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摘要:湿喷桩是近年来进行软土地基处理的一种有效方法。现结合苏州市吴中区某标合同段施工中,采用湿喷桩加固软土地基的实际施工情况,介绍了湿喷桩加固软基的原理及其施工工艺、质量控制,并针对工程中所存在的问题提出有效方法,使其达到设计规范的要求。
关键词:软基处理 湿喷桩 施工工艺 质量控制 有效方法
0 引言
在对软土进行处理时,温愤桩比较适用,并且效果显著,软土经该方法处理后即可投入使用。湿喷桩的成桩质量在一定程度上影响着土质条件、水泥掺入量等。在施工现场,由于工程地质条件复杂、前期准备工作不足等,使得成桩质量的稳定性受到严重影响。
1 湿喷桩加固原理
通过湿喷桩对软土地基进行加固的过程中,实际上就是利用水泥对土进行加固,也就是通过机械对软土与水泥浆进行深层搅拌,进而发生物理化学反应,进一步形成相应的复合地基。
2 施工工艺
采用湿喷桩进行施工时,先对区域四面的桩进行施工,进而构建一个封闭的区域,然后从四周逐渐往中心施工,进而在一定程度上有利于确保整体的成桩质量,同时提升软基处理效果。
2.1 场地整平和施工测量放样。根据施工图设计提供的原地面整平高程,用推土机对原地面进行推平整理,并用压路机进行碾压,确保压实度不小于90%。然后根据桩位布置图对每根桩进行放样处理,同时用竹签进行标定,并且用石灰进行明示,与设计相比,其桩位布置的偏差要控制在5cm。
2.2 钻机定位:湿喷桩机移至施工段落就位,将搅拌机钻头准确落在桩位上。
2.3 预搅下钻:当搅拌机就位后,需要启动搅拌机电机,待转速正常后,切土与下沉同时进行,搅拌轴的转速、下钻的速度分别控制在 30-50 转/分钟和1.0m/min。
2.4 上提喷浆搅拌:搅拌机钻到设计深度后,启动挤压式灰浆泵,喷水泥时,需要对喷浆标高、停浆标高进行严格的控制,在喷浆过程中不得中断,进而在一定程度上确保桩体的长度,同时需要对送浆长度等因素进行综合考虑,进一步对送浆的时间进行控制。
2.5 重复搅拌下沉、喷浆:重复搅拌下沉、喷浆至孔底,复搅速度控制在0.4~0.7m/min范围内。
2.6 重复搅拌提升使水泥搅拌均匀,直至离地面0.3m,搅拌速度控制在不大于0.8m/min。
2.7 当复搅发生空洞或意外事故(如停电、浆管管堵塞等)影响桩身质量,钻具提升后应立即回填素土,在 12 小时内进行重新喷浆复搅,搭接长度不小于1.0m。
2.8 关闭搅拌机械、提杆出孔,对搅拌叶片上包裹的土块、喷浆口等进行清理,同时打印施工过程资料和成桩资料,并交旁站监理进行签认。
2.9 移机就位进行下一根桩的施工,施工程序为重复2.1~2.8作业。
3 质量控制及检验
湿喷桩施工的特点主要表现为点多、线长、面广等,进而在一定程度上增加了施工的管理难度,在这种情况下,单靠旁站人员的管理是不够的,需要进一步对湿喷桩的施工现场进行管理,巡查小组要进行24小时不间断巡查,及时处理现场出现各种问题,进而形成全方位、多层次的管理体系,对湿喷桩施工进行管理,进而确保施工质量。
3.1 材料检验。每批水泥到场前检验出厂质量保证单的规格及出厂日期,按20%比例抽样,检验其强度、安定性、化学成分及细度等指标。
3.2 施工机械的选择。湿喷桩施工设备严禁使用非定型产品或自行改装设备,设备必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表、显示管道压力的压力表、计算浆液喷入量的水泥浆量监测记录仪和水泥浆密度记录仪,且该装置应经过计量部门检验标定。钻头直径必须于施工图设计中的桩径相一致,保证成桩直径。
3.3 室内配合比试验。①湿喷桩软基处理的效果如何,很大程度上取决于合理配合比的选择。配合比设计时应以设计文件中每延米水泥用量为依据(本工程设计要求为不小于55kg/延米)。②配合比设计应适合当地工程地质条件(主要指土质条件和天然含水量)。本工程施工过程中,即根据设计文件提供的地质资料。选取典型的地段进行钻探取样。按软土天然含水量及土性不同做室内配合比试验,所确定的配合比经现场施工检验,情况良好,施工质量有保证。
3.4 现场试桩。为了更科学的指导施工,严格控制湿喷桩施工质量,确定各种操作技术参数,在正式施工前,必须根据设计要求和确定的配比进行现场试桩。
3.5 施工阶段质量控制要点
3.5.1 场地整平。进行湿喷桩施工的场地,应先整平。整平高程应符合设计要求,清除桩位处地上、地下的一切障碍物,并进行清表处理,施工场地不得有地表水,场地低洼时应先填黏土至整平高程。压实度不小于90%。
3.5.2 桩机就位。桩机必须严格按桩位平面图就位,桩位平面图应满足施工图设计文件的要求。应注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度,保证搅拌成桩的垂直度。
3.5.3 泥浆拌制。水泥浆必须按预定的配比进行拌制,配备好的浆液不得离析,保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成,水泥使用前过筛,泥浆在2h内用完。浆液储量不少于一根桩的用量,做到一桩一配浆,一桩一清池,否则不得进行下一根桩的施工。
3.5.4 浆管检查。对输浆管经常检查,每天泵送浆液前用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,管路应保持潮湿,以利于输浆,管道长度不得大于60m。现场拌制浆液,应有专人控制并记录固化剂、外掺剂用量,并记录泵送浆开始及结束时间。
3.5.5 泥浆供应。泥浆的供应必须连续,拌和必须均匀。一旦因故停浆,为防止断桩和缺浆,应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5m,待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3小时,为防止浆液硬结堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。
3.5.6 垂直度。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。施工时桩位水平偏差不应大于5cm;垂直度偏差不应大于1.0%。
3.5.7 钻机速度。预搅下钻,速度≤1.0m/min,到达硬土层后提前喷浆,间歇一定时间再提升钻具,速度≤0.8m/min,确保底部有足够的灰量;喷浆搅拌提升至离整平高程下0.3m(或规定标高)处停喷;重复搅拌提升,直至离整平高程0.3m,四搅两喷。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。
3.5.8 桩长、桩位、桩径的控制。桩长采用现场控制, 桩位的控制,技术员依据设计要求进行现场放样,桩径的控制,要求经常检查钻头,发现磨损超限时及时焊补。
4 质量检验
①水泥搅拌桩的质量控制应贯穿施工全过程。②检查水泥品种、用量、桩位等指标是否符合设计及施工工艺要求。③水泥搅拌桩桩身的施工质量检验:成桩后3d内,可用轻型动力触探检查桩身的均匀性。检验数量宜为施工总桩数的1%,且不少于2根。成桩28天后进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度,检测频率为总桩数的5‰,并不少于2根,要求28天强度R28≥1.0MPa,90天强度R90≥1.8MPa。④桩间土检验采用原位测试和室内土工试验。⑤竖向承载水泥搅拌桩复合地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。复合地基载荷试验宜在成桩28d后进行,检验数量由设计单位提出。⑥外观鉴定。桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。搅拌均匀,凝体无松散。群桩桩顶齐,间距均匀。⑦原始报表检查:施工原始报表应详尽、完善。
参考文献:
[1]龚晓南.地基处理手册(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]马诗宇.湿喷法水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用[J].交通科技,2004.
[3]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社,2004.
[4]JTJ041-2000,公路路基施工技术规范[S].
[5]JTJF80/1-2008,公路工程质量检验评定标准[S].
关键词:软基处理 湿喷桩 施工工艺 质量控制 有效方法
0 引言
在对软土进行处理时,温愤桩比较适用,并且效果显著,软土经该方法处理后即可投入使用。湿喷桩的成桩质量在一定程度上影响着土质条件、水泥掺入量等。在施工现场,由于工程地质条件复杂、前期准备工作不足等,使得成桩质量的稳定性受到严重影响。
1 湿喷桩加固原理
通过湿喷桩对软土地基进行加固的过程中,实际上就是利用水泥对土进行加固,也就是通过机械对软土与水泥浆进行深层搅拌,进而发生物理化学反应,进一步形成相应的复合地基。
2 施工工艺
采用湿喷桩进行施工时,先对区域四面的桩进行施工,进而构建一个封闭的区域,然后从四周逐渐往中心施工,进而在一定程度上有利于确保整体的成桩质量,同时提升软基处理效果。
2.1 场地整平和施工测量放样。根据施工图设计提供的原地面整平高程,用推土机对原地面进行推平整理,并用压路机进行碾压,确保压实度不小于90%。然后根据桩位布置图对每根桩进行放样处理,同时用竹签进行标定,并且用石灰进行明示,与设计相比,其桩位布置的偏差要控制在5cm。
2.2 钻机定位:湿喷桩机移至施工段落就位,将搅拌机钻头准确落在桩位上。
2.3 预搅下钻:当搅拌机就位后,需要启动搅拌机电机,待转速正常后,切土与下沉同时进行,搅拌轴的转速、下钻的速度分别控制在 30-50 转/分钟和1.0m/min。
2.4 上提喷浆搅拌:搅拌机钻到设计深度后,启动挤压式灰浆泵,喷水泥时,需要对喷浆标高、停浆标高进行严格的控制,在喷浆过程中不得中断,进而在一定程度上确保桩体的长度,同时需要对送浆长度等因素进行综合考虑,进一步对送浆的时间进行控制。
2.5 重复搅拌下沉、喷浆:重复搅拌下沉、喷浆至孔底,复搅速度控制在0.4~0.7m/min范围内。
2.6 重复搅拌提升使水泥搅拌均匀,直至离地面0.3m,搅拌速度控制在不大于0.8m/min。
2.7 当复搅发生空洞或意外事故(如停电、浆管管堵塞等)影响桩身质量,钻具提升后应立即回填素土,在 12 小时内进行重新喷浆复搅,搭接长度不小于1.0m。
2.8 关闭搅拌机械、提杆出孔,对搅拌叶片上包裹的土块、喷浆口等进行清理,同时打印施工过程资料和成桩资料,并交旁站监理进行签认。
2.9 移机就位进行下一根桩的施工,施工程序为重复2.1~2.8作业。
3 质量控制及检验
湿喷桩施工的特点主要表现为点多、线长、面广等,进而在一定程度上增加了施工的管理难度,在这种情况下,单靠旁站人员的管理是不够的,需要进一步对湿喷桩的施工现场进行管理,巡查小组要进行24小时不间断巡查,及时处理现场出现各种问题,进而形成全方位、多层次的管理体系,对湿喷桩施工进行管理,进而确保施工质量。
3.1 材料检验。每批水泥到场前检验出厂质量保证单的规格及出厂日期,按20%比例抽样,检验其强度、安定性、化学成分及细度等指标。
3.2 施工机械的选择。湿喷桩施工设备严禁使用非定型产品或自行改装设备,设备必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表、显示管道压力的压力表、计算浆液喷入量的水泥浆量监测记录仪和水泥浆密度记录仪,且该装置应经过计量部门检验标定。钻头直径必须于施工图设计中的桩径相一致,保证成桩直径。
3.3 室内配合比试验。①湿喷桩软基处理的效果如何,很大程度上取决于合理配合比的选择。配合比设计时应以设计文件中每延米水泥用量为依据(本工程设计要求为不小于55kg/延米)。②配合比设计应适合当地工程地质条件(主要指土质条件和天然含水量)。本工程施工过程中,即根据设计文件提供的地质资料。选取典型的地段进行钻探取样。按软土天然含水量及土性不同做室内配合比试验,所确定的配合比经现场施工检验,情况良好,施工质量有保证。
3.4 现场试桩。为了更科学的指导施工,严格控制湿喷桩施工质量,确定各种操作技术参数,在正式施工前,必须根据设计要求和确定的配比进行现场试桩。
3.5 施工阶段质量控制要点
3.5.1 场地整平。进行湿喷桩施工的场地,应先整平。整平高程应符合设计要求,清除桩位处地上、地下的一切障碍物,并进行清表处理,施工场地不得有地表水,场地低洼时应先填黏土至整平高程。压实度不小于90%。
3.5.2 桩机就位。桩机必须严格按桩位平面图就位,桩位平面图应满足施工图设计文件的要求。应注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度,保证搅拌成桩的垂直度。
3.5.3 泥浆拌制。水泥浆必须按预定的配比进行拌制,配备好的浆液不得离析,保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成,水泥使用前过筛,泥浆在2h内用完。浆液储量不少于一根桩的用量,做到一桩一配浆,一桩一清池,否则不得进行下一根桩的施工。
3.5.4 浆管检查。对输浆管经常检查,每天泵送浆液前用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,管路应保持潮湿,以利于输浆,管道长度不得大于60m。现场拌制浆液,应有专人控制并记录固化剂、外掺剂用量,并记录泵送浆开始及结束时间。
3.5.5 泥浆供应。泥浆的供应必须连续,拌和必须均匀。一旦因故停浆,为防止断桩和缺浆,应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5m,待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3小时,为防止浆液硬结堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。
3.5.6 垂直度。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。施工时桩位水平偏差不应大于5cm;垂直度偏差不应大于1.0%。
3.5.7 钻机速度。预搅下钻,速度≤1.0m/min,到达硬土层后提前喷浆,间歇一定时间再提升钻具,速度≤0.8m/min,确保底部有足够的灰量;喷浆搅拌提升至离整平高程下0.3m(或规定标高)处停喷;重复搅拌提升,直至离整平高程0.3m,四搅两喷。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。
3.5.8 桩长、桩位、桩径的控制。桩长采用现场控制, 桩位的控制,技术员依据设计要求进行现场放样,桩径的控制,要求经常检查钻头,发现磨损超限时及时焊补。
4 质量检验
①水泥搅拌桩的质量控制应贯穿施工全过程。②检查水泥品种、用量、桩位等指标是否符合设计及施工工艺要求。③水泥搅拌桩桩身的施工质量检验:成桩后3d内,可用轻型动力触探检查桩身的均匀性。检验数量宜为施工总桩数的1%,且不少于2根。成桩28天后进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度,检测频率为总桩数的5‰,并不少于2根,要求28天强度R28≥1.0MPa,90天强度R90≥1.8MPa。④桩间土检验采用原位测试和室内土工试验。⑤竖向承载水泥搅拌桩复合地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。复合地基载荷试验宜在成桩28d后进行,检验数量由设计单位提出。⑥外观鉴定。桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。搅拌均匀,凝体无松散。群桩桩顶齐,间距均匀。⑦原始报表检查:施工原始报表应详尽、完善。
参考文献:
[1]龚晓南.地基处理手册(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]马诗宇.湿喷法水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用[J].交通科技,2004.
[3]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社,2004.
[4]JTJ041-2000,公路路基施工技术规范[S].
[5]JTJF80/1-2008,公路工程质量检验评定标准[S].