浅谈水泥搅拌桩的施工控制

浅谈水泥搅拌桩的施工控制

作者：刘明哲

来源：《科技资讯》2011年第03期

摘 要:水泥搅拌桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式。本文主要从湿法水泥搅拌桩的应用范围和现场施工控制及在施工中容易出现的问题,提出相应的控制手段及相应的对策,敬请各位专家、同行指教。

关键词:水泥搅拌桩 桩长 水灰比 水泥浆液比重 复搅 泵送 原因 处理措施 中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)01(c)-0119-01

在软土地区修建公路,高路堤存在稳定性差和过大的变形沉降,而低路堤在交通荷载作用下,常使道路沉降变形,严重影响道路的质量和使用。在如今的高等级公路建设中,软土路基处理问题已成为影响工程造价、工程建设进度和道路使用质量的突出矛盾之一。因此,控制好软土地基的施工质量是至关重要的。本文结合宁靖盐高速公路盐城北段工程实际,对水泥搅拌桩处理软土地基的施工控制做出分析。

1工程概况

宁靖盐高速公路盐城北段YC3标起讫桩号为K3+655～K12+600,本标段全线基本连续分布1～2层软土,全线水泥搅拌桩总工程量为100.6万延米,每延米水泥用量分别分为50kg/m、55kg/m、60kg/m三种形式。

2施工及现场控制 2.1 施工准备

在测量放样时需放出处理路段的中桩、边桩,用石灰撒出处理中线、闭合边线;对于小型结构物路段,在放出轴线后用现场实际情况与设计图纸核对。

每台桩机必须配备一个泥浆比重计并在现场用清水标定,同时对盛放生石膏粉的容器在现场进行标定、划线(根据2%水泥用量来定),对拌制泥浆的拌缸进行水位线标定、焊短钢筋做标记。

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根据设计桩长H、空钻长度L、钻尖长度C、原地面至机架平台的高度W来计算钻杆下钻至设计桩长时与机架平台重合时的高度F并画上标线,以便于检查桩长。

检测软基施工现场使用的水泥、生石膏粉,合格后方能使用;制作水泥浆比重的标准曲线及室内配比。 2.2 施工工艺

桩位放样→钻机定位→检验、调整钻机→钻杆下沉喷浆(L/2)钻进至设计深度→持续数秒搅拌后→上提喷浆(L/2)→提升至地面以下1m时采用慢速,提升至地面以下0.25m时停止喷浆,搅拌数秒以保证桩头均匀密实→重复搅拌下钻至设计深度→复搅提升至离地面0.25m→关闭搅拌机械,移机就位→施工下一根桩。

现场通过试桩确定在后续的规模施工中采用的水灰比、泥浆比重、机械的下钻、复搅等施工参数、喷浆搅拌的工艺流程、成桩质量、验证室内配比等。

水泥浆液应严格按预定的配比拌制,准备好的浆液不得离析,不得停滞时间过长,超过2小时的浆液应降低标号使用;浆液倒入集料时应加过滤,以免浆内结块,损坏泵体。

桩身自地面以下1/2～1/3桩长并不小于5m的范围内必须进行重复搅拌,使水泥浆液与地基土拌和均匀,加强桩体上部的成型质量。

现场水泥浆以水灰比控制为主,水泥浆液比重控制为辅,便于发现泥浆比重不足时能及时查找原因。

对水泥用量进行总量控制,每台桩机的水泥进场必须建立水泥台账,防止水泥非正常流散损失。

2.3 成桩质量检测

水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。水泥搅拌桩成桩28天后,用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。外观鉴定要求桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。群桩桩顶齐,间距均匀。

3施工中易出现的问题及解决方法

3.1 场地整平质量的好坏将对水泥搅拌桩的成桩质量有重大影响

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场地平整处理的好坏将直接影响桩机的架设,如果场地湿软甚至“弹簧”,在施工时即便在下钻前机架的垂直度符合要求,但随着钻进深度的增加,软土对钻头带来的不断增大的阻力,机架将会慢慢倾斜,最终导致桩身倾斜,在成桩的取芯过程中往往会出现非恶意的“短桩”事故发生。因此在正式开工前我们必须重视场地的整平处理。

3.2 钻头、叶片的加固、加工,机架配重的增加在一定程度上可以提高施工效率

在水泥搅拌桩的施工过程中,不可避免的会遇到穿透两层软土的长桩。由于地质情况的复杂性,当穿透第一层软土后会遇到一层硬土层,此时会出现进尺困难、电流直线上升或电流无明显增大但难以钻进的现象,遇此情况可在钻头的叶片上焊上8cm左右的垂直于叶片的两道倒刺,叶片为多层时可分层错开一定的距离焊好,同时加大动力装置及在动力箱顶部增加配重,这将有助于提高上述情况下的进尺速度,提高工作效率,减少埋钻的可能性及钻头叶片的磨损,降低损失。

3.3 水泥浆液比重的合理化控制,有助于减少施工、监理双方的矛盾

对于湿法水泥搅拌桩的质量控制中,水泥浆液比重的控制是质量控制环节中的重中之重。但在现场的规模施工中由于不同水泥或同一产地不同批号水泥本身重要组成成分矿渣和粉煤灰掺量的变化,会直接导致在水灰比相同的情况下,水泥浆液比重的不同。最直接的表现就是水泥浆液因过稠难以施工甚至导致爆管,但此时水泥浆液比重达不到试配比重。所以,对于泥浆比重的控制采用在制浆筒侧壁焊好按试桩总结出用于规模施工的水灰比的水位线,以水灰比控制为主、泥浆比重为辅的手段进行控制是比较科学、合理的。当发现泥浆比重有明显变化时,根据水位线加水,然后再添加水泥、外加剂等,检测拌制好的浆液比重,同时取样做室内曲线,根据数据来定性现场是否有减料的事实。

3.4 桩机机械配置的高压泵缺点及喷浆记录仪的位置设置对桩体的强度影响

目前在工程建设中使用的泵基本为单程泵,这种泵在工作时呈活塞运动,工作泵压基本在0.6MPa～1.0MPa。喷浆记录仪的位置一般装在桩机的机架上,当高压泵打开后,它会记录通过记录装置时的浆液流量,但此时通过的浆液流量并不能真正代表在施工过程中的实际喷浆量。因为在同样的钻进或提升速度不变的情况下,由于地质土层的变化,会使下钻或提升速度存在变化,尤其在需要穿透硬土层钻进困难时,在此时的深度范围喷浆量会很大,原本的单桩水泥浆液用量根本不能满足施工需要,再加上高压泵只要开动,便始终按照自己的频率在工作。在桩体检测的过程中,经常会出现某段的水泥用量偏低或很高,尤其对于桩体下部。因此,如果想真正反映施工情况,那就需要将这种单程泵换成连续泵并将喷浆记录仪的位置设置在喷浆口附近。 3.5 桩身自地面以下1/2～1/3桩长并不小于5m范围的施工质量控制

水泥搅拌桩桩体的上部质量由于其对复合地基的承载力及沉降的稳定性具有重要影响,所以,一般桩身自地面以下1/2～1/3桩长并不小于5m范围的桩体质量的控制就显得尤为重要。在

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施工中除正常的“两喷四搅”工艺外,可采取在上部5m范围增加一次喷浆,喷浆量按设计用量的1/3～1/2控制,同时在此范围内增加一次复搅次数,尤其对于原地面以下存在浅层软土且土质较差时,此种方法效果较好。根据实践情况来看,采用此种方案施工后,桩体上部质量基本优良。 通过上述对湿法水泥搅拌桩施工控制及施工中易出现的问题的探讨,可以看出湿法水泥搅拌桩具有在确保工程质量的前提下能够降低施工成本、缩短了基础处理施工工期的优点,但同时也是不容忽视的良心工程。