论文部分内容阅读
【摘 要】 伴随着现代经济的发展，越来越多的建筑工程项目投入建设，在项目建设的同时，对于工程项目的设计、质量要求也愈发严格。软土地基作为施工中相对难以把握控制的重要施工节点，为建筑施工造成了相应的阻滞，因此在当前专注于对软土地及施工技术的把握，对于施工进展而言具有着现实的优化意义。本案以定性双向水泥搅拌桩技术為例，系统分析了其在珠江三角洲地区软土地基施工中的运用，并针对性提出了相应的运用方法及措施。
【关键词】 钉形双向水泥土搅拌桩、施工工艺、质量控制、软基处理效果
本项目位于江门市新会区地处珠三角冲积平原区， 属于广东轨道交通产业园南车基地配套道路，江门南站连接线工程。沿线地层覆盖主要为第四系海路交互相淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土及河流冲积相粉质粘土、粘土等组成。区域内广泛分布第四系，厚度为15.5-26.0米不等，沉积相亦由河流冲积相向滨海沉积相过度。
1、施工准备
1.1 施工前的准备工作
在钉形双向水泥土搅拌桩施工前，必须做好施工现场的开工准备工作，包括以下内容：
（1）施工场地平整，满足施工需要。按照设计图纸要求进行放样确定桩位。
（2）根据试桩结果，确定钻进及提升速度、工作压力、最佳灰浆稠度等技术参数，制定施工组织设计和质量控制措施。
1.2 工艺性试桩
为严格控制钉形水泥土双向搅拌桩的施工质量，更为科学地指导施工，在正式开工前，必须进行试桩，其目的：
（1）确定水泥浆液比重和输浆量，选择合适的输浆泵；
（2）掌握下钻和提升的难易程度，确定钻头进入土层的电流变化；
（3）检验室内试验所确定的水灰比和配合比是否符合；
（4）合理选择喷浆口的位置及大小；
（5）掌握搅拌机提升、下沉、复搅的速度，确定水泥浆到达喷浆口的时间等参数；
（6）验证成桩的均匀度及桩径大小。
2、施工工艺
根据设计图纸、技术要求及试桩结果，本项目钉形水泥土双向深层搅拌桩下部采用二搅一喷施工工艺、上部扩大头部分采用四搅三喷工艺。
参数选择设计要求水灰比0.45-0.55，我部选择水灰比0.5进行试桩，水泥掺量20%，土体天然密度1.554×10kg/m
每米双向搅拌桩土体用量为：G0=ρV=1.554×π×0.35×1000=598.05kg；
每米双向搅拌桩水泥用量为：Gg= G0×20%=598.05×20%=119.61kg；
每米双向搅拌桩水用量为：Gw= Gg×0.5=119.61×0.5=59.81kg；
2.1 工艺流程
（1）双向深层搅拌桩机就位：放线、定位，安装打桩机，并移至指定桩位对中；
（2）扩大头部位切土下沉：开启搅拌机，并使叶片伸展至上部扩大头设计直径，双向深层搅拌机沿导向架向下切土，同时启动水泥灰浆泵向软土层喷水泥浆液，搅拌设备的两组叶片同时正反向旋转，内外钻杆同时双向切割搅拌土体，直到上部扩大头设计深度（上部一搅一喷）；
（3）搅拌桩下部缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩到桩体下部设计直径，搅拌设备的两组叶片同时正反向旋转和切割搅拌土体，达到设计规定的深度，并在桩底处持续喷射浆液搅拌不少于10秒（下部一搅一喷）；
（4）双向深层搅拌桩提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌设备，使两组叶片同时双向搅拌水泥土，直至扩大头底面（下部两搅）；
（5）扩径部位提升搅拌：改变钻杆的旋转方向，使搅拌机叶片伸展至上部扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时双向旋转搅拌水泥土，直至地表面（上部两搅两喷）；
（6）上部扩大头再次下沉搅拌：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度（上部三搅三喷）；
（7）上部提升再次搅拌：关闭灰浆泵、提升搅拌机，搅拌机两组叶片同时双向旋转搅拌水泥土，直至地表面（或桩顶以上50cm），完成搅拌作业（上部四搅三喷）；
（8）桩顶处理：桩顶人工修整，完成、移机。
2.2 技术要点
（1）严格按照设计要求配制浆液，水泥浆水灰比0.45-0.6，地基含水量高者取小值。比重控制在1.73g/cm3，φ70搅拌桩水泥渗入量参考值为220kg/m，φ50搅拌桩水泥渗入量参考值为55kg/m；
（2）供浆必须连续，拌合必须均匀，一旦因故停浆、断浆或缺浆，应将搅拌机钻头回到停浆前1米处，待恢复供浆后继续施工。
（3）大直径钉形水泥土双向搅拌桩在扩大头以下1-2米范围内应降低搅拌机下沉和提升速度，增加该桩段的喷浆量和搅拌次数，保证过渡段的施工质量。
（4）桩距偏差±50mm，垂直度偏差不大于1%；
（5）全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道保持顺畅，不允许堵塞。若发现管道堵塞，应立即停泵进行处理，处理结束后立即把搅拌钻具下沉1.0m 后方能注浆，恢复正常搅拌，以防断桩。
3、质量控制及质量检验
3.1 质量控制
为了保证施工质量，必须根据工艺性试桩确定的各种技术参数，制定施工要点控制施工质量：
（1）严格控制深层双向搅拌桩的下钻深度以及喷浆高程和停浆面，确保水泥浆液喷入量和喷浆长度满足设计要求；
（2）为确保水泥土搅拌桩的垂直度，首先应控制导向架的垂直度和起吊设备的平整度；要求控制水泥土搅拌桩的垂直度偏差不大于1%，桩位偏差控制不大于5%；
（3）为保证搅拌桩的成桩质量，水泥浆必须按试验配比进行拌制，并保证其连续喷浆，浆液储存量不少于一根桩的用量；每根桩所需的浆液需一次拌制完成，并在1小时内用完；
（4）定期检查钻头，保持钻头直径误差在-1-+3之间；
（5）施工过程中应检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、水泥浆比重、搅拌机提升和下沉速度以及钻机下沉最后30s的电流和钻进速度等。
3.2 质量检验
钉形搅拌桩施工成型后，应按照龄期进行养护和现场检验：
（1）成桩质量检查
钉形搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程，施工过程中应随时检查现场施工和计量记录，对每根桩进行质量检查评定。检查的重点是：搅拌机提升和下沉速度，内外钻杆转速，停浆处理方法，桩长和单桩施工时间，以及水泥用量等；
（2）桩身质量检测
钉形搅拌桩成桩7天后采用浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并检验桩身直径，检查频率为1‰，且不少于3根；成形28天后应进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度试验，检验桩数应随机抽取总桩数的5‰，且不少于3根。
（3）承载力的检验
钉形搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载试验和单桩载荷试验。复合地基承载力试验必须在桩身强度满足荷载试验条件，并宜在搅拌桩完成28d后进行。检验数量为总桩量的1‰～2‰，且每个单项工程不少于3点。
结语
通过钉形水泥土双向搅拌桩的成桩质量检查、桩身质量检测和承载力的检验证明，与常规的水泥土搅拌桩施工相比较，钉形水泥土双向搅拌桩的完整性和连续性比常规水泥土搅拌桩好，成桩质量和软基处理效果有较大的提高和质量保证，在质量得到提高的同时，由于钉形水泥土搅拌桩的间距比常规搅拌桩大，软基处理总成本有所下降，因此在珠三角地区软土路基处理中具有推广价值。
参考文献
[1] 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002，中国建筑科学研究院
[2] 《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》，苏JG/T024-2007
【关键词】 钉形双向水泥土搅拌桩、施工工艺、质量控制、软基处理效果
本项目位于江门市新会区地处珠三角冲积平原区， 属于广东轨道交通产业园南车基地配套道路，江门南站连接线工程。沿线地层覆盖主要为第四系海路交互相淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土及河流冲积相粉质粘土、粘土等组成。区域内广泛分布第四系，厚度为15.5-26.0米不等，沉积相亦由河流冲积相向滨海沉积相过度。
1、施工准备
1.1 施工前的准备工作
在钉形双向水泥土搅拌桩施工前，必须做好施工现场的开工准备工作，包括以下内容：
（1）施工场地平整，满足施工需要。按照设计图纸要求进行放样确定桩位。
（2）根据试桩结果，确定钻进及提升速度、工作压力、最佳灰浆稠度等技术参数，制定施工组织设计和质量控制措施。
1.2 工艺性试桩
为严格控制钉形水泥土双向搅拌桩的施工质量，更为科学地指导施工，在正式开工前，必须进行试桩，其目的：
（1）确定水泥浆液比重和输浆量，选择合适的输浆泵；
（2）掌握下钻和提升的难易程度，确定钻头进入土层的电流变化；
（3）检验室内试验所确定的水灰比和配合比是否符合；
（4）合理选择喷浆口的位置及大小；
（5）掌握搅拌机提升、下沉、复搅的速度，确定水泥浆到达喷浆口的时间等参数；
（6）验证成桩的均匀度及桩径大小。
2、施工工艺
根据设计图纸、技术要求及试桩结果，本项目钉形水泥土双向深层搅拌桩下部采用二搅一喷施工工艺、上部扩大头部分采用四搅三喷工艺。
参数选择设计要求水灰比0.45-0.55，我部选择水灰比0.5进行试桩，水泥掺量20%，土体天然密度1.554×10kg/m
每米双向搅拌桩土体用量为：G0=ρV=1.554×π×0.35×1000=598.05kg；
每米双向搅拌桩水泥用量为：Gg= G0×20%=598.05×20%=119.61kg；
每米双向搅拌桩水用量为：Gw= Gg×0.5=119.61×0.5=59.81kg；
2.1 工艺流程
（1）双向深层搅拌桩机就位：放线、定位，安装打桩机，并移至指定桩位对中；
（2）扩大头部位切土下沉：开启搅拌机，并使叶片伸展至上部扩大头设计直径，双向深层搅拌机沿导向架向下切土，同时启动水泥灰浆泵向软土层喷水泥浆液，搅拌设备的两组叶片同时正反向旋转，内外钻杆同时双向切割搅拌土体，直到上部扩大头设计深度（上部一搅一喷）；
（3）搅拌桩下部缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩到桩体下部设计直径，搅拌设备的两组叶片同时正反向旋转和切割搅拌土体，达到设计规定的深度，并在桩底处持续喷射浆液搅拌不少于10秒（下部一搅一喷）；
（4）双向深层搅拌桩提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌设备，使两组叶片同时双向搅拌水泥土，直至扩大头底面（下部两搅）；
（5）扩径部位提升搅拌：改变钻杆的旋转方向，使搅拌机叶片伸展至上部扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时双向旋转搅拌水泥土，直至地表面（上部两搅两喷）；
（6）上部扩大头再次下沉搅拌：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度（上部三搅三喷）；
（7）上部提升再次搅拌：关闭灰浆泵、提升搅拌机，搅拌机两组叶片同时双向旋转搅拌水泥土，直至地表面（或桩顶以上50cm），完成搅拌作业（上部四搅三喷）；
（8）桩顶处理：桩顶人工修整，完成、移机。
2.2 技术要点
（1）严格按照设计要求配制浆液，水泥浆水灰比0.45-0.6，地基含水量高者取小值。比重控制在1.73g/cm3，φ70搅拌桩水泥渗入量参考值为220kg/m，φ50搅拌桩水泥渗入量参考值为55kg/m；
（2）供浆必须连续，拌合必须均匀，一旦因故停浆、断浆或缺浆，应将搅拌机钻头回到停浆前1米处，待恢复供浆后继续施工。
（3）大直径钉形水泥土双向搅拌桩在扩大头以下1-2米范围内应降低搅拌机下沉和提升速度，增加该桩段的喷浆量和搅拌次数，保证过渡段的施工质量。
（4）桩距偏差±50mm，垂直度偏差不大于1%；
（5）全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道保持顺畅，不允许堵塞。若发现管道堵塞，应立即停泵进行处理，处理结束后立即把搅拌钻具下沉1.0m 后方能注浆，恢复正常搅拌，以防断桩。
3、质量控制及质量检验
3.1 质量控制
为了保证施工质量，必须根据工艺性试桩确定的各种技术参数，制定施工要点控制施工质量：
（1）严格控制深层双向搅拌桩的下钻深度以及喷浆高程和停浆面，确保水泥浆液喷入量和喷浆长度满足设计要求；
（2）为确保水泥土搅拌桩的垂直度，首先应控制导向架的垂直度和起吊设备的平整度；要求控制水泥土搅拌桩的垂直度偏差不大于1%，桩位偏差控制不大于5%；
（3）为保证搅拌桩的成桩质量，水泥浆必须按试验配比进行拌制，并保证其连续喷浆，浆液储存量不少于一根桩的用量；每根桩所需的浆液需一次拌制完成，并在1小时内用完；
（4）定期检查钻头，保持钻头直径误差在-1-+3之间；
（5）施工过程中应检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、水泥浆比重、搅拌机提升和下沉速度以及钻机下沉最后30s的电流和钻进速度等。
3.2 质量检验
钉形搅拌桩施工成型后，应按照龄期进行养护和现场检验：
（1）成桩质量检查
钉形搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程，施工过程中应随时检查现场施工和计量记录，对每根桩进行质量检查评定。检查的重点是：搅拌机提升和下沉速度，内外钻杆转速，停浆处理方法，桩长和单桩施工时间，以及水泥用量等；
（2）桩身质量检测
钉形搅拌桩成桩7天后采用浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并检验桩身直径，检查频率为1‰，且不少于3根；成形28天后应进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度试验，检验桩数应随机抽取总桩数的5‰，且不少于3根。
（3）承载力的检验
钉形搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载试验和单桩载荷试验。复合地基承载力试验必须在桩身强度满足荷载试验条件，并宜在搅拌桩完成28d后进行。检验数量为总桩量的1‰～2‰，且每个单项工程不少于3点。
结语
通过钉形水泥土双向搅拌桩的成桩质量检查、桩身质量检测和承载力的检验证明，与常规的水泥土搅拌桩施工相比较，钉形水泥土双向搅拌桩的完整性和连续性比常规水泥土搅拌桩好，成桩质量和软基处理效果有较大的提高和质量保证，在质量得到提高的同时，由于钉形水泥土搅拌桩的间距比常规搅拌桩大，软基处理总成本有所下降，因此在珠三角地区软土路基处理中具有推广价值。
参考文献
[1] 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002，中国建筑科学研究院
[2] 《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》，苏JG/T024-2007