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浅谈水泥深层搅拌桩的施工工艺及质量控制

 浅谈水泥深层搅拌桩的施工工艺及质量控制

       摘要:水泥深层搅拌桩是软土路基处理的有效方式之一,本文主要介绍了水泥深层搅拌桩的施工工艺及质量控制。

  关键词:水泥深层搅拌桩,施工工艺,质量控制

  

  1前言

  江阴市长山大道地处苏南沿江软土地区,全长18.951公里,按一级公路标准设计,该地区软土埋层浅,厚度大,土质含水量高,土性较差,主要软土层淤泥:灰色,流塑,含有机质条纹,稍有光泽,干强度高,韧性高,厚度4.30~15.0m,静力触探比贯入阻力PS=0.5MPa,压缩模量Es=2.6MPa,高压缩性。

  为保证路基及桥涵结构物的填筑质量,施工图设计中主要采用水泥深层搅拌桩处理软土地基。

  2施工工艺

  2.1施工机械的选择

  对施工机械的选择,严禁使用非定型产品或自行改装设备。所有进场设备都应配有良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表,水泥浆量检测记录仪器(包括桩深度测量、流量测量、水泥浆密度测量装置)及垂直监测报警仪,所有仪表均需经计量部门检测标定合格方可使用。钻头宜采用同设计桩径的单搅拌轴叶片喷浆方式的搅拌机钻头。

  2.2室内配合比试验

  深层搅拌桩处理软基的效果如何,很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件(主要指土质条件和天然含水量)。因此在施工前根据设计文件提供的地质资料,选取三个典型地段钻探取样,按软土天然含水量及土性不同做室内配比试验(监理单位做平行试验)。水灰比分别采用0.40、0.45、0.50三种,水泥用量以设计文件中每延米用量为中值及±5kg/m三种分别试验。试验结果表明,0.45水灰比水泥浆稠度适中,一般地段水泥用量为50kg/m,挡墙下格栅状布置的深搅桩水泥用量为55kg/m。施工单位将这一试验成果报请监理部门审批。

  加固处理土的强度,应以无侧限抗压强度衡量,试件养护龄期为7d、28d、90d。根据设计文件要求R90≥1.2Mpa,R28宜达到0.8MPa。7d、28d、90d强度关系宜采取关系式R28=1.49R7,R90=1.90R28推算。

  2.3现场工艺性试桩

  水泥深层搅拌桩是用搅拌钻头将水泥浆与软土强制拌和,拌和次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也越高。但拌和次数越多,施工时间也越长,功效也越低。

  为了保证成桩效果,考虑到不同土层,不同机具须确定不同的操作技术参数,以供工人操作时遵照执行。每次成桩试验的桩数均应大于5根,施工温度大于5℃,通过试桩,得出满足设计要求的各种技术参数如下:

  2.3.1钻进速度V<1.4m/min

  2.3.2平均提升速度,喷浆时Vp<1.4m/min,复搅时Vp<1.0m/min

  2.3.3搅拌速度R=43~46转/min

  2.3.4喷浆时泵的泵送能力为30~50L/min

  试桩检验可采取7d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。

  2.4工艺流程及要求

  深搅桩施工具有一定的操作顺序和要求,施工时不可随意更改。具体如下:

  2.4.1钻机就位整平,调整立轴垂直度,垂直度偏差≤1%,桩位偏差≤10cm。

  2.4.2预搅下沉:启动搅拌机,待搅拌钻头转速正常后,以小于1.4m/min的速度,沿导向架边旋转切土边下沉至桩尖设计标高。同时按确定的水灰比制备水泥浆并充分搅拌,以保证水泥浆不离析。

  2.4.3喷浆搅拌:当钻头下沉至设计标高后,将钻头以小于1.4m/min匀速提升,同时喷浆,把水泥浆与土体充分拌和直至桩顶标高。但在离顶部1m处宜慢速提升,以确保桩头均匀密实。

  2.4.4复搅下钻:以小于1.4m/min的匀速复搅下沉至设计底标高,同时利用浆量监测仪提示,对浆量不足之处,补浆到位。

  2.4.5复搅上升:以小于1.0m/min的匀速复搅上升至桩顶。

  2.4.6关闭搅拌机,检查原始记录,并移至下一桩位。

  3质量控制

  3.1水泥深层搅拌桩影响成桩质量的主要参数如下:桩长、灌入水泥总浆量、段浆量、水泥浆密度及复搅记录。

  3.2施工中注意事项

  3.2.1将场地平整至深搅桩施工高程,须清除一切障碍物。场地低洼处回填素土(不能回填杂土),压实度应不小于85%。

  3.2.2施工中应采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前应按规定的程序对水泥质量进行检验。

  .2.3.3施工中应根据成桩试验确定的技术参数进行施工,提升前要有等待送浆到达桩底时间,防止出现提升却未喷浆的情况,具体时间随机械类型与输浆管长度而定。

  3.2.4深搅桩原则上应穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层,并深入硬土层50cm,当工作电流明显增大可判断进入相对硬层。当地质发生变化时,桩长应作相应调整,但须经有关部门审批认可。

  3.2.5在成桩过程中,如发生意外事故(如机械故障、断电等)而影响成桩质量时,应在12小时内采取补喷措施,补喷重叠长度不得小于1米,否则应采取补桩措施,并填在施工记录中备查。

  3.2.6对输浆管要经常检查,以免泄漏或堵塞,长度也不宜过长。对使用的钻头也应作定期检查,其直径需满足(-1,+3)cm要求。

  3.2.7深搅桩桩位的施工顺序应执行先外围后内部并顺序推进的原则。

  3.2.8深搅桩施工完毕后需养生28天,待达到设计强度后再进行路基和结构物施工。

  4质量检测

  4.1检测方法

  深搅桩完成后,应对其进行检测,以判定工程质量的优劣,共有五种检测手段,分别为:

  4.1.1浅部开挖桩头:在停灰面50cm宜达到实体,目测搅拌均匀性,量测成桩直径、桩间距。

  4.1.2轻便触探N10:在成桩7天内采用轻便触探仪检查桩的质量。

  4.1.3钻探取芯:在成桩28天后进行,以检查桩长及水泥用量。

  4.1.4无侧限抗压强度试验:在成桩28天后,在桩体上部(桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m处)截取三段桩体进行试验。

  4.1.5静载试验:可检测单桩或复合地基承载力,从而掌握软基处理效果。

  4.2实测项目

  表一水泥深层搅拌桩质量实测项目

  5结语

  本工程水泥深层搅拌桩软土地基路段经过施工单位精心施工,监理单位严格监理,自2007年10月份通车以来,软土地基路段未产生纵、横向裂缝,路桥连接处也未有跳车现象的发生,水泥深层搅拌桩对软基加固处理达到了设计的预期效果,有效地减少了路基沉降。

 

  参考文献:

  1、 刘松玉公路地基处理南京东南大学出版社

  2、 河海大学等主编交通土建软土地基工程手册北京人民交通出版社

  3、 张诚厚,袁文明,戴济群高速公路软基处理北京中国建筑工业出版社

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