摘要:深基坑支护一直是设计、施工、监理人员不断探讨的重要内容,在深基坑的支护中,深层搅拌水泥桩又常被用作止水帷幕,它是利用水泥作固化剂,通过深层搅拌机械将水泥浆在地基深部与软土强制拌和,利用固化剂和软土发生一系列物理化学反应,使其凝结成具有整体性好,水密性好和较高强度的水泥加固体,在深基坑开挖时,可防止坑壁及边坡坍塌、坑底隆起等。
关键词:深基坑、水泥土搅拌桩、施工与监控
深基坑支护一直是设计、施工、监理人员不断探讨的重要内容,在深基坑的支护中,深层搅拌水泥桩又常被用作止水帷幕,它是利用水泥作固化剂,通过深层搅拌机械将水泥浆在地基深部与软土强制拌和,利用固化剂和软土发生一系列物理化学反应,使其凝结成具有整体性好,水密性好和较高强度的水泥加固体,在深基坑开挖时,可防止坑壁及边坡坍塌、坑底隆起等。
本人有幸参加了镇江市健康广场人防工程的监理工作,下面就本工程深层搅拌水泥桩的施工监理,浅谈一下心得。
一、工程概况:
本工程地处镇江市繁华的市中心,占地面积4474m2开挖深度最深处达7米,地下水位稳定于地表下0.8～2.9m,年最高水位于地表下0.5m,年变化幅度为0.3～1.5m。根据地质条件,基坑支护的设计方案为:止水墙采用双轴双排深层搅拌水泥桩,挡土墙采用钻孔灌注桩,内层水平支撑采用钢筋混凝土梁,水泥搅拌桩的轴径为700mm,桩与桩之间纵横向搭接均为200mm,组成一道封闭的止水帷幕,由于周边高楼林立,多层、低层又夹杂其中,有一定数量的建筑物是采用的浅基础,如条形基础,且距开挖处又很近,最近处只有3.5m,因此,深搅桩施工质量的高低将直接关系到周边建筑群的安危,关系到工程能否顺利进行,作为工程监理人员控制好深搅桩的质量,包括水泥土强度、桩位及帷幕的完整性尤为重要,我们主要对以下几个方面实施了重点监控。
二、对施工前准备工作的监控
1、原材料
首先,对于所有进场使用的水泥,要求出具出厂合格证及试验报告,同时对现场水泥进行见证取样复检,合格后才允许使用,散装水泥以400吨为一个批次取样送检。其次,严把水泥计量关,对进场水泥的数量及时真实地以台账形式登记,主要登记货单编号、水泥重量、发货时间、进场时间等。然后根据规范及设计要求,结合地质勘探报告及打试桩的情况,确定水泥掺入比及每根桩的水泥用量,水灰比的大小,具体量化到制浆的罐数,每罐的水泥用量。本工程水泥掺入比为15%、桩长10m,每根桩用水泥1.95吨,制浆4罐,每罐用5小车水泥,每小车水泥重97.5kg水灰比为0.5。
2、施工机械、测量仪器
对进场机械进行了验收,要求运转正常性能良好,对易磨损部件如钢丝绳等,都作了安全检查,测量仪器都有相应的检测及校核报告,精度都符合要求。实际测量了深搅桩机钻杆的长度和钻头的直径,根据设计桩长及场地标高在机架上做好了明确的标记,如涂上红漆或系上红绸带等,钻头在施工过程中如有磨损要求及时加焊,以确保桩径达到设计要求。
3、桩的定位
根据业主提供的坐标控制点及高程控制点,复核桩的定位及桩顶标高,要求桩位偏差不大于50mm,由于是双轴双排深搅桩,成桩过程中会出现大量的涌土,即在施工桩位处土体涌出高于原地面,一般会高出1/8～1/15桩长,这为桩顶标高的控制及压顶板的施工带来了不便,因此,在深搅桩施工前要沿着桩位的走向开挖沟槽,深度根据土的密度等确定,一般可取桩长的1/10,宽度可比水泥土墙宽0.3～0.5m,本工程桩长10m,因此开挖沟槽的深约1m宽约2m,然后按设计要求及施工图用经纬仪测放水泥桩的轴线及桩的中心位置,由于桩的纵横向搭接均为200mm,因此可沿桩的中心线上每隔一定距离插入钢筋头等做桩的中心标志,本工程采用每隔5m做一标志,定位时拉线,使钻头对准中心线。
4、机架垂直度
机架垂直度是决定成桩垂直度的关键,必须严格控制,本工程垂直度偏差要求控制在0.5%桩长以内,检查时在机架上挂线锤,或以周围建筑物的某一竖直边为参考,每根桩开钻之前都进行了检查,合格后才允许开钻,在搅拌过程中也随时检查其垂直度,偏差大时要求及时调整。
5、钻头及搅拌叶的检查
对搅拌头及搅拌叶采取了经常性、制度性地检查,当发生过大磨损时,要求及时更换或修补钻头,除此之外,还随时检查注浆管是否被堵塞。
三、对深搅桩施工过程的监控
机械进场验收组装完毕后,进行了试运转,试运转时主要检查了以下几项:各电器部件是否正常工作,电流值是否在正常范围内,灰浆管路是否畅通,两个搅拌头的转动方向是否相反,监视表在开启提升搅拌机时能否正常显示。
正式开打前进行了工艺试桩,通过试桩了解了施工区域的土质状况,确定施工工艺参数,如:钻进深度、灰浆配合比、下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。
搅拌成桩可采用“一次喷浆,二次搅拌”或“二次喷浆,三次搅拌”的施工工艺,主要依据水泥掺入比及土质情况而定,一般水泥掺量较小,土质较松时用前者,反之用后者,本工程采用二次喷浆三次搅拌的施工工艺。
1、桩机就位:开行深层搅拌机到达指定桩位,对中,要求对中误差不大于20mm,垂直度偏差不超过0.5%桩长。对中时现场逐根检查,符合要求后才允许开钻。
2、预搅下沉:深层搅拌机运转正常后,现场巡检重点控制下沉速度,应控制在0.8m每分钟左右,发现有不良操作时及时现场指正。
3、制备水泥浆:深层搅拌机下沉到一定深度后开始拌制水泥浆,待压浆时倾入集料斗中,拌制时严格控制水灰比,加入的水要求用定量的容器,水泥要严格称量,在集料斗上部加细塞过滤,每次搅拌是时间不宜少于3min,浆液要不断搅拌,直到送浆前,灰浆的泵送水平距离控制在50m以内,以确保注浆压力,灰浆泵送前先用希浆液或水湿润管路,以利输浆,制备好的水泥浆不得停留时间过长,超过2小时按强度降低使用,因故停浆3小时以上,要求排净泵内全部浆液并清洗管路。
4、喷浆搅拌、提升:深层搅拌机预搅下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中,喷浆压力控制在0.4～0.6Mpa,并原地喷浆30秒后,再匀速提升,此段过程中重点监控喷浆速率与提升速度的协调性,其误差控制在0.1m/min以内,以确保水泥浆沿桩长均匀分布,搅拌提升速度控制在0.5m/min,搅拌头如被软土包裹时要求及时清除。
6、沉钻复搅:再次沉钻进行复搅,复搅下沉速度控制在0.5～0.8m/min。
7、重复喷浆搅拌、提升、并将钻头提出地面:搅拌提升速度控制在0.5～0.8m/min,其余要求与第一次提升相同,为保证桩顶强度,对桩顶1.0～1.5m范围内要求再次复搅喷浆,当成桩时,要求泵中浆液尽量排尽但略有余浆,这样既可防止断浆又可避免材料浪费。
8、移机至下一桩位。
四、对成桩记录的监控
在深搅施工中,实行了全过程旁站监理,及时真实地做好成桩记录,并随时检查施工方的记录,看其记录是否真实,不允许施工方事后补记或事前先记或不按实际情况记录等,成桩记录的主要内容有:桩号、施工日期、成桩时间段、入土深度、设计桩长、注浆压力、水泥用量、提升时间、复搅次数、注浆过程中有无断浆等。
五、施工中应注意的事项
为保证深搅桩的施工质量应注意以下几点:
1、深层搅拌水泥桩必须连续施工。
2、相邻桩施工的时间间隔一般不应超过24小时,因故停歇时间超过24小时的,应采取补桩或在其后施工的桩中增加水泥掺量(可增加20%-30%)及注浆等措施,前后排桩施工应错位成踏步式,以便发生停歇时前后施工桩体成错位搭接形式,以利于墙体稳定及止水效果。
3、施工中发生意外中断注浆或提升速度过快,应责令其立即暂停施工,重新下钻至停浆面或少浆桩段以下0.5m的位置,重新注浆提升,保证桩身完整,防止断桩。
4、应随时检查水泥用量,水泥浆拌制的罐数,压浆过程中有无断浆,搅拌提升时间及复搅次数等,对于不合格的桩,应根据位置和数量等具体情况,分别采取复打、补桩或加强邻桩等措施。
5、在施工过程中应及时见证制作试快,一般情况下,每台班应做一组试快(3块)试快尺寸为70.7mmX70.7mmX70.7mm,试快水泥土可在第二次提升后的搅拌叶边提取,并按规定的养护条件养护。
6、对已施工完毕的桩,应在3天内按2%采用轻型动力触探(N10)法来检测桩体的均匀性和强度。
六、对安全生产的监控
为保证施工顺利进行和有效的质量控制,深搅施工中除应遵守建筑工程有关的安全规定外,还应注意一些特殊的安全问题:
1、沟槽开挖深度不得大于1.5m,宽度应根据不同的机架形式限制在相应的范围内。
2、桩机行走道路路基必须坚实平整,坡度平缓并不大于5%。
3、施工前应摸清施工区内的地下障碍情况如:上下水管道、煤气管道、电缆等,并报请有关部门及业主作相应的处理。
4、桩机电缆应架空不得在地上拖拽,起绝缘电阻不得低于1MΩ。
5、桩体在靠近高压线附近施工时,必须遵守最小安全作业距离。
6、桩机为高耸结构,应按规定安装避雷装置。
结束语
总之,作为监理人员必须严格做好事前、事中、事后的质量控制:
1、施工前应检查水泥及外加剂的质量,检查桩机的工作性能、各计量设备完好程度,并严格控制桩位偏差。
2、施工中应着重检查机头提升速度、水泥用量及钻入深度和标高及桩与桩的搭接,并严格控制桩的垂直度。监理人员应做好详细的成桩记录。
3、施工结束后应及时检测桩体强度及均匀性,并应做好资料的整理归档工作。
本工程基坑开挖后,没有发生漏水、渗水现象,通过监控,发现周边建筑物的沉降、位移基本为零,上下水管道、电缆等均未发生异常变化。
关键词:深基坑、水泥土搅拌桩、施工与监控
深基坑支护一直是设计、施工、监理人员不断探讨的重要内容,在深基坑的支护中,深层搅拌水泥桩又常被用作止水帷幕,它是利用水泥作固化剂,通过深层搅拌机械将水泥浆在地基深部与软土强制拌和,利用固化剂和软土发生一系列物理化学反应,使其凝结成具有整体性好,水密性好和较高强度的水泥加固体,在深基坑开挖时,可防止坑壁及边坡坍塌、坑底隆起等。
本人有幸参加了镇江市健康广场人防工程的监理工作,下面就本工程深层搅拌水泥桩的施工监理,浅谈一下心得。
一、工程概况:
本工程地处镇江市繁华的市中心,占地面积4474m2开挖深度最深处达7米,地下水位稳定于地表下0.8～2.9m,年最高水位于地表下0.5m,年变化幅度为0.3～1.5m。根据地质条件,基坑支护的设计方案为:止水墙采用双轴双排深层搅拌水泥桩,挡土墙采用钻孔灌注桩,内层水平支撑采用钢筋混凝土梁,水泥搅拌桩的轴径为700mm,桩与桩之间纵横向搭接均为200mm,组成一道封闭的止水帷幕,由于周边高楼林立,多层、低层又夹杂其中,有一定数量的建筑物是采用的浅基础,如条形基础,且距开挖处又很近,最近处只有3.5m,因此,深搅桩施工质量的高低将直接关系到周边建筑群的安危,关系到工程能否顺利进行,作为工程监理人员控制好深搅桩的质量,包括水泥土强度、桩位及帷幕的完整性尤为重要,我们主要对以下几个方面实施了重点监控。
二、对施工前准备工作的监控
1、原材料
首先,对于所有进场使用的水泥,要求出具出厂合格证及试验报告,同时对现场水泥进行见证取样复检,合格后才允许使用,散装水泥以400吨为一个批次取样送检。其次,严把水泥计量关,对进场水泥的数量及时真实地以台账形式登记,主要登记货单编号、水泥重量、发货时间、进场时间等。然后根据规范及设计要求,结合地质勘探报告及打试桩的情况,确定水泥掺入比及每根桩的水泥用量,水灰比的大小,具体量化到制浆的罐数,每罐的水泥用量。本工程水泥掺入比为15%、桩长10m,每根桩用水泥1.95吨,制浆4罐,每罐用5小车水泥,每小车水泥重97.5kg水灰比为0.5。
2、施工机械、测量仪器
对进场机械进行了验收,要求运转正常性能良好,对易磨损部件如钢丝绳等,都作了安全检查,测量仪器都有相应的检测及校核报告,精度都符合要求。实际测量了深搅桩机钻杆的长度和钻头的直径,根据设计桩长及场地标高在机架上做好了明确的标记,如涂上红漆或系上红绸带等,钻头在施工过程中如有磨损要求及时加焊,以确保桩径达到设计要求。
3、桩的定位
根据业主提供的坐标控制点及高程控制点,复核桩的定位及桩顶标高,要求桩位偏差不大于50mm,由于是双轴双排深搅桩,成桩过程中会出现大量的涌土,即在施工桩位处土体涌出高于原地面,一般会高出1/8～1/15桩长,这为桩顶标高的控制及压顶板的施工带来了不便,因此,在深搅桩施工前要沿着桩位的走向开挖沟槽,深度根据土的密度等确定,一般可取桩长的1/10,宽度可比水泥土墙宽0.3～0.5m,本工程桩长10m,因此开挖沟槽的深约1m宽约2m,然后按设计要求及施工图用经纬仪测放水泥桩的轴线及桩的中心位置,由于桩的纵横向搭接均为200mm,因此可沿桩的中心线上每隔一定距离插入钢筋头等做桩的中心标志,本工程采用每隔5m做一标志,定位时拉线,使钻头对准中心线。
4、机架垂直度
机架垂直度是决定成桩垂直度的关键,必须严格控制,本工程垂直度偏差要求控制在0.5%桩长以内,检查时在机架上挂线锤,或以周围建筑物的某一竖直边为参考,每根桩开钻之前都进行了检查,合格后才允许开钻,在搅拌过程中也随时检查其垂直度,偏差大时要求及时调整。
5、钻头及搅拌叶的检查
对搅拌头及搅拌叶采取了经常性、制度性地检查,当发生过大磨损时,要求及时更换或修补钻头,除此之外,还随时检查注浆管是否被堵塞。
三、对深搅桩施工过程的监控
机械进场验收组装完毕后,进行了试运转,试运转时主要检查了以下几项:各电器部件是否正常工作,电流值是否在正常范围内,灰浆管路是否畅通,两个搅拌头的转动方向是否相反,监视表在开启提升搅拌机时能否正常显示。
正式开打前进行了工艺试桩,通过试桩了解了施工区域的土质状况,确定施工工艺参数,如:钻进深度、灰浆配合比、下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。
搅拌成桩可采用“一次喷浆,二次搅拌”或“二次喷浆,三次搅拌”的施工工艺,主要依据水泥掺入比及土质情况而定,一般水泥掺量较小,土质较松时用前者,反之用后者,本工程采用二次喷浆三次搅拌的施工工艺。
1、桩机就位:开行深层搅拌机到达指定桩位,对中,要求对中误差不大于20mm,垂直度偏差不超过0.5%桩长。对中时现场逐根检查,符合要求后才允许开钻。
2、预搅下沉:深层搅拌机运转正常后,现场巡检重点控制下沉速度,应控制在0.8m每分钟左右,发现有不良操作时及时现场指正。
3、制备水泥浆:深层搅拌机下沉到一定深度后开始拌制水泥浆,待压浆时倾入集料斗中,拌制时严格控制水灰比,加入的水要求用定量的容器,水泥要严格称量,在集料斗上部加细塞过滤,每次搅拌是时间不宜少于3min,浆液要不断搅拌,直到送浆前,灰浆的泵送水平距离控制在50m以内,以确保注浆压力,灰浆泵送前先用希浆液或水湿润管路,以利输浆,制备好的水泥浆不得停留时间过长,超过2小时按强度降低使用,因故停浆3小时以上,要求排净泵内全部浆液并清洗管路。
4、喷浆搅拌、提升:深层搅拌机预搅下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中,喷浆压力控制在0.4～0.6Mpa,并原地喷浆30秒后,再匀速提升,此段过程中重点监控喷浆速率与提升速度的协调性,其误差控制在0.1m/min以内,以确保水泥浆沿桩长均匀分布,搅拌提升速度控制在0.5m/min,搅拌头如被软土包裹时要求及时清除。
6、沉钻复搅:再次沉钻进行复搅,复搅下沉速度控制在0.5～0.8m/min。
7、重复喷浆搅拌、提升、并将钻头提出地面:搅拌提升速度控制在0.5～0.8m/min,其余要求与第一次提升相同,为保证桩顶强度,对桩顶1.0～1.5m范围内要求再次复搅喷浆,当成桩时,要求泵中浆液尽量排尽但略有余浆,这样既可防止断浆又可避免材料浪费。
8、移机至下一桩位。
四、对成桩记录的监控
在深搅施工中,实行了全过程旁站监理,及时真实地做好成桩记录,并随时检查施工方的记录,看其记录是否真实,不允许施工方事后补记或事前先记或不按实际情况记录等,成桩记录的主要内容有:桩号、施工日期、成桩时间段、入土深度、设计桩长、注浆压力、水泥用量、提升时间、复搅次数、注浆过程中有无断浆等。
五、施工中应注意的事项
为保证深搅桩的施工质量应注意以下几点:
1、深层搅拌水泥桩必须连续施工。
2、相邻桩施工的时间间隔一般不应超过24小时,因故停歇时间超过24小时的,应采取补桩或在其后施工的桩中增加水泥掺量(可增加20%-30%)及注浆等措施,前后排桩施工应错位成踏步式,以便发生停歇时前后施工桩体成错位搭接形式,以利于墙体稳定及止水效果。
3、施工中发生意外中断注浆或提升速度过快,应责令其立即暂停施工,重新下钻至停浆面或少浆桩段以下0.5m的位置,重新注浆提升,保证桩身完整,防止断桩。
4、应随时检查水泥用量,水泥浆拌制的罐数,压浆过程中有无断浆,搅拌提升时间及复搅次数等,对于不合格的桩,应根据位置和数量等具体情况,分别采取复打、补桩或加强邻桩等措施。
5、在施工过程中应及时见证制作试快,一般情况下,每台班应做一组试快(3块)试快尺寸为70.7mmX70.7mmX70.7mm,试快水泥土可在第二次提升后的搅拌叶边提取,并按规定的养护条件养护。
6、对已施工完毕的桩,应在3天内按2%采用轻型动力触探(N10)法来检测桩体的均匀性和强度。
六、对安全生产的监控
为保证施工顺利进行和有效的质量控制,深搅施工中除应遵守建筑工程有关的安全规定外,还应注意一些特殊的安全问题:
1、沟槽开挖深度不得大于1.5m,宽度应根据不同的机架形式限制在相应的范围内。
2、桩机行走道路路基必须坚实平整,坡度平缓并不大于5%。
3、施工前应摸清施工区内的地下障碍情况如:上下水管道、煤气管道、电缆等,并报请有关部门及业主作相应的处理。
4、桩机电缆应架空不得在地上拖拽,起绝缘电阻不得低于1MΩ。
5、桩体在靠近高压线附近施工时,必须遵守最小安全作业距离。
6、桩机为高耸结构,应按规定安装避雷装置。
结束语
总之,作为监理人员必须严格做好事前、事中、事后的质量控制:
1、施工前应检查水泥及外加剂的质量,检查桩机的工作性能、各计量设备完好程度,并严格控制桩位偏差。
2、施工中应着重检查机头提升速度、水泥用量及钻入深度和标高及桩与桩的搭接,并严格控制桩的垂直度。监理人员应做好详细的成桩记录。
3、施工结束后应及时检测桩体强度及均匀性,并应做好资料的整理归档工作。
本工程基坑开挖后,没有发生漏水、渗水现象,通过监控,发现周边建筑物的沉降、位移基本为零,上下水管道、电缆等均未发生异常变化。