù)指標為:
(1)釘形與雙向水泥攪拌樁直徑為0.7m,箱涵基底處理樁間距為1.5m,路基處理區(qū)
段樁間距為2m,過渡段樁間距為2.5m,攪拌樁在平面上呈正方形布置,處理段長度為40m,
兩側(cè)過度段長度各取20m。
(2)攪拌樁樁徑為0.7m,水泥摻量為100kg/m,擴大頭深度及樁徑均為1.0m,水泥摻
量為200kg/m。
(3)設(shè)計要求28天齡期鉆孔取芯,檢測數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%,取芯時同步做標準貫
入試驗。鉆芯取樣試塊(邊長70.7mm立方體)在28天齡期的抗壓平均值應(yīng)大于0.8Mpa。
每根檢測樁必須在樁身的上部、中部、下部三個點做取芯試驗。
圖1雙向水泥攪拌樁鉆頭示意圖
圖2攪拌樁頂部構(gòu)造設(shè)計圖
二、典型施工段落選取及目的
根據(jù)施工進度安排,選擇典型施工段落分別進行了25m和18m樁的試攪,試驗以確定滿
足設(shè)計樁身強度要求的各項技術(shù)參數(shù)為目的,這些技術(shù)參數(shù)主要有:水泥漿水灰比、鉆桿下
沉和提升速度、噴漿壓力、攪拌機轉(zhuǎn)速、進入持力層電流等。確定確實可行的各項技術(shù)參數(shù),
以便指導(dǎo)后續(xù)大規(guī)模施工。
三、施工準備
1、材料
釘形與雙向攪拌樁采用普通硅酸鹽水泥,強度等級為PO42.5,其質(zhì)量應(yīng)符合《硅酸鹽
水泥,普通硅酸鹽水泥》GB/T175-200標準。
2、原地面處理
原地面清表、碾壓并作出路拱,以便雨天作業(yè)面不積水。
3、施工放樣
首先用極坐標法對控制點放樣,再根據(jù)控制點用經(jīng)緯儀配合鋼尺對各樁位放樣,并做好
標記,樁位放樣遵循“一放,二復(fù)”原則,確保樁位準確。
4、試驗準備
(1)原材料(水泥)送檢,所用水泥3天抗壓強度≥3.5MPa、抗折強度≥17.0MPa,
28天抗壓強度≥6.5MPa、抗折強度≥42.5MPa,且各項化學成分均滿足要求。
(2)根據(jù)以往類似工程,暫定水泥漿水灰比為0.5,配制出水泥漿密度為1.78g/m3。
5、設(shè)備情況
投入主要機械設(shè)備:深層攪拌樁機(2臺)、水準儀(2臺)、全站儀(1臺)、深層
攪拌樁監(jiān)測儀(2臺)、壓力表(2臺)。
四、施工工藝
1、施工流程
樁機就位(設(shè)備檢查)灰漿制備鉆進噴漿到底提升攪拌(擴大頭處葉片反壓)
重復(fù)噴漿攪拌重復(fù)提升攪拌記錄成樁
2、樁機就位
攪拌機械運至工地后,先行安裝調(diào)試,待內(nèi)外鉆桿旋轉(zhuǎn)、漿泵及計量設(shè)施一切調(diào)試正常
后再就位。移機時,由專人指揮,用水平尺和定位測錘校準樁機。當?shù)孛嫫鸱黄綍r,采用
人工平整或填實整平場地,使樁機水平,攪拌機鉛直,傾斜率小于0.5%。為了保證樁位準
確,必須使用定位卡,樁位對中誤差不大于±50mm。
3、灰漿制備
水泥攪拌樁的漿液,采用強度等級42.5的普通硅酸鹽水泥,水泥漿液配制嚴格按配
比數(shù)據(jù)控制好水灰比,制備好的水泥漿不得放置過長,漿液在灰漿攪拌機中要不斷攪拌,送
漿時將制備好的水泥漿液送入集料斗內(nèi)。
4、噴漿成樁
(1)將攪拌頭中心對準樁位,先啟動內(nèi)鉆桿電機并下沉鉆桿,當噴漿口至地面下0.3m
時,啟動漿泵開始噴漿。
(2)當反向葉片至地面時啟動外鉆桿電機,待轉(zhuǎn)速正常后,邊旋轉(zhuǎn)邊切土下沉邊噴漿
直至加固深度。
(3)下沉速度控制在0.7-0.8m/min,內(nèi)鉆桿轉(zhuǎn)速≥50r/min;外鉆桿轉(zhuǎn)速≥70r/min,
下沉時噴漿壓力為0.25~0.4Mpa。
(4)在樁底持續(xù)噴漿攪拌10一20秒后關(guān)閉漿泵,邊旋轉(zhuǎn)攪拌土體邊提升鉆桿至地面,
提升速度控制在0.9~1m/min。
(5)接近樁頂1.0m范圍內(nèi),采用葉片反壓攪拌,使葉片伸展,以便形成擴大頭,并需
進行二次噴漿攪拌,以滿足口大頭處200Kg/m的水泥參入量,樁體上部0.5m以內(nèi)反壓攪拌
進行搗實。
(6)關(guān)閉電源,移動設(shè)備,重復(fù)以上步驟進行下一根樁的施工。
五、質(zhì)量保證施工措施
1、水泥漿液應(yīng)嚴格按預(yù)定的配比拌制。制備好的漿液不得離析、不得放置過長(時間不
超過2h),漿液倒入時加篩過濾,以免漿內(nèi)結(jié)塊,損壞泵體。
2、供漿連續(xù),拌和均勻。因故停漿,將噴漿攪拌機下沉至停漿面以下1.0m,待恢復(fù)供
漿后再進行噴漿。如因故停機超過3h,先拆卸輸漿管路,清洗后備用。
3、攪拌機提升至地面以下2m時宜用慢速,當噴漿口即將達到設(shè)計要求標高時,停止
提升,攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實。
4、預(yù)攪下沉速度由電流監(jiān)測表控制,工作電流不大于額定值。當鉆桿進入淤泥質(zhì)土層,
電流明顯增大時,適當減小下降速度,并增加噴漿量。有時由于深度大,土質(zhì)粘,造成堵管,
予以疏通。疏通管道后,在上下1m的范圍內(nèi)復(fù)噴復(fù)攪,以防斷樁。為了加強樁頂強度,所
有樁都要在設(shè)計樁頂以下1m范圍內(nèi)復(fù)攪,在樁底噴漿時間不少于20s,使?jié){液完全達到樁
端。
5、通過在機架懸掛垂線控制垂直度,并通過千斤頂調(diào)整機座支腿確保機架垂直,使攪
拌樁的垂直度偏差不得超過1.0%,樁位偏差小于50mm。
6、施工中,重點檢查攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度及水泥漿的配合比是否達到設(shè)計要求,施
工記錄必需詳盡完善,由專人負責,深度記錄誤差不得大于5cm,時間誤差不得大于5s。現(xiàn)
場使用密度儀對每罐漿液進行密度檢測。深層探測儀核檢打設(shè)深度、噴漿量及噴漿連續(xù)性,
每根樁完成后,及時查看成樁小票。
7、噴漿攪拌時,攪拌機操作工與送漿工應(yīng)集中注意力,相互配合。施工中主要控制每
米水泥噴入量,必須由操作熟練的工人控制閥門,保證噴入均勻,才能形成完整的樁體;還
要加強施工中操作手的配合,保證樁底、樁頭的質(zhì)量,下沉噴漿攪拌時一定要用慢檔,保證
攪拌均勻。
8、正式施工前,每臺樁機確定各種施工參數(shù),深層探測儀、灰罐和攪拌機不能隨意變
動。
六、建議及結(jié)論
1、每隔三天檢修一次壓漿泵橡膠墊圈,發(fā)現(xiàn)破損時,要及時更換,防止壓漿壓力不足。
2、遇到較硬地層時,操作人員不得盲目強行下沉,此時要提升鉆頭,在刀片處焊接
耙齒,并通過加大噴漿量降低下沉速度,慢慢穿透硬層。
關(guān)鍵詞: 水泥攪拌樁;試樁;總結(jié)
Key words: cement mixing pile;pile testing;conclusion
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)23-0109-02
0 引言
水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑,是軟基處理的一種有效形式,利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌,使水泥與土發(fā)生一系列物理化學反應(yīng),使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強度。軟土基礎(chǔ)經(jīng)處理后,加固效果顯著,可很快投入使用。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土土質(zhì)。為在攪拌樁施工前取得合理的技術(shù)參數(shù),需先進行試樁,現(xiàn)將某工程水閘的攪拌樁試樁情況介紹如下,以便和同行探討。
1 試樁布置
在大閘基礎(chǔ)下游側(cè)進行了6根水泥攪拌樁成樁工藝性試驗,試樁按一字形布置,樁間距為1.0m。攪拌樁直徑為0.6m,設(shè)計樁長8m。
2 試樁施工機具
2.1 鉆機:本次試樁選用SP-5型大扭矩鉆機,帶2根鉆桿,2臺主電機,每臺主電機功率為37Kw,鉆進速度有五檔:一檔為0.1~0.3m/min,轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)15r/min,反轉(zhuǎn)17r/min;二檔為0.3~0.5m/min,轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)25r/min,反轉(zhuǎn)29r/min;三檔為0.5~0.7m/min,轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)44r/min,反轉(zhuǎn)52r/min;四檔為0.7~1.0m/min,轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)70r/min,反轉(zhuǎn)82r/min;五檔為1.2~2.0m/min,轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)108r/min,反轉(zhuǎn)138r/min。可無機調(diào)速。
2.2 其他設(shè)備:PJ-5A泥漿泵2臺、泥漿攪拌機1臺、二次攪拌機1臺。
2.3 試樁前所有用于試樁的機械都完成以下工作:①樁機配置了可以控制樁身每米噴漿量的記錄器。②樁機上的壓力表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱都經(jīng)過標定,達到合格。③每臺樁機鉆架相互垂直兩面上分別設(shè)置兩個0.5kg重的吊線錘,并畫上垂直線。④在每臺樁機的鉆架畫上鉆進刻度線,標寫醒目的深度。
3 試樁目的
①確認每根攪拌樁水泥用量。②確定攪拌下沉、提升的速度和重復(fù)攪拌下沉、提升速度。③根據(jù)不同摻和比確定技術(shù)參數(shù)。④確定該地質(zhì)條件下,按室內(nèi)配合比在現(xiàn)場施工,水泥攪拌樁28d的無側(cè)限抗壓強度不小于1.2MPa、單樁承載力、復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求。⑤根據(jù)單樁承載力試驗確定施工摻和比,取得經(jīng)濟可靠的、符合設(shè)計要求便于現(xiàn)場實施的工藝控制數(shù)據(jù),以便指導(dǎo)大閘水泥攪拌樁大面積施工。
4 試樁施工工藝參數(shù)的確定
4.1 鉆進速度與提升速度 水泥攪拌樁為兩噴四攪,根據(jù)以往水泥攪拌施工經(jīng)驗,鉆機攪拌速度和提升攪拌速度如下:第一次鉆進攪拌速度:1.0m/min,轉(zhuǎn)速44r/min;第一次提升攪拌速度:1.2m/min,轉(zhuǎn)速82r/min;第二次鉆進攪拌速度:1.0m/min,轉(zhuǎn)速44r/min;第二次提升攪拌速度:1.2m/min,轉(zhuǎn)速82r/min。
4.2 水泥摻量選定 根據(jù)設(shè)計要求,水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥,水泥摻量宜為被加固土濕質(zhì)量的12~20%。按水泥漿體配比試樁:水泥摻量比為16%、18%、20%的各試樁2根,共6根。
4.3 水灰比 根據(jù)以往經(jīng)驗及相關(guān)規(guī)程,水灰比宜為 0.45~0.55,根據(jù)再按室內(nèi)試驗測定的再結(jié)合室內(nèi)試驗測定實際土質(zhì)的含水率,確定水灰比采用0.50。
4.4 噴漿量(以摻灰量為16%為例) 每米噴漿量=每米水泥用量×1.5÷1.8=82.3×1.5÷1.8=68.5L。噴漿速度為30~40L/min。試樁過程中選取了,30L/min、35L/min和40L/min。漿液比重為(1+0.5)÷(1÷3.0+0.5÷1)=1.8。
4.5 噴漿壓力 水泥攪拌樁實際噴漿壓力應(yīng)控制在摻灰量為16%為0.3MPa、摻灰量18%為0.4MPa、摻灰量20%為0.5MPa。
5 施工工藝
水泥攪拌樁試樁采用“二噴四攪”施工工藝。
①鉆機就位。樁位允許偏差≤50mm,垂直度允許偏差≤1%,保證樁身垂直。②制漿。漿液配制順序:先加入規(guī)定用水量,然后邊攪拌邊加入水泥,并用比重計檢漿液比重,設(shè)計漿液比重為1.8g/cm3。最后放入二次攪拌桶內(nèi)進行二次攪拌。③漿液加壓。采用高壓泵將漿液經(jīng)高壓管送至噴嘴。④邊鉆進、邊噴漿攪拌。鉆機就位后,開啟鉆機和水泥漿泵,將水泥漿壓入地基中,邊鉆進、邊自上而下噴漿、邊攪拌,直至鉆進至水泥攪拌樁設(shè)計深度。⑤提升鉆頭、攪拌。鉆進至設(shè)計深度后,鉆機反轉(zhuǎn),提升鉆頭,自下而上、邊提升、邊攪拌。直至提升至樁頂。⑥再次鉆進、噴漿攪拌。鉆頭提升至樁頂后,再次下鉆,邊自上而下噴漿、邊攪拌。直至鉆進至水泥攪拌樁設(shè)計深度。⑦再次提升、攪拌。再次鉆進至設(shè)計深度后,再次將鉆機反轉(zhuǎn),提升鉆頭,自下而上、邊提升、邊攪拌。提升至樁頂面以下1m時,宜減慢速度,以保證樁頭密實均勻,直至攪拌提升至地面。⑧清洗、移位。灌漿完成后,提升鉆桿及鉆頭,向集料斗中注入適量清水,進行低壓射水,清洗管路中殘存的水泥漿。
清洗結(jié)束后,把鉆機等設(shè)備移到新孔位上。
6 試樁成果
①成樁7d后,采用淺層開挖1~3根樁頭目測檢查攪拌樁的均勻性、整體性及外觀質(zhì)量,并用實際周長1.95換算得直徑0.62m。②成樁28d后,在1~3根檢測樁樁徑方向1/4處、樁長范圍內(nèi)鉆孔取芯,觀察其完整性、均勻性,取SZ-1、SZ-7、SZ-5共3個試樣做樁身無側(cè)限抗壓強度。檢測結(jié)論:各樁強度分別為1.4MPa、1.5MPa、1.4MPa,均大于設(shè)計1.2MPa。鉆芯后的空洞采用水泥砂漿灌注封閉。
7 試樁總結(jié)
通過水泥攪拌樁試樁記錄和各項檢測數(shù)據(jù)得出試驗數(shù)據(jù),在該地質(zhì)條件下,采用SP-5型大扭矩鉆機施工。按“二噴四攪”施工工藝及試樁施工參數(shù)施工的水泥攪拌樁,無側(cè)限抗壓強度、單樁樁徑、樁長均滿足設(shè)計及規(guī)范要求,可按如下的施工機具、施工工藝及參數(shù)、水泥摻量進行的攪拌樁施工:①水泥攪拌樁施工機具采用SP-5型大扭矩打樁鉆機,轉(zhuǎn)速44r/min;②施工工藝為“二噴四攪”;③通過記錄,我們可以得出:第一次鉆進攪拌速度:1.0m/min、轉(zhuǎn)速44r/min,第一次提升攪拌速度:1.25m/min、轉(zhuǎn)速82r/min,再次鉆進攪拌速度:1.0m/min、轉(zhuǎn)速44r/min,再次提升攪拌速度1.25m/min、轉(zhuǎn)速82r/min。即控制鉆進速度為三檔,提升速度為四檔。④加固料:水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。⑤配合比:漿配比采用水泥摻量為16%,即配合比為水泥:水=1:0.50,每米水泥用量為82kg。⑥噴漿量:通過試樁,可以發(fā)現(xiàn),噴漿量的控制不僅須控制每米水泥用量和漿液比重,還須控制鉆進提升速度與鉆頭轉(zhuǎn)速的一致性,以免攪拌噴漿不均勻。⑦每米噴漿量:水泥摻量為16%的噴漿量計算:設(shè)計每米噴漿量=設(shè)計每米水泥用量×(1+0.5)/1.8=82×(1+0.5)/1.8=68L/m,8.5m長樁每樁水泥用量為計算記錄表中實際平均每米噴漿量為74L/m>68L/m,符合試驗要求。⑧噴漿壓力:試樁發(fā)現(xiàn),將配比為16%的樁采用噴漿壓力為0.4MPa。
參考文獻:
隨著我國近年來水利施工條件和施工技術(shù)的快速發(fā)展,水泥攪拌樁在水利施工中的應(yīng)用范圍得到了廣泛的拓展。水泥攪拌樁不僅僅能夠應(yīng)用于復(fù)合地基的施工中,更是一種經(jīng)濟性較高的基坑圍護結(jié)構(gòu),并得到了廣泛的應(yīng)用。將施工環(huán)境、基坑施工與基坑圍護結(jié)構(gòu)共同作為一體化的整體施工和設(shè)計,在實際施工過程中,對工程施工方法和結(jié)構(gòu)進行嚴密協(xié)調(diào)控制,不僅僅能夠為基坑以及周圍環(huán)境的安全提供保證,而且能夠大大縮短工程施工周期,降低施工成本,本文對水泥攪拌樁技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用優(yōu)勢和方法進行了總結(jié)分析,同時總結(jié)出了水利施工中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用要點。
1水泥攪拌樁技術(shù)介紹
1.1技術(shù)概念介紹
水利工程施工過程中,水泥攪拌技術(shù)被廣泛應(yīng)用在復(fù)合地基的形成中,該技術(shù)是一種特殊的地基處理方法,樁間土和樁體之間能夠形成復(fù)合式的地基,進而有效降低地基變形的發(fā)生率,提高地基的承載能力。水泥攪拌樁應(yīng)用于地基處理過程中,在粉土、粘性土、淤泥質(zhì)土、加固淤泥和其他軟土等方面應(yīng)用都較為廣泛。水泥攪拌樁技術(shù)指的是以水泥材料為固化劑(粉煤灰、石灰粉、水泥粉或水泥漿),利用特定的深層攪拌設(shè)備,在鉆進的同時,向軟土中噴射霧狀粉體或漿液,就地將固化劑與軟土在地基深處強制攪拌,通過土體和固化劑之間的化學反應(yīng)和物理反應(yīng),保證地基土硬結(jié)構(gòu)達到一定強度、水穩(wěn)定性和整體性的加固體,以提高變形模量和地基強度,從而滿足地基加固要求的一種水泥土攪拌方法,該方法的主要適用于粉土和加固飽和粘性土等地基的施工。
1.2技術(shù)優(yōu)勢介紹
與其他支護體系相比,水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用于水利施工中,具有下述顯著的優(yōu)勢:第一,能夠添加各種添加劑以滿足各種施工條件的需要,從而有助于提高施工速度,縮短施工周期;第二,類重力式擋墻,開挖基坑無需進行坑外井點降水,且通常不需要支撐拉錨;第三,具有較好的隔水防滲性能,無需處理基坑內(nèi)外的水位差;第四,能夠充分利用地基土的原有自重;第五,同一墻體能夠同時設(shè)計為隔柵狀、壁狀和柱狀,同時能夠設(shè)計為變強度、變深度、變截面,對于持力層無過高要求;可設(shè)定大小不一的樁間距,并能夠插筋,對于橫向荷載具有較高的承受力。
2水泥攪拌樁施工過程
2.1施工前準備
2.1.1施工技術(shù)材料,主要包括施工場地水泥攪拌樁樁位設(shè)計圖、土工實驗報告、室內(nèi)配比試驗結(jié)果、控制點坐標和位置的測量結(jié)果、高程數(shù)據(jù)表、建筑物平面布局圖以及工程地質(zhì)報告等相關(guān)材料。
2.1.2成樁試驗。試樁通常在5根以上。經(jīng)過試樁,能夠?qū)挝粫r間噴入量、噴氣壓力、攪拌速度、提升速度和鉆進速度等相關(guān)的技術(shù)參數(shù)進行準確確定。
2.1.3依據(jù)施工設(shè)計圖,設(shè)計樁位平面布局圖,在施工場地確定每根水泥攪拌樁的具置,并進行標記。
2.1.4平整場地。將施工場地內(nèi)阻礙成樁的腐泥、雜草、有機質(zhì)、樹根等軟質(zhì)雜物,以及石塊、混凝土塊等硬質(zhì)雜物清除,回填平整凹凸不平的施工地面。如果場地平整度不符合行走機械的要求,則可適當鋪設(shè)碎石層和砂土層。
2.2施工方法
現(xiàn)階段,在水利施工中應(yīng)用水泥攪拌樁技術(shù)通常使用四攪兩噴法施工、跳打法工序,具體施工方法為:第一,定位放線。依據(jù)測定的控制點,逐孔向施工方位測定水泥攪拌樁樁位,為了避免施工過程對樁位造成損壞,每次進行20個孔位的測放,以1d的施工量為標準,使用竹簽釘入土中進行樁位的定位,樁孔間距的要符合施工設(shè)計標準。第二,鉆機定位。水泥攪拌機達到設(shè)定樁位后,將測放點與中心管垂直對準,垂直偏斜度在1%以下,穩(wěn)定安放鉆機后,保持設(shè)備水平,鉆機主軸的垂直誤差在1%以內(nèi)。第三,預(yù)攪下沉。水泥攪拌機中的冷卻水正常循環(huán)后,將電機啟動,攪拌頭正常運轉(zhuǎn)后,將起吊鋼絲繩放松,保證攪拌機沿導(dǎo)向下沉的同時進行攪拌,使用電氣控制設(shè)備的電流監(jiān)測儀對下沉速度進行監(jiān)測。第四,灰漿配制輸送。水泥攪拌機下沉預(yù)攪過程中,依據(jù)預(yù)定的水灰比進行水泥漿攪拌;灰漿攪拌過程中,首先加水再加添加劑和水泥,灰漿攪拌時間每次在2分鐘以上,充分攪拌均勻水泥漿后,過濾水泥漿,將水泥硬塊完全剔除,后在集料斗中倒入灰漿進行壓漿。第五,提升噴漿攪拌。下沉攪拌機至預(yù)定深度后,將灰漿泵打開,在地基中壓入水泥,并連續(xù)30s在柱底進行攪拌,從而確保柱底部的質(zhì)量,然后依據(jù)試驗所設(shè)定的速度,在攪拌機提升的同時進行噴漿,保證充分拌合土體和漿液,超過樁頂高度約0.5cm后,噴漿停止,確保樁頭密實均勻,同時,全部排空集料斗中的灰漿。第六,重復(fù)下沉攪拌和提升。為保證漿液與軟土的充分均勻攪拌,再將水泥漿倒入集料斗內(nèi),并下沉攪拌機,達到預(yù)定深度后,攪拌機在攪拌的同時噴出漿液,并將其提升至地面。操作過程中要連續(xù)供應(yīng)水泥,若因故中斷,需下沉攪拌頭至停漿面下0.5cm,供漿恢復(fù)后繼續(xù)提升攪拌頭,以避免發(fā)生斷樁。第七,清洗。將適量的清水注入集料斗中,將灰漿泵開啟,徹底清除管道中殘留的水泥漿,同時洗凈攪拌頭上附著的軟土。
3技術(shù)要點
3.1,施工前準確計算起吊機提升速度,灰漿經(jīng)過輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間,攪拌機灰漿泵輸漿量等相關(guān)的參數(shù),按照設(shè)計要求進行成樁試驗,以計算攪拌機配比參數(shù)等。
3.2水泥攪拌機使用前應(yīng)進行調(diào)試,觀察輸料管通暢和樁機運轉(zhuǎn)情況,水泥攪拌機開始運轉(zhuǎn)前,整個管道都應(yīng)使用清水進行沖洗,以避免發(fā)生管道堵塞。
3.3使用二噴四攪法進行水泥攪拌樁施工。首次下鉆時,為了防止管道堵塞,可以帶漿下鉆,噴漿量控制在總量的1/2以下,且避免帶水下鉆。首次提鉆和下鉆時要進行低檔操作,復(fù)攪時可高檔操作。每個樁的成樁時間應(yīng)在40min以上,噴漿壓力在0.4Mpa以上。
3.4為了提高水泥攪拌機樁身、樁頂和樁端質(zhì)量,首次提鉆噴漿時要停留在柱底約30s,余漿上提時將其完全噴入樁體,并停留在柱頂約30s,保證柱身和水泥漿的充分拌合[5]。
3.5根據(jù)施工工藝的設(shè)計要求確定攪拌機噴漿提升的次數(shù)和速度,并由專人對攪拌機上提和下沉的時間進行記錄,將記錄時間誤差控制在5s內(nèi),深度誤差控制在100mm以內(nèi)[6]。
4總結(jié)
水泥攪拌樁應(yīng)用于水利施工中,可在軟土地基上應(yīng)用,因而技術(shù)方面更加成熟、可行,施工質(zhì)量有保證且更加可靠。這一施工方法不經(jīng)能夠滿足河涌整治和防洪工程的基本要求,有助于軟土基礎(chǔ)的加固,而且能夠極大地節(jié)省建設(shè)投資。另一方面,因水泥攪拌樁施工時無污染、無噪音、無振動,因而不會對周圍的環(huán)境和建筑造成較大的影響。所以,水泥攪拌樁在水利工程施工者具有較高的應(yīng)用價值。
Abstract:A common method of reinforcing soft soil subgrade of railway, highway is the cement mixing pile and mixing pile, this paper introduces the cement mixing pile, mortar mixing pile the principle and scope of use, combined with an engineering example, the cement mixing pile, mortar mixing technology points of the pile in the construction process are analyzed, thus the paper summarized the experience in mixing technology foundation treatment of soft base construction.
Keywords:highway subgrade;Treatment of soft soil foundation of railway;cement mixing pile
中圖分類號:TU74
水泥攪拌樁攪拌技術(shù)大多應(yīng)用于公路建設(shè)施工過程中的軟土路基處理上,由于存在施工技術(shù)、工程造價等諸多方面原因的限制,一些諸如挖除置換、樁基穿越、人工加固等傳統(tǒng)的施工方法,已經(jīng)不能夠滿足情況日益復(fù)雜的施工需要。對于軟土路基進行加固是最佳的處理方法,即最大限度的使用原狀土的承載能力及其他的力學性能,利用水泥攪拌等方法進行原位加固。
1.水泥攪拌樁技術(shù)概述
水泥攪拌樁是以水泥作為固化劑主劑的一種處理軟土路基的有效方法,運用攪拌樁將水泥噴進土體,同時進行充分的攪拌,使水泥與土二者發(fā)生一連串的物理化學反應(yīng),從而促使軟土硬結(jié)以提高基礎(chǔ)強度。經(jīng)過處理后的軟土基礎(chǔ),有很顯著的加固效果,能夠快速的使用到工程中去。水泥砂漿攪拌技術(shù)廣泛使用于淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土以及粉土土質(zhì)的處理上。
這種攪拌樁從材料的噴射狀態(tài)上可以分成濕法和干法兩種攪拌方式,也稱“噴漿法”和“噴粉法”。濕法以攪拌水泥漿為主,易于對水泥漿進行均勻攪拌,但是使水泥土硬化的時間比較長;而干法則以攪拌水泥干粉為主,硬化水泥土的時間相對濕法比較短,還能夠加強水泥樁之間的強度,但是干法的攪拌均勻性相對濕法欠佳,難以進行全程的重復(fù)攪拌。目前,我國的水泥攪拌樁施工大多采用濕法,例如廣昆鐵路DK1013+770~+850以及DK1014+195~255兩端軟土路基就是采用水泥攪拌樁加固處理中的濕法工藝。從主要的使用方法上分成單軸攪拌、雙軸攪拌以及三軸攪拌三種攪拌方式。
利用水泥攪拌樁對軟土路基進行處理能夠最大程度的減少總沉降量,還能夠最大程度的承受加荷速率、抗側(cè)向變形能力強以及最大程度的縮短施工期等優(yōu)點,因而這種技術(shù)目前廣發(fā)的應(yīng)用于公路建設(shè)尤其是高速公路建設(shè)領(lǐng)域。但是由于技術(shù)條件等限制,水機攪拌樁對題軟土路基也存在著許多不足,如使用的水泥量難以控制、攪拌出的水泥均勻性以及強度難以控制、水泥的沉降量達不到設(shè)計意圖中的減少量,從而影響加固效果等等。
2.結(jié)合實例淺談水泥攪拌樁技術(shù)
下面結(jié)合某工程實例,針對水泥攪拌樁在施工過程中的技術(shù)要點進行分析。
2.1工程概況。工程地處廣州市某地,地質(zhì)條件較差,修建路段為軟土路基。根據(jù)鉆孔所得的地質(zhì)資料,該地段主要受力層由上而下一次為平均層厚為1.3m的耕植土、流塑狀且局部夾淤泥圖層平均厚度為7.4m~10.4m的灰黑色淤泥、底部夾薄層粉細砂平均厚度為0m~2m的軟塑狀亞粘土以及含少量黏粒地基承載力為180kPa平均厚度為3m~13.7m的飽和中密砂礫層。該路段由于有呈流軟塑狀的淤泥和淤泥質(zhì)土,無法滿足地上載荷對于路基的要求,因而需要進行軟土路基處理,進行水泥攪拌樁攪拌。
2.2施工準備。首先,對施工場地進行場地平整,清理樁位附近地上、地下如大塊石、樹根、生活垃圾等一切障礙。在場地低洼處回填粘土。其次,采用合格的R32.5級級普通硅酸鹽袋裝水泥,且方便計量。由于提供水泥的生產(chǎn)廠家已不生產(chǎn)32.5級水泥,且該地段的地下水呈弱酸性,能夠?qū)炷猎斐筛g,因而采用R42.5級普通袋裝抗侵蝕硅酸鹽水泥。另外,使用前,將水泥送到中心實驗室檢驗。再次,將投入使用的水泥攪拌樁配備電腦記錄儀和打印設(shè)備,便于隨時了解和掌握水泥漿使用量和攪拌樁的噴漿均勻狀況。工程監(jiān)理師每天采集電腦記錄儀數(shù)據(jù)進行記錄。采用"葉緣噴漿"的攪拌頭,從而能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題。最后,工程監(jiān)理師和項目經(jīng)理檢查驗收水泥攪拌樁是否具備良好及穩(wěn)定的性能,鉆機是否合格可以開工。
2.3施工流程。原地面處理樁位放樣鉆機就位檢驗、調(diào)整鉆機送風、啟動記錄儀正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度打開高壓注漿泵反循環(huán)提鉆并噴水泥漿至工作基準面以下0.3m重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計深度反循環(huán)提鉆至地表成樁結(jié)束施工下一根樁。
2.4施工控制。首先,在水泥攪拌樁工作之前,要做好測量放樣、平整地面、清除障礙物等工作,并用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象,待水排盡后方可讓水泥攪拌樁開始工作。其次,在主機上懸掛吊錘一個,通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制,以保證水泥攪拌樁狀體垂直程度符合規(guī)范要求;重點對每根成型的攪拌樁的水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復(fù)攪次數(shù)進行檢查。再次,施工前要確定水泥攪拌配合比,在施工現(xiàn)場取待加固地基圖樣,按施工設(shè)計要求進行配比試驗,確定漿液最優(yōu)配合比,按照理論要求,水灰比一般控制在0.45~0.50、水泥摻量15%、每米摻灰量53kg、高效減水劑0.5%。現(xiàn)場實際施工配合比根據(jù)取樣試驗結(jié)果,按照最優(yōu)配合比確定。
除此之外,水泥攪拌樁在第一次下鉆可待漿下鉆,但是噴漿量應(yīng)小于總量的1/2,且第一次下鉆和提鉆必須一律采用抵擋操作,以避免堵管。第一次提鉆噴漿時要在樁底部停留30秒磨樁端,余漿上提過程中要全部噴入樁體,停留時間30秒在樁頂部位進行磨樁頭,以保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量。
最后,嚴格控制噴漿時間和停漿時間,開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè),不得中斷噴漿。 如若在施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,應(yīng)按要求整樁復(fù)攪,復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量。現(xiàn)場施工人員認真填寫施工原始記錄,記錄內(nèi)容應(yīng)包括:a施工樁號、施工日期、天氣情況;b噴漿深度、停漿標高;c灰漿泵壓力、管道壓力;d鉆機轉(zhuǎn)速;f鉆進速度、提升速度;g漿液流量;h每米噴漿量和外摻劑用量;i復(fù)攪深度。
2.5 質(zhì)量檢驗。7天后采用輕便觸探法檢驗水泥攪拌樁成樁是否合格。用輕便觸探器附帶的勺鉆,從成樁樁身中心鉆孔,取出樁芯,觀察其顏色是否一致,是否存在水泥漿富集的“結(jié)核“或未被攪勻的土團。進行觸探實驗,輕便觸探的深度一般不超過4m,根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)(N10)與水泥土強度對比關(guān)系來看,當樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時,樁身強度已能滿足設(shè)計要求;或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時,樁身強度也能達到設(shè)計要求。成樁28天后,利用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。如果某段水泥攪拌樁取芯檢測結(jié)果不合格率小于10%,則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求;如果不合格率大于10%小于20%時,則應(yīng)在該段同等補樁;如果不合格率大于30%,則該段水泥攪拌樁為不合格。對攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。外觀鑒定,樁體是否圓勻,是否有無縮頸和回陷現(xiàn)象。攪拌是否均勻,凝體有無松散。群樁樁是否頂齊,間距是否均勻。
3.水泥攪拌樁經(jīng)驗總結(jié)
利用水泥攪拌樁處理軟基,對軟土路基進行加固,在技術(shù)上是可行的,且施工質(zhì)量及效果符合要求,成樁承載力和穩(wěn)定性得到了較大的提高。利用水泥攪拌樁技術(shù)處理軟基關(guān)鍵在于水泥的用量及控制、樁端進入持力層,還應(yīng)采用"葉緣噴漿"的攪拌頭,從而能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題。利用水泥攪拌樁技術(shù)處理軟基,攪拌樁的施工技術(shù)參數(shù)應(yīng)當通過現(xiàn)場試樁的方式確定。此外,在水泥攪拌樁的工作過程中,做好施工準備,清理施工障礙,使用合格的材料,攪拌樁每次工作前應(yīng)仔細檢查機器性能,嚴格按照施工要求文明施工,防止水泥造成的環(huán)境污染。
軟土地基加固可采用水泥土攪拌樁技術(shù),利用水泥攪拌樁固化原理使地基軟土硬結(jié),強化地基結(jié)構(gòu),確保地基的穩(wěn)定性和穩(wěn)固性。水泥攪拌樁的實質(zhì)是指利用水泥、石灰共同制作而成的一種固化樁基,具有較強的固化作用,應(yīng)用于軟土地基施工時能有效提升地基承載力,保證地基及地基上部分建筑的質(zhì)量。下面,筆者結(jié)合軟土地基加固原理,對地基加固施工中應(yīng)用到的水泥攪拌樁技術(shù)進行詳細分析。
一、軟土地基加固施工原理
基礎(chǔ)施工中,如果施工場地地表水發(fā)育較好,該場地即屬于典型的軟土地基。在建筑施工中,軟土地基施工始終是一大技術(shù)難題,若施工處理不當,建筑基礎(chǔ)極容易發(fā)生不均勻沉降,甚至影響到后期基礎(chǔ)上部分建筑的施工。因此,參與建筑工程施工的工作人員必須在施工期間做好軟土地基加固,嚴格控制軟土地基加固質(zhì)量,以免基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題。鑒于水泥土攪拌樁具有一定的固化作用,因此建議利用該套施工技術(shù)加固軟土地基,以解決軟土地基加固施工難題。
二、水泥土攪拌樁在軟土地基加固中的應(yīng)用
1、水泥土攪拌樁的優(yōu)勢
與其他樁型不同,水泥攪拌樁這一樁基制作采用了水泥、石灰等材料作固化劑,同時借助攪拌機械對材料進行攪拌,突出了攪拌樁的固化作用。將水泥攪拌樁應(yīng)用于軟土地基施工,可概括總結(jié)出以下幾種施工優(yōu)勢:加固效率高;施工噪聲小,幾乎無振動;基礎(chǔ)表面不會出現(xiàn)隆起;作業(yè)面沒有污水排出,不會對環(huán)境造成污染和破壞;施工簡便、快捷;施工費用低廉,造價成本相對較低。
2、水泥土攪拌樁的施工工藝分析
應(yīng)用水泥土攪拌樁來加固軟土地基時,操作施工方法可采用雙頭深層水泥土攪拌樁施工法,圖1為雙頭深層水泥土攪拌樁的施工工藝流程,實際施工時必須按照該套流程順序?qū)嵤?/p>
由圖1可知,水泥土攪拌樁施工時,第一步驟仍然是對施工現(xiàn)場進行測量定位,確定下攪拌樁的安裝位置;接著鉆孔,并注意地表面調(diào)平;再次,配置水泥砂漿,配置時要控制好各類原材料的配合比;第四,材料攪拌,噴漿并下沉;第五,計算出攪拌樁下沉深度;第六 ,噴漿提升;第七,水泥砂漿材料復(fù)攪;第八,清洗管道,保持管道的干凈;最后,移開樁機,即水泥攪拌樁施工完成。
3、主要施工方法
(1)水泥漿配制。本項目水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥,水、灰質(zhì)量比為(0.5~0.55):1.水泥用量嚴格計量,加水用專用定量器。漿液每次攪拌時間不得少于3min,漿液攪拌均勻,不得離析、沉淀,停置1h以上的漿液應(yīng)清理。
(2)攪拌樁鉆機就位。攪拌樁鉆機在配制漿液的同時,在指定的樁位就位,讓攪拌軸對中,用水平尺調(diào)平機座,導(dǎo)向架對地面的垂直偏差不超過1%,對位偏差不大于5cm,且必須保證攪拌樁相互搭接200mm。
(3)預(yù)攪拌漿下沉。攪拌漿下沉過程中,距離設(shè)計樁頂標高0.5m發(fā)出信號通知后臺,噴漿鉆進,直至設(shè)計樁底標高。
(4)噴漿提升。預(yù)攪下沉至設(shè)計深度時并保持原地攪拌,待漿液送至30S后再提升,為保證攪拌樁樁頂質(zhì)量,停漿面在設(shè)計樁頂標高以上500mm.根據(jù)試成樁工藝參數(shù)確定的鉆機轉(zhuǎn)速,提升速度,注漿泵壓力和泵量等注漿,保證注漿量。
三、水泥土攪拌樁施工質(zhì)量標準及要求
(1)樁位的標準及要求。樁機移架就位后,應(yīng)根據(jù)總承包方提供的控制點測設(shè)樁位,測量誤差小于1cm,攪拌頭對準竹簽誤差小于1cm,累計誤差小于2cm,在樁區(qū)處必須設(shè)置一定數(shù)量的控制檢查樁,打樁前核對竹簽有無變化,若有變化應(yīng)及時更正。
(2)垂直度的標準及要求。設(shè)計要求樁身垂直度≤1.0%,按照此要求在樁架上兩個方向設(shè)置水平尺及2m高的線砣,使垂直線球保持在刻度范圍內(nèi),每根樁打樁前檢查一次,每鉆進提升一次,必須檢查一次,使打樁全過程保持在允許的垂直度范圍內(nèi)。每根樁確保鉆進,提升上下各兩次。
(3)送漿控制的標準及要求。在灰漿擠壓泵上安裝擠壓表或自動記錄儀,防止送漿壓力不足和樁身斷漿。在送漿過程中應(yīng)專人觀察與記錄,發(fā)現(xiàn)問題及時與前臺取得聯(lián)系,并進行補噴,補攪。
四、施工過程中的質(zhì)量控制要點
軟土地基施工中,如果施工人員選擇采用水泥攪拌樁技術(shù)進行軟土地基加固,則為了確保地基施工質(zhì)量,施工時必須嚴格控制水泥攪拌樁的施工工藝,做好每一道工序、每一個環(huán)節(jié)的施工控制,強化施工管理,防止因施工不當或施工管理不慎而導(dǎo)致質(zhì)量缺陷。下面介紹幾點關(guān)于水泥攪拌樁施工的質(zhì)量控制措施。
(1)嚴格控制好水泥攪拌樁的下沉工藝,保證其垂直度。施工時要按照相關(guān)的質(zhì)量控制要求,對水泥攪拌樁下沉垂直度加以嚴格控制,方法為在樁架上下兩個方向都設(shè)置上水平尺,附帶設(shè)置一個2米高的線砣。施工人員每敲打一次水泥攪拌樁,就要對攪拌樁進行一次檢查,確保垂直線砣一直處于規(guī)定的刻度范圍中。該方法可實現(xiàn)對攪拌樁垂直度的有效控制。
(2)控制好攪拌樁的強度。其質(zhì)量控制要求是對入場的施工材料及時抽查、送驗,對不符合技術(shù)要求的施工材料杜絕使用;隨機檢查水泥灰與水的配合比是否符合要求,達到標準。
(3)控制好樁長。其質(zhì)量控制要求是計算好施工樁長,成樁前量好鉆桿長度,并在樁架上做好標記,保證深度誤差小于5cm,嚴格掌握好噴漿位置。
五、結(jié)束語
綜上所述,水泥土攪拌樁適用于軟土地基施工,并且能有效提升軟土地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力,能基本確保軟土地基工程的施工質(zhì)量。本篇文章通過對水泥攪拌樁施工工藝及施工質(zhì)量控制措施的分析,得出了一系列相關(guān)結(jié)論,并指出水泥攪拌樁施工只需按照項目設(shè)計標準嚴格執(zhí)行,地基加固就一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
參考文獻
關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;現(xiàn)場施工;管理控制
隨著國內(nèi)高速公路不斷的建設(shè),高速公路工程管理的不斷完善,對于工程施工質(zhì)量的檢驗標準也不斷的提高,水泥攪拌樁工程普遍用于高速公路、機場、高層建筑的地基處理加固工程。雖然施工工藝已相對成熟和完善,但隨著管理者對水泥攪拌樁不斷深入的認識,使得其施工質(zhì)量越來越令人擔心,讓人總覺得其施工質(zhì)量十分難于控制。雖然施工單位、監(jiān)理單位及業(yè)主單位在水泥攪拌樁的施工工程中已經(jīng)下了非常大的監(jiān)管力度,但最終大多數(shù)收效甚微,本文通過多年的軟基施工管理經(jīng)驗,總結(jié)出了一些結(jié)論,希望能與大家共同探討。
一、施工前準備工作
1、施工機械的和電腦記錄儀的選配
目前用于水泥攪拌樁施工的機械主要有兩種:
一種是武漢產(chǎn)的PH-5、PH-7粉漿兩用型樁機,此樁機最大施工深度一般為18米以下,其施工轉(zhuǎn)速與下鉆的速度成正比例關(guān)系,由于其施工底盤高度的限制,當用于水泥攪拌樁施工時最多只能配置4個攪拌刀片,其行走部分采用液壓腿,十分靈活,工作效率相對較高,適用于施工樁長較短,土質(zhì)為砂性土、亞粘土、淤泥質(zhì)亞粘土的段落,當土質(zhì)為純淤泥時,建議不采用。
一種是上海和宜興產(chǎn)的STB-1型專用水泥攪拌樁樁機,其行走部分采用軸管,移動起來比較困難,每次移動都需要枕木鋪墊調(diào)平樁機,垂直度控制起來也較麻煩。其下鉆速度主要靠卷揚機的轉(zhuǎn)速來控制,當遇到局部硬層時只能靠加大動力頭重量和增加豎向破土刀片來穿透它。為增加水泥攪拌樁的均勻程度,當遇到土質(zhì)較差的段落時可視情況將鉆桿上的刀片增加至6~8個。適用于所有土層水泥攪拌樁的施工。
1、2 電腦記錄儀的選配
從施工資料的規(guī)范化角度考慮,電腦讓每一根樁的施工資料清晰完整,給人一種安全的寄托。但從現(xiàn)場施工控制的角度上來考慮,電腦只不過是一個擺設(shè)罷了,它讓領(lǐng)導(dǎo)安心,實際上目前市場上的水泥攪拌樁部分電腦產(chǎn)品它除了能增加操作人員的施工難度以外,其他根本是一無是處。但如果真要讓電腦起到一部分的控制作用,那就要注意選配電腦了。①首先要求電腦內(nèi)的時間必須為北京時間,由廠家統(tǒng)一設(shè)定,不允許有自行調(diào)整的功能;②電腦必須取消存儲功能,施工過程中采用實時打印,當下一根開始時上一根的資料自動消失;③深度計經(jīng)檢查準確無誤;④電腦經(jīng)檢查符合要求后由項目部統(tǒng)一貼封條,不可私動。此目的主要是控制單樁施工時間、假資料的出現(xiàn)和施工樁長的弄虛作假。
2、施工場地及其他準備
2、1 施工場地一定要平整,且在一側(cè)要開挖排水邊溝,保證雨季場地不積水,給樁機組創(chuàng)造一個好的施工環(huán)境。
2、2 對于溝塘回填的路段,回填土每層填厚不得大于50cm,壓實度不得小于70%,且不大于85%,以保證水泥攪拌樁的成樁效果。
2、3 建好水泥庫,水泥庫凈面積不得小于42平方米,同時最大庫存量不得小于80噸,確保水泥的檢驗周期及防止雨季由于水泥進場困難而導(dǎo)致停工的情況。
2、4 在樁機的井架上準確畫出每米的深度標示線,在鉆頭落地的情況下準確標示出“零”起點的位置。
2、5 將樁機鉆頭上的橫向攪拌刀片增加至6個,并在井架的正面和側(cè)面掛上垂球,用紅油漆標示出垂球的中心位置。
2、6 召集所有現(xiàn)場施工負責人員及樁機組機長召開施工前技術(shù)交底會議,主要落實施工工藝、施工過程中的管理制度、資料的統(tǒng)一、檢測要求及付款方式等,將項目部的管理方式及指導(dǎo)思想落實到每一個施工人員,有效提高他們的認識和警惕程度。為進一步保證工程的施工質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。
二、施工技術(shù)控制
1、確定持力層必須準確,樁體一般最多以進入持力層50cm為宜,不宜過深,否則將會產(chǎn)生三個方面的危害:①由于底部壓力過大,水泥漿無法滲入,底部無法成樁,最終導(dǎo)致樁長不足②由于底部一般多為粘土或亞粘土,土質(zhì)過硬,帶漿下鉆困難或無法下鉆,土體無法拌碎。當不帶漿下鉆時,土體由于無法拌碎多會導(dǎo)致糊鉆的情況,土體與鉆頭形成一個圓柱體形狀,造成積壓樁內(nèi)土體,發(fā)生掉樁頭或樁內(nèi)水泥漿外溢的情況。③水泥攪拌樁施工一般多為下鉆噴漿,如果進入持力層過深,為防止下鉆堵管只能一直噴漿,但由于底部下鉆速度其慢無比,導(dǎo)致底部水泥漿用量嚴重過多,造成水泥漿順著鉆桿溢出地面,且直接縮短了樁體的施工時間。
2、為保證樁體攪拌均勻,樁機鉆頭應(yīng)焊接至少6個橫向攪拌刀片,且在每個橫向刀片上焊接1~2個豎向攪拌刀片,同時保證樁體的豎向攪拌效果,豎向攪拌刀片長度>5cm,寬度≥2cm。
3、在樁機井架的正面和側(cè)面一定要吊掛垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工時樁機傾斜,最終導(dǎo)致檢測時樁體無法檢測到底,到時候樁體質(zhì)量固然再好也是惘然。
4、為了保證水泥漿的配合比滿足要求、每根樁所使用的的水泥漿量均勻充足,且考慮方便現(xiàn)場施工人員的操作和旁站人員的監(jiān)督。若所施工的樁長皆為統(tǒng)一長度,可將單根樁所需的水泥漿一次拌制或分兩次拌制完成;當樁長較短時也可一次拌制2~3根樁所需的水泥漿,使用時可在水泥漿罐的罐壁上焊接出每根樁需用水泥漿的深度刻度線。
5、由于現(xiàn)場施工過程中,施工工人素質(zhì)相對有限,拌制水泥漿時并不能嚴格按照書面上的要求去制作水泥漿,勢必造成施工過程中水泥漿拌制和使用的混淆,對施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的隱患。為了防止此類現(xiàn)象的發(fā)生,必須在水泥漿罐的罐壁上用稍大的鐵塊或螺絲帽焊接出用水面和水泥漿面的準確位置。因為每次拌制水泥漿所需的水泥是個定值,所以這樣就完全足以避免水泥漿配合比不準確的情況。
6、當施工過程中發(fā)現(xiàn)地層某深度出現(xiàn)硬層時,可根據(jù)地質(zhì)情況進行相應(yīng)的處理:
①當此段硬層小于50cm時,若下鉆相對比較容易,可稍稍放大回漿量,短時間內(nèi)穿透此硬層。若下鉆比較困難,不得任其緩慢鉆進,一方面要及時增大回漿量,另一方面要在動力頭上加大配重,并在最下面的兩個橫向攪拌刀片上焊接鋒利的破土刀片,使其能夠迅速穿透此段硬土層。
中圖分類號: TU721+.2 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著國內(nèi)高速公路不斷的建設(shè),高速公路工程管理的不斷完善,對于工程施工質(zhì)量的檢驗標準也不斷的提高,水泥攪拌樁工程普遍用于高速公路、機場、高層建筑的地基處理加固工程。雖然施工工藝已相對成熟和完善,但隨著管理者對水泥攪拌樁不斷深入的認識,使得其施工質(zhì)量越來越令人擔心,讓人總覺得其施工質(zhì)量十分難于控制。雖然施工單位、監(jiān)理單位及業(yè)主單位在水泥攪拌樁的施工工程中已經(jīng)下了非常大的監(jiān)管力度,但最終大多數(shù)收效甚微,本文通過多年的軟基施工管理經(jīng)驗,總結(jié)出了一些結(jié)論,希望能與大家共同探討。
一、施工前準備工作
1、施工機械的和電腦記錄儀的選配
1、1目前用于水泥攪拌樁施工的機械主要有兩種:一種是武漢產(chǎn)的PH-5、PH-7粉漿兩用型樁機,此樁機最大施工深度一般為18米以下,其施工轉(zhuǎn)速與下鉆的速度成正比例關(guān)系,由于其施工底盤高度的限制,當用于水泥攪拌樁施工時最多只能配置4個攪拌刀片,其行走部分采用液壓腿,十分靈活,工作效率相對較高,適用于施工樁長較短,土質(zhì)為砂性土、亞粘土、淤泥質(zhì)亞粘土的段落,當土質(zhì)為純淤泥時,建議不采用。一種是上海和宜興產(chǎn)的STB-1型專用水泥攪拌樁樁機,其行走部分采用軸管,移動起來比較困難,每次移動都需要枕木鋪墊調(diào)平樁機,垂直度控制起來也較麻煩。其下鉆速度主要靠卷揚機的轉(zhuǎn)速來控制,當遇到局部硬層時只能靠加大動力頭重量和增加豎向破土刀片來穿透它。為增加水泥攪拌樁的均勻程度,當遇到土質(zhì)較差的段落時可視情況將鉆桿上的刀片增加至6~8個。適用于所有土層水泥攪拌樁的施工。
1、2 電腦記錄儀的選配從施工資料的規(guī)范化角度考慮,電腦讓每一根樁的施工資料清晰完整,給人一種安全的寄托。但從現(xiàn)場施工控制的角度上來考慮,電腦只不過是一個擺設(shè)罷了,它讓領(lǐng)導(dǎo)安心,實際上目前市場上的水泥攪拌樁部分電腦產(chǎn)品它除了能增加操作人員的施工難度以外,其他根本是一無是處。但如果真要讓電腦起到一部分的控制作用,那就要注意選配電腦了。①首先要求電腦內(nèi)的時間必須為北京時間,由廠家統(tǒng)一設(shè)定,不允許有自行調(diào)整的功能;②電腦必須取消存儲功能,施工過程中采用實時打印,當下一根開始時上一根的資料自動消失;③深度計經(jīng)檢查準確無誤;④電腦經(jīng)檢查符合要求后由項目部統(tǒng)一貼封條,不可私動。
2、施工場地及其他準備
2、1 施工場地一定要平整,且在一側(cè)要開挖排水邊溝,保證雨季場地不積水,給樁機組創(chuàng)造一個好的施工環(huán)境。
2、2 對于溝塘回填的路段,回填土每層填厚不得大于50cm,壓實度不得小于70%,且不大于85%,以保證水泥攪拌樁的成樁效果。
2、3 建好水泥庫,水泥庫凈面積不得小于42平方米,同時最大庫存量不得小于80噸,確保水泥的檢驗周期及防止雨季由于水泥進場困難而導(dǎo)致停工的情況。
2、4 在樁機的井架上準確畫出每米的深度標示線,在鉆頭落地的情況下準確標示出“零”起點的位置。
二、施工技術(shù)控制
1、確定持力層必須準確,樁體一般最多以進入持力層50cm為宜,不宜過深,否則將會產(chǎn)生三個方面的危害:①由于底部壓力過大,水泥漿無法滲入,底部無法成樁,最終導(dǎo)致樁長不足②由于底部一般多為粘土或亞粘土,土質(zhì)過硬,帶漿下鉆困難或無法下鉆,土體無法拌碎。當不帶漿下鉆時,土體由于無法拌碎多會導(dǎo)致糊鉆的情況,土體與鉆頭形成一個圓柱體形狀,造成積壓樁內(nèi)土體,發(fā)生掉樁頭或樁內(nèi)水泥漿外溢的情況。③水泥攪拌樁施工一般多為下鉆噴漿,如果進入持力層過深,為防止下鉆堵管只能一直噴漿,但由于底部下鉆速度其慢無比,導(dǎo)致底部水泥漿用量嚴重過多,造成水泥漿順著鉆桿溢出地面,且直接縮短了樁體的施工時間。
2、為保證樁體攪拌均勻,樁機鉆頭應(yīng)焊接至少6個橫向攪拌刀片,且在每個橫向刀片上焊接1~2個豎向攪拌刀片,同時保證樁體的豎向攪拌效果,豎向攪拌刀片長度>5cm,寬度≥2cm。
3、在樁機井架的正面和側(cè)面一定要吊掛垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工時樁機傾斜,最終導(dǎo)致檢測時樁體無法檢測到底,到時候樁體質(zhì)量固然再好也是惘然。
4、為了保證水泥漿的配合比滿足要求、每根樁所使用的的水泥漿量均勻充足,且考慮方便現(xiàn)場施工人員的操作和旁站人員的監(jiān)督。若所施工的樁長皆為統(tǒng)一長度,可將單根樁所需的水泥漿一次拌制或分兩次拌制完成;當樁長較短時也可一次拌制2~3根樁所需的水泥漿,使用時可在水泥漿罐的罐壁上焊接出每根樁需用水泥漿的深度刻度線。
5、當施工過程中發(fā)現(xiàn)地層某深度出現(xiàn)硬層時,可根據(jù)地質(zhì)情況進行相應(yīng)的處理:①當此段硬層小于50cm時,若下鉆相對比較容易,可稍稍放大回漿量,短時間內(nèi)穿透此硬層。若下鉆比較困難,不得任其緩慢鉆進,一方面要及時增大回漿量,另一方面要在動力頭上加大配重,并在最下面的兩個橫向攪拌刀片上焊接鋒利的破土刀片,使其能夠迅速穿透此段硬土層。②當此段硬層大于50cm時,可將此土層作為持力層,無須繼續(xù)深入。防止此段土層難于拌碎,水泥漿深入困難,最終造成此處出現(xiàn)斷樁或造成樁體整體不合格的情況。
1軟土工程的特點
軟土主要指承載力低、壓縮性高、天然含水量大的一種軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘土。軟土工程的性質(zhì)主要以下幾點:(1)觸變性。軟土沒有遭受破壞時,它具有固態(tài)的特征,如果軟土受到破壞或擾動,就會轉(zhuǎn)變稀釋流動狀態(tài)。(2)高壓縮性。軟土的壓縮系數(shù)很大,當垂直壓力達到0.1兆帕時,大部分軟土會發(fā)生壓縮變形,從而導(dǎo)致房屋建筑的沉降量較大。(3)低透水性。由于軟土的透水能力很差,可以認為軟土是不透水的,所以軟土排水固結(jié)通常需要耗費很長的時間,有些房屋建筑工程的沉降延續(xù)時間甚至超過十年。(4)不均勻性。高分散的與微細的顆粒組成軟土,使得軟土的土質(zhì)不均勻,如果平面上的房屋建筑荷載不均勻,就會導(dǎo)致房屋建筑產(chǎn)生很大的差異沉降,使房屋建筑出現(xiàn)裂縫。
2常用的房屋建筑工程軟土地基的處理
在房屋建筑工程中,對軟土地基進行加固處理應(yīng)盡早采用堆載預(yù)壓的方法,這樣能夠使自然沉降慢慢達到平衡,該方法既經(jīng)濟合理,又操作簡單,但是由于工期進度的限制,自然沉降法很難被應(yīng)用。如果工程進度緊迫,在施工中還經(jīng)常采用深層石灰攪拌樁等方法,對軟土地基進行加固處理。
2.1深層石灰攪拌樁
對塑性指標高的軟土地基進行加固處理,可以采用深層石灰攪拌樁這一方法。在同等條件下,用石灰充當固化劑對軟土地基進行加固處理,所起到的臨時加固效果通常要超過水泥。在房屋建筑工程中的軟土地基中,深層石灰攪拌樁通過把地基土和石灰強制攪拌混合,使石灰和地基土發(fā)生化學反應(yīng),從而使起到穩(wěn)定地基土的作用,同時還能提高軟土地基的強度。該方法具有經(jīng)濟合理、技術(shù)簡單等特點,可以減少房屋建筑整體工程的工后沉降與軟土層沉降,同時還能使軟土承載力得以提高,能夠有效加固房屋建筑工程的軟土地基。
(1)深層石灰攪拌樁的材料要求。
用于加固軟土地基的石灰必須是細磨的,在整個攪拌過程中,石灰的最大粒徑應(yīng)小于2毫米,這樣可以防止樁體中的石灰聚集。選取石灰應(yīng)盡量挑選純凈無雜質(zhì)的石灰,而且石灰中的氧化鎂與氧化鈣含量不應(yīng)低于8.5%,氧化鈣的含量最好在80%以上。石灰儲存期最好不要超過90天,石灰液性指數(shù)應(yīng)在70%以上(含70%)。
(2)深層石灰攪拌樁的施工準備。
當工作場地的表層硬殼比較薄時,應(yīng)先鋪填砂石墊層,這樣施工機械在場內(nèi)就可以順利移動與施鉆。配置鉆機、攪拌鉆頭、空氣壓縮機以及粉體發(fā)送器等。通過室內(nèi)試驗與原位測試獲取地基土與灰土的化學指標和物理力學性能指標,然后以最佳含灰量充當設(shè)計摻灰量。對攪拌范圍進行確定與設(shè)置,然后選擇樁長、根數(shù)及截面。
(3)深層石灰攪拌樁的施工要點。
粉體攪拌法的施工順序為:樁體對位下鉆鉆進提升提升結(jié)束。按照房屋建筑結(jié)構(gòu)所要求的承載力,對樁的間距進行初步選定,然后確定出加固范圍內(nèi)攪拌樁數(shù)量與每平方米內(nèi)的攪拌樁的所占面積。通常,攪拌樁的排列呈等邊三角形,有時也可以布置成四方形,樁距約為1米,樁徑在0.5米到1.5米之間。空壓機壓力不必過高,風量適宜即可,不必過大。桅桿與鉆機安裝在載體上,這樣可以有效防止飛粉污染,同時還能防止與雨水相遇發(fā)生化學反應(yīng)而濺傷施工人員的眼睛與皮膚,在施工過程中,施工人員必須配戴防護眼鏡。
2.2砂墊層與砂石墊層換填
目前,在房屋建筑工程的軟土地基處理措施中,砂墊層與砂石墊層換填這一方法應(yīng)用的比較廣泛。砂墊層與砂石墊層通過用壓實的砂墊層或石墊層來替換地基基礎(chǔ)下部的部分軟土層,從而使地基強度與承載力得到大幅提升,有效減少沉降量,能夠使軟土層加速排水固結(jié)。
(1)砂墊層與砂石墊層換填的材料要求。
砂墊層與砂石墊層最好采用質(zhì)地堅硬、級配良好的粗砂、中砂、碎石、石屑或是其他的工業(yè)廢料粒來作為換填材料。有些地區(qū)可能缺少粗砂、中砂,這時可以采用細砂,同時還要摻入一定量的卵石或碎石,其摻量按照設(shè)計規(guī)定要求進行(含量小于等于50%)。使用的砂石材料不能含有垃圾、草根等有機物質(zhì)。勇于排水固結(jié)軟土地基的材料、其含泥量最好不要超過30%,卵石與碎石的最大粒徑最好不要超過50毫米。
(2)砂墊層與砂石墊層換填的施工準備。
在施工前應(yīng)進行驗槽,把浮土清除干凈,基槽的邊坡要確保穩(wěn)定,草地與兩側(cè)如果有溝、井、孔洞等必須加以填實。
(3)砂墊層與砂石墊層換填的施工要點。
最好將砂墊層與砂石墊層底面鋪設(shè)在同一標高上,若深度存在不同,施工程序為先深后淺。上面應(yīng)挖成斜坡或臺階搭接,注意對搭接處進行搗實。在分段施工時,接頭處必須作成斜坡,且每層斜坡都要錯開0.5米到1米之間,然后進行充分搗實。當采用碎石墊層進行換填時,為了確保基坑底面表層軟土不會發(fā)生局部破壞,必須在基坑地步與四側(cè)鋪設(shè)一層砂,待砂層鋪設(shè)完畢后在鋪設(shè)碎石墊層。砂墊層與砂石墊層必須分層鋪墊,并分層壓實,其鋪設(shè)方法主要有以下幾種:插振法、碾壓法、壓實法。
2.3深層水泥攪拌樁
深層水泥攪拌樁以水泥來充當固化劑的主劑,利用深層攪拌機械把軟土與固化劑在地基深部就進行強制拌和,從而提高房屋建筑工程的軟土地基強度,使軟土硬結(jié)。深層水泥攪拌樁在處理淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土和泥炭土效果明顯,是一種軟土地基處理的有效方法。
(1)深層水泥攪拌樁的試樁。
在房屋建筑工程的施工過程中,采用深層水泥攪拌樁對軟土地基進行處理,首先要進行試樁,這樣能夠找到最佳的攪拌次數(shù),同時還能確定出泵送時間、攪拌機的提升速度、泵送壓力、水泥漿的配合比以及下鉆速度等參數(shù),這對水泥攪拌樁進行下一步大規(guī)模施工起到一定的指導(dǎo)作用。試樁在每個標段中必須要超過5根,而且在試樁成功之后水泥攪拌樁才可以正式施工。對試樁進行檢驗時,可在7天之后將試樁直接開挖取出或在兩周后取芯,看水泥攪拌樁是否攪拌均勻以及水泥土強度是否滿足設(shè)計要求。
(2)深層水泥攪拌樁的施工準備。
事先將深層水泥攪拌樁的施工場地整平,將樁位處的地下、地上障礙物全部清除。若場地低洼可以回天粘土,注意不能回填雜土。另外,水泥攪拌樁必須采用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥,這樣計量方便,不易出錯。水泥攪拌樁的施工機械應(yīng)具備較高的穩(wěn)定性能,項目部經(jīng)理與監(jiān)理工程師應(yīng)在鉆機開鉆之前對其進行檢查驗收。
(3)深層水泥攪拌樁的施工施工要點。
中圖分類號U21 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2014)123-0167-02
1 工程概況
鄭徐鐵路客運專線永城北站路基工程,路基長度1455.31米,占線路全長3%,工點類型主要有路基邊坡防護、邊坡支擋結(jié)構(gòu)工程、路橋以及路涵過渡段工程、路基基底地基加固處理工程等。其中地基處理采用清淤回填夯填土、回填細粒改良路土、鹽漬地隔斷層、基底褥墊層、雙向水泥攪拌樁、螺桿樁、C45鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、C45鋼筋混凝土鉆孔灌注樁結(jié)合CFG樁加固、素混凝土樁結(jié)合CFG樁組合+筏板加固、素混凝土樁+筏板加固、預(yù)應(yīng)力管樁+筏板加固、預(yù)應(yīng)力管樁、CFG樁、堆載預(yù)壓等。
本路基段雙向水泥攪拌樁加固區(qū)域主要分布在DK281+432.62-757.51段(含橫向)站坪外緣基底,樁徑0.5m,樁長至硬底以下2.0m,等邊三角形布置,樁間距1.5m。
2 雙向水泥攪拌樁試樁方案
2.1試樁目的
1)通過試樁確定鉆進速度、提升速度、噴漿壓力等施工參數(shù)。
2)通過試樁復(fù)核地質(zhì)情況,驗證預(yù)定的施工工藝的可行性。
3)通過試樁掌握人員、機械的配置。
2.2雙向水泥攪拌樁試樁技術(shù)要求
1)雙向水泥攪拌樁采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥,摻入量一般不少于15%,根據(jù)室內(nèi)配方試驗,采用的水灰比為1.0。要求28天水泥土無側(cè)線抗壓強度不小于1.2MPa,樁體壓縮模量不小于50MPa;
2)根據(jù)規(guī)范要求,雙向水泥攪拌樁應(yīng)試樁三根,試樁樁長及采用的鉆進速度、提升速度、噴漿壓力參數(shù)擬定如下;
參數(shù) S1 S2 S3
樁長(m) 15.1 15.3 15.7
水灰比 1 1 1
鉆速(m/min) 1.2 1.2 1.3
提速(m/min) 1.2 1.2 1.3
噴漿壓力(MPa) 0.3 0.4 0.4
3)試樁完成7天后,淺部開挖樁頭,檢查樁身質(zhì)量,對樁身質(zhì)量合格的試樁進行對比,確定施工時的鉆進速度、提升速度、噴漿壓力值,并通過單根試樁水泥漿的總用量計算每米水泥用量,以指導(dǎo)施工。若3根試樁樁身質(zhì)量均不合格,則調(diào)整參數(shù)重新試樁;
4)試樁樁機采用DSM-5B18型樁機進行施工,采用攪拌機進行水泥漿的制備,施工現(xiàn)場設(shè)置0.7m3的儲漿罐。
2.3試樁施工工藝
2.3.1施工工藝流程
雙向水泥攪拌樁施工工藝流程見圖1。
圖1 雙向水泥攪拌樁施工工藝流程圖
2.3.2施工步驟
1)施工準備
雙向水泥攪拌樁施工場地應(yīng)事先平整,清除地上的樹根和生活垃圾等,壓實場地至K30≥30MPa;做好臨時截、排水設(shè)施,做好供水供電線路、機械設(shè)備施工線路、機械設(shè)備放置位置、運輸通道等施工準備。
2)測量放樣
放線前對各控制點進行復(fù)核后,按設(shè)計圖紙放線,準確定出雙向水泥攪拌樁的位置,樁位應(yīng)采用插入竹簽并撒白灰定位。
3)移機對位
將雙向攪拌樁機安置在測設(shè)的樁位上,使鉆頭對準樁位,對準偏差不得大于5cm。雙向攪拌樁機就位后必須做水平校正,使攪拌頭軸線垂直對準樁位位中心,通過吊線錘校正機架垂直度(見圖2),使垂直度偏差不大于1%。
圖2 鉆頭對中 圖3 制備水泥漿
4)制漿
水泥漿嚴格按照設(shè)計配比配置。配置水泥漿時,水要清潔,酸、堿適中。首先將水加入桶內(nèi),再將水泥倒入,開動攪拌機攪拌均勻(見圖3),攪拌時間不小于3分鐘,并經(jīng)過篩后放入灰漿池備用。制備好的漿液不得離析,泵送必須連續(xù)。
5)噴漿攪拌、下沉
雙向攪拌樁機開啟正、反向旋轉(zhuǎn)葉片下沉至設(shè)計樁頂高程后,停止下沉。開啟壓漿泵,原位噴漿30s,待噴漿壓力達到擬定的參數(shù)及水泥漿與土體充分攪拌后繼續(xù)下沉。嚴格按照設(shè)計下沉速度邊下沉,邊由正、反向旋轉(zhuǎn)葉片將水泥漿與土體攪拌,直到設(shè)計樁底高程。完成第一次二噴二攪過程。
6)噴漿攪拌、提升
攪拌頭下沉到設(shè)計樁底高程后,停止下沉,原位噴漿30s后,保持開啟正、反向旋轉(zhuǎn)葉片,按擬定的提升速度邊提升,邊由正、反向旋轉(zhuǎn)葉片將水泥漿與土體再次攪拌,直到設(shè)計樁頂高程。完成第二次二噴二攪過程,從而達到四噴四攪的工藝要求。水泥漿用量及樁長通過電子記錄儀確定,施工前應(yīng)對電子記錄儀進行標定,合格后方能使用。
7)鉆機移位
把鉆機等機具設(shè)備移動到新的樁位上,進行下一根樁的施工。
8)管路清洗
雙向水泥攪拌樁終止施工或因故停止施工時間大于水泥漿凝固時間時,應(yīng)對雙向攪拌樁機的管路進行清洗。向集料斗中注入適量清水,開啟灰漿泵,清洗全部管路中殘存的水泥漿,管內(nèi)、機內(nèi)不留殘存漿液,將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。
9)樁基檢測
雙向水泥攪拌樁的質(zhì)量檢驗包括樁身完整性、均勻性、樁身強度、單樁或復(fù)合地基承載力等。樁身完整性、均勻性、無側(cè)限抗壓強度可采用7天后淺部開挖樁頭和成樁28天后鉆孔取芯方法,單樁或復(fù)合地基承載力采用載荷試驗方法檢測。要求芯樣強度不小于1.2MPa,單樁承載力值不小于71KN。
3 雙向水泥攪拌樁試樁總結(jié)
1) 試樁結(jié)束7天后,開挖樁頭檢查,三根試樁樁頭外觀良好。樁徑分別為S1:0.50m,S2:0.51m,S3:0.51m,符合設(shè)計要求;
2)試樁結(jié)束28天后,進行鉆芯取樣及單樁承載力試驗,芯樣完整性、均勻性及無側(cè)限抗壓強度滿足設(shè)計及規(guī)范要求,三根試樁的單樁承載力特征值均滿足設(shè)計要求;
3) 根據(jù)以上試樁工藝及擬定的參數(shù),結(jié)合7天后樁頭質(zhì)量檢驗、芯樣檢驗報告及單樁承載力檢測報告分析,考慮施工經(jīng)濟性,節(jié)約施工成本,確定采用S1樁施工參數(shù)指導(dǎo)雙向水泥攪拌樁施工,施工工藝、參數(shù)及設(shè)備人員配置如下:
(1)試樁采用的施工工藝成樁質(zhì)量合格,符合施工要求;
(2)水泥漿水灰比為1.0,水泥漿比重為:1.512;
(3)攪拌機下鉆速度為1.2m/min,提升速度為1.2m/min;
(4)噴漿壓力控制在0.3MPa;
(5)每米水泥用量控制為60.025kg/m;
(6)每臺DSM-5B18型樁機需配置壓降泵1臺、儲漿桶1個;
(7)每臺DSM-5B18型樁機需配置7人,其中指揮人員1人、樁機操作1人、制漿2人、普工3人。
4 雙向水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施
1) 雙向水泥攪拌樁所用水泥的品種、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求,合格證等質(zhì)量證明文件必須齊全;
2) 嚴格控制雙向攪拌樁機鉆進和提升速度、供漿和停漿時間,確保成樁質(zhì)量;
3)所使用的電子記錄儀必須標定合格后才能使用,根據(jù)電子顯示的鉆進深度來確定樁長和樁底標高。樁端必須原位噴漿攪拌不少于30s;
4) 成樁過程中,當因故停漿繼續(xù)施工時必須重疊接樁,接樁長度不得小于0.5m。若停機超過3h,應(yīng)在原樁位旁邊補樁處理;
5)配置好的漿液應(yīng)均勻,不得離析,供應(yīng)應(yīng)連續(xù),泵送漿液時間必須有專人記錄;
6) 設(shè)置專人進行施工記錄,記錄及時,內(nèi)容詳盡。記錄的內(nèi)容主要有拌制漿液的罐數(shù)、水泥用量、泵送時間、鉆桿每米下沉及提升時間、樁深度、垂直度、電流變化值和此處的鉆進深度,記錄地質(zhì)變化情況。隨時檢查施工記錄,評估成樁質(zhì)量,如有不合格樁或異常情況,應(yīng)及時采取補樁或其他處理措施;
7) 噴漿下沉前,先啟動壓漿泵,檢查各管路是否暢通,有無泄漏,如有異常,應(yīng)及時排除。
5 雙向水泥攪拌樁應(yīng)用價值
雙向攪拌樁機內(nèi)、外鉆桿旋轉(zhuǎn)方向相反,阻隔水泥漿上冒途徑,保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻,確保了成樁質(zhì)量;攪拌產(chǎn)生的剪切力基本抵消,減小了施工對樁周土體的擾動,受力合理,能將上部荷載傳到地基深處,減小復(fù)合地基沉降,與常規(guī)水泥攪拌樁相比復(fù)合效果更佳。
雙向水泥攪拌樁將常規(guī)攪拌樁的四攪兩噴改變?yōu)閮蓴囈粐姡构ば岣吡?倍,攪拌效率明顯提高;施工工藝先進,減少了施工噪音的排放,對施工產(chǎn)生的固廢、粉塵、污水排放能夠有效控制,施工過程中無環(huán)境污染,環(huán)境效益明顯。
6 結(jié)論
關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;施工;質(zhì)量控制
隨著國內(nèi)高速公路的不斷建設(shè),公路工程管理的持續(xù)改進,工程的施工質(zhì)量檢驗標準也在不斷的提高,水泥攪拌樁工程常見的用于公路,機場,高層建筑基礎(chǔ)的處理加固工程中。雖然建設(shè)過程和施工工藝已相對成熟和完善,但管理者對水泥攪拌樁的進一步了解,使施工質(zhì)量越來越令人擔心,總覺得讓人很難控制施工質(zhì)量。因此如何有效地控制水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量,確保軟基處理的效果是我們在工程實踐中探索的一個重要的目標。
一、施工場地和其他準備工作
(1)施工場地必須平整,以及對側(cè)開挖排水溝,保證雨季場地上沒有雨水滯留,給樁機的施工提供一個良好的建設(shè)環(huán)境。
(2)溝塘回填的路段,每層回填填土厚度不能超過五十厘米,壓實度不得低于70%,且不超過85%,以保證水泥攪拌樁的成樁的效果影響。
(3)建立好水泥倉庫,倉庫水泥的凈面積不少于42平方米,并在同一時間,最大的庫存不低于80噸水泥,確保庫存水泥的檢驗周期,防止雨季的情況下由于水泥的進場困難而導(dǎo)致的工程才停工。
(4)在樁機井架上準確地畫出每米深度的標記線,在鉆頭落地的情況下,準確地確定出“零”位置的起點。
(5)將樁機鉆頭的橫向攪拌葉片增加到6個,并在前方的井架和側(cè)面上掛上垂直球,用紅油漆標記出垂直球的中心位置。
(6)召集所有連續(xù)施工人員和樁機隊長舉行工程施工前技術(shù)交底會議,主要是落實施工技術(shù)交底,落實施工技術(shù)和施工過程管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)要是統(tǒng)一的,檢測測試要求和付款方式等,將項目部的管理方式和指導(dǎo)思想落實到每一個施工人員,有效地提高他們的認識和警戒能力。為進一步確保工程質(zhì)量工作奠定良好的基礎(chǔ)。
二、施工過程中的質(zhì)量控制
1、工藝性試樁
在項目工程大面積的施工位置之前,我們必須做出必要的水泥攪拌樁試樁試驗(一般不應(yīng)少于5根),總結(jié)試樁結(jié)果應(yīng)該有以下要求及相關(guān)技術(shù)參數(shù):(1)滿足設(shè)計水泥用量的各類技術(shù)參數(shù),如鉆井速度,攪拌速度,攪拌的提升速度等等;(2)攪拌均勻,確定必要的步驟和程序;(3)了解地質(zhì)變化,采取合理的技術(shù)措施。
2、制漿的質(zhì)量控制
本設(shè)計根據(jù)給定水灰比(水和水泥的重量比嚴格控制)在制漿過程中混合均勻,制成的漿液也應(yīng)保持連續(xù)的攪拌,使其均勻穩(wěn)定,不應(yīng)離析或停止攪拌的時間太長,超過2小時的泥漿應(yīng)降低標號使用;漿液摻入到集料后要加過濾網(wǎng)進行過濾,以避免漿內(nèi)結(jié)塊,損壞輸送泵體。
3、抽漿質(zhì)量控制
漿料泵送前,應(yīng)保持水分,這樣能夠充分進行泥漿的輸送。漿料泵送過程中,泵的壓力必須足夠穩(wěn)定的保證泥漿輸送必須是連續(xù)的,拌合料保證均勻混合。
4、樁長控制
(1)鉆桿施工標線的控制:施工前應(yīng)測量鉆桿長度,用紅色油漆在管樁的鉆桿上劃出樁長的明顯標志(樁長不應(yīng)小于設(shè)計要求),以便掌握復(fù)雜的攪拌鉆桿的鉆進深度和復(fù)攪深度,確保設(shè)計樁的長度;(2)度盤讀數(shù)控制法:鉆機上還有一個控制鉆桿的鉆入深度的圓盤,通過指針讀數(shù)可以直接反映鉆頭樁長。
5、單樁水泥用量控制
(1)控制水灰比。根據(jù)單樁長度和設(shè)計提供使用的水泥量,每米計算單樁水泥用量,嚴格依照設(shè)計的水灰比進行漿液的制漿,不得隨意亂調(diào)水灰比;(2)控制好泥漿輸送泵。泵必須有足夠的壓力和持久穩(wěn)定的輸漿量能力,必須與樁機鉆井速度,攪拌速度和鉆桿提升的速度相匹配;(3)控制好樁機鉆井速度,攪拌速度、鉆桿提升的速度。確保完成后的單樁的施工,為制備的水泥漿都可以全部使用完,不可以有剩余。總之,只有控制好單樁水泥用量,才能夠保證樁身應(yīng)有的強度。
6、樁機操作控制
(1)柱機安放到適當?shù)奈恢蒙现螅氄{(diào)整樁身垂直度,使攪拌樁軸保持垂直;(2)啟動攪拌鉆機,施工中保持鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向井下鉆進。同時啟動壓力泵工作,施工時邊向下鉆進邊噴漿。(3)鉆井下鉆到設(shè)計水平標高后,停止鉆進,停止攪拌鉆機。(4)重新啟動攪拌機,鉆頭反向邊旋轉(zhuǎn)邊提升,邊噴漿,使土壤水泥漿得到初步的混合;(5)攪拌機提升到地面1米以下的時候時間要慢;當噴漿嘴出地面時,應(yīng)停止鉆桿的提升,攪拌幾秒鐘,保證樁尖均勻致密。建設(shè)施工中停止供漿的,為了防止斷樁和缺乏漿應(yīng)使攪拌機的鉆頭下沉到離地表面低于0.5米的地方,恢復(fù)后在噴漿提升鉆頭;(6)根據(jù)設(shè)計要求在地面下一定深度范圍內(nèi)反復(fù)攪拌。邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進,邊噴混凝土到設(shè)計要求深度后,然后反側(cè)旋轉(zhuǎn),施工中邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)。使土塊和水泥漿攪拌充分破碎,水泥漿和土體能充分混合均勻。
三、施工后的質(zhì)量檢測控制要點
1、樁的質(zhì)量檢測
(1)輕型動力觸探檢測
施工單位按5%的測試頻率。在樁制成2 天內(nèi),使用輕型動力觸探(N 10)測試樁體自身強度。根據(jù)灌入30厘米的錘擊數(shù)確定樁頂強度是否合格。測試結(jié)果的錘擊數(shù)大于等于設(shè)計的錘擊數(shù),認為樁頂強度合格:否則認為樁身不合格。
(2)抽芯取樣檢測
在水泥攪拌樁制成后的28天使用抽芯取樣的檢測方法,可以反映出該攪拌樁整體噴漿均勻的情況,反映出樁身的長度、強度和完整性。
2、樁的質(zhì)量評定
1)單樁評定
第一種:(1)樁的樁長,樁徑滿足設(shè)計要求,整體噴漿均勻,無斷漿碎漿現(xiàn)象。(2)復(fù)攪段的樁芯完整和連續(xù)。復(fù)攪段樁以下的部分,可以取出完整的柱狀巖芯樣本。(3)由樁身的上、中、下段強度能夠滿足設(shè)計要求。(4)所取芯樣的柱狀加快片狀取芯率大于80%。第二種:(1)樁的樁長滿足設(shè)計的要求,整個樁的混凝土局部不均勻,無斷漿的現(xiàn)象。(2)復(fù)攪段的強度滿足要求。大部分完整,呈柱狀,可以制成登高時間做無側(cè)限抗壓強度試驗。樁中部分松散程塊片狀。復(fù)攪段下面可以取出芯樣。芯樣樣品不完整。呈塑性形狀。(3)復(fù)攪拌段后截面強度滿足設(shè)計要求,復(fù)攪拌段后部分低于一定的強度。第三種樁型:(1)樁小于設(shè)計要求。(2)樁體噴漿不均勻。有斷漿現(xiàn)象出現(xiàn)。(3)復(fù)攪拌段的巖芯樣品松散無凝聚力。大多數(shù)呈現(xiàn)出片狀。不能制成登高試件。(4)復(fù)攪拌段為劉塑性或核心樣本無法取出。(5)核心類去芯率小于65%;標準貫擊數(shù)小于設(shè)計要求。第一種是好樁:第二種合格樁:第三級為不合格樁。
2)綜合評定
工程中要求的成樁都為第二類或者是第二類樁以上的標準,要保證第一類樁達到85%以上的標準。同時成樁要符合地基承載力的要求,其他相應(yīng)的標準合格的才可以評定為優(yōu)良樁。如果第一類樁占60%以上,符合地基承載力的要求,其他相關(guān)的指標符合要求的為合格的樁。
結(jié)語
水泥攪拌樁通過特制的深層攪拌機械在地基底部將軟土和水泥進行強制攪拌,在軟土和固化劑強制攪拌之后凝結(jié)后達到一定的強度要求。水泥攪拌樁可以對淤泥進行很好的處理,如淤泥質(zhì)土、泥炭土、粉性土都可以使用水泥攪拌樁的方法進行加固處理,并且效果相當?shù)娘@著。
參考文獻
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