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水泥搅拌桩(湿法)施工控制
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内容提示：结合具体工程实例,对水泥搅拌桩(湿法)在施工中的质量控制方法进行了介绍,分别阐述了施工中的注意事项、施工控制措施及质量检验方法等内容,并提出了主要安全技术措施和产品保护方法,对同类工程具有指导作用。
1 水泥搅拌桩的概念及工作原理
深层水泥搅拌桩(湿法)是利用水泥作为固化剂的主剂,通过搅拌机械将配置好的水泥浆液注入地下,就地将水泥浆液与软土强制拌和,使软土硬结强度提高,同时地基产生“挤土”效应,从而提高整个地基强度。（参考《建筑中文网》）
2 工程概况
新建迁曹铁路滦南—曹妃甸段工程LC2标段,施工范围为DK25+000~DK48+583,共计23.583km。本标段设计深层搅拌桩共计343561根,合计3624427延长米。深层搅拌桩桩径为50cm,按正三角形布置。搅拌桩桩长4m~17m不等。
该段铁路位于唐海县境内,地形平坦开阔,地势北高南低,略向渤海湾倾斜,海拔0m~9.5m。本区地表多为稻田,地下水埋深一般小于1.0m,水量丰富,地下水受海水侵入影响埋深50m~80m以上为咸水区,该区浅层地下水及地表水对混凝土有侵蚀性。
3 前期试桩结果
前期,指挥部会同建设、设计、监理在DK35+100处进行了试桩。指挥部中心试验室与外加剂厂商共同对水泥搅拌桩在施工现场实际打桩中,灰浆泵喷浆的工作性进行了试验。通过对水灰比0.35,0.38,0.41,0.44,0.47,0.50等参数的试验,只有0.47,0.50水灰比浆液满足工作性能,0.44水灰比较为勉强,0.44水灰比喷浆时间过长会给灰浆泵造成损坏或堵塞泵嘴。充分考虑设计及规范与现场实际相结合,取0.46作为本标段的施工配合比。
4 工点试桩安排
不同地段具有不同的地质条件,为了克服盲目性,确保深层水泥搅拌桩加固地基收到预期的效果,在深层搅拌桩施工前每个工点必须进行工艺试桩,通过试桩:
1)提供满足设计喷浆量的各种操作参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。2)验证搅拌均匀程度及成桩直径。3)确定该地质条件下,合理的工艺流程。4)确定进入持力层的判别方法。
每个标段的试桩不少于5根,且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验采取7d后直接开挖,或至少14d后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
5 水泥搅拌桩施工中的注意事项
1)水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。
2)施工工艺流程。桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
3)设计要求。设计桩长为平均长度(从凿除30cm桩头后算起),桩底应嵌入持力层50cm左右。判别是否进入持力层的方法可由钻机最深时的下钻速度和电流表的读数来判别,这两个参数在工艺试桩时由监理工程师确定。
4)施工控制。a.项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工,全过程监控水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均进行编号,将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处,确保人员到位,责任到人。b.水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。c.对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。d.为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求,每台机械配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪,以备监理工程师和质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。经试桩得出本工程水泥搅拌配合比:水灰比0.46、每米水泥掺量56.26kg、每米防腐外加剂掺量1.74kg。e.施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。
每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。.f施工中发现喷浆量不足,应按监理工程师要求整桩复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量。g.如遇停电、机械故障原因,喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm,超过12h应采取补桩措施。h.通过试桩发现,本标段地质情况为在地下4m~8m处为淤泥质粘土,该种土质成桩性较差,为保证此部分的成桩质量,在喷搅过程中对桩体可采取不均匀喷浆,淤泥质范围可适当加大喷浆量和增加搅拌次数。增加喷浆量、复搅范围及具体控制方法应会同现场监理工程师在现场制定。.i现场施工人员认真填写施工原始记录,记录内容按TB10203-2003铁路桥涵施工规范中附录J的内容填写。原始记录交班时必须由钻机手进行签字确认。
6 水泥搅拌桩的质量检验
6.1 检验方法
1)轻型动力触探试验:本标段水泥搅拌桩采用轻型动力触探检测,触探杆最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入必须连续进行,同时防止锤偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度,锤击速率每分钟保持15击~30击。当N10>100或贯入15cm锤击数超过50击时,即可停止试验(触探深度不大于4m)。抽检数为成桩数的1%。为确保检验数的准确率,轻型动力触探还应对桩间土进行触探,将测得的数据与桩身进行对比,当桩身击数大于原天然地基击数的一倍以上,则桩身强度已能达到设计要求。
2)水泥搅拌桩无侧限抗压强度检测:无侧限抗压试件的制作采取现场制作,试件制作所用的水泥土必须是自钻机钻头带上来的地下水泥土,试模采用标准水泥抗压试模。每根桩制作试件不少于3组(每组3块),一组同条件养护,两组送试验室标养做28d龄期的无侧限抗压强度和三个月龄期的无侧限抗压强度的试验。检查数为总数的2%。
3)复合地基承载力检测:水泥搅拌桩施工完成28d后,由监理单位见证对搅拌桩地基进行平板荷载试验。检试频率为总桩数的2‰。
6.2 外观鉴定
1)桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。2)搅拌均匀,桩体无松散。3)群桩桩顶整齐,间距均匀。4)水泥搅拌桩质量检测项目见表1。
7 主要安全技术措施
1)深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不能中断,应经常检查进水和回水温度,回水温度不应过高。2)深层搅拌机的入土切削和提升搅拌,负载荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢提升速度或补给清水,一旦发生卡钻或停钻现象,应切断电源,将搅拌机强制提起之后,才能重启动电机。3)深层搅拌机电网电压低于380V应暂停施工,以保护电机。4)灰浆泵及输浆管路。a.泵送水泥浆前管路应保持湿润,以利输浆。b.水泥浆内不得有硬结块,以免吸入泵内损坏缸体,每日完工后,需彻底清洗一次,喷浆搅拌施工过程中,如果发生故障停机超过半小时宜拆卸管路,排除灰浆,妥为清洗。c.灰浆泵应定期拆开清洗,注意保持齿轮减速器内润滑油清洁。
8 产品保护
深层搅拌桩施工完成后,不允许在其附近随意堆放重物,不允许在桩顶上面通行重车,防止桩体变形。
参考文献:
[1] 张永锋,王万里.水泥搅拌桩技术在城市道路软基处理中的应用[J].山西建筑,2009,35(8):279-280. 来源: 《建筑中文网》.
深层水泥搅拌桩(湿法)是利用水泥作为固化剂的主剂,通过搅拌机械将配置好的水泥浆液注入地下,就地将水泥浆液与软土强制拌和,使软土硬结强度提高,同时地基产生“挤土”效应,从而提高整个地基强度。（参考《建筑中文网》）
2 工程概况
新建迁曹铁路滦南—曹妃甸段工程LC2标段,施工范围为DK25+000~DK48+583,共计23.583km。本标段设计深层搅拌桩共计343561根,合计3624427延长米。深层搅拌桩桩径为50cm,按正三角形布置。搅拌桩桩长4m~17m不等。
该段铁路位于唐海县境内,地形平坦开阔,地势北高南低,略向渤海湾倾斜,海拔0m~9.5m。本区地表多为稻田,地下水埋深一般小于1.0m,水量丰富,地下水受海水侵入影响埋深50m~80m以上为咸水区,该区浅层地下水及地表水对混凝土有侵蚀性。
3 前期试桩结果
前期,指挥部会同建设、设计、监理在DK35+100处进行了试桩。指挥部中心试验室与外加剂厂商共同对水泥搅拌桩在施工现场实际打桩中,灰浆泵喷浆的工作性进行了试验。通过对水灰比0.35,0.38,0.41,0.44,0.47,0.50等参数的试验,只有0.47,0.50水灰比浆液满足工作性能,0.44水灰比较为勉强,0.44水灰比喷浆时间过长会给灰浆泵造成损坏或堵塞泵嘴。充分考虑设计及规范与现场实际相结合,取0.46作为本标段的施工配合比。
4 工点试桩安排
不同地段具有不同的地质条件,为了克服盲目性,确保深层水泥搅拌桩加固地基收到预期的效果,在深层搅拌桩施工前每个工点必须进行工艺试桩,通过试桩:
1)提供满足设计喷浆量的各种操作参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。2)验证搅拌均匀程度及成桩直径。3)确定该地质条件下,合理的工艺流程。4)确定进入持力层的判别方法。
每个标段的试桩不少于5根,且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验采取7d后直接开挖,或至少14d后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
5 水泥搅拌桩施工中的注意事项
1)水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。
2)施工工艺流程。桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
3)设计要求。设计桩长为平均长度(从凿除30cm桩头后算起),桩底应嵌入持力层50cm左右。判别是否进入持力层的方法可由钻机最深时的下钻速度和电流表的读数来判别,这两个参数在工艺试桩时由监理工程师确定。
4)施工控制。a.项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工,全过程监控水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均进行编号,将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处,确保人员到位,责任到人。b.水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。c.对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。d.为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求,每台机械配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪,以备监理工程师和质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。经试桩得出本工程水泥搅拌配合比:水灰比0.46、每米水泥掺量56.26kg、每米防腐外加剂掺量1.74kg。e.施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。
每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。.f施工中发现喷浆量不足,应按监理工程师要求整桩复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量。g.如遇停电、机械故障原因,喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm,超过12h应采取补桩措施。h.通过试桩发现,本标段地质情况为在地下4m~8m处为淤泥质粘土,该种土质成桩性较差,为保证此部分的成桩质量,在喷搅过程中对桩体可采取不均匀喷浆,淤泥质范围可适当加大喷浆量和增加搅拌次数。增加喷浆量、复搅范围及具体控制方法应会同现场监理工程师在现场制定。.i现场施工人员认真填写施工原始记录,记录内容按TB10203-2003铁路桥涵施工规范中附录J的内容填写。原始记录交班时必须由钻机手进行签字确认。
6 水泥搅拌桩的质量检验
6.1 检验方法
1)轻型动力触探试验:本标段水泥搅拌桩采用轻型动力触探检测,触探杆最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入必须连续进行,同时防止锤偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度,锤击速率每分钟保持15击~30击。当N10>100或贯入15cm锤击数超过50击时,即可停止试验(触探深度不大于4m)。抽检数为成桩数的1%。为确保检验数的准确率,轻型动力触探还应对桩间土进行触探,将测得的数据与桩身进行对比,当桩身击数大于原天然地基击数的一倍以上,则桩身强度已能达到设计要求。
2)水泥搅拌桩无侧限抗压强度检测:无侧限抗压试件的制作采取现场制作,试件制作所用的水泥土必须是自钻机钻头带上来的地下水泥土,试模采用标准水泥抗压试模。每根桩制作试件不少于3组(每组3块),一组同条件养护,两组送试验室标养做28d龄期的无侧限抗压强度和三个月龄期的无侧限抗压强度的试验。检查数为总数的2%。
3)复合地基承载力检测:水泥搅拌桩施工完成28d后,由监理单位见证对搅拌桩地基进行平板荷载试验。检试频率为总桩数的2‰。
6.2 外观鉴定
1)桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。2)搅拌均匀,桩体无松散。3)群桩桩顶整齐,间距均匀。4)水泥搅拌桩质量检测项目见表1。
7 主要安全技术措施
1)深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不能中断,应经常检查进水和回水温度,回水温度不应过高。2)深层搅拌机的入土切削和提升搅拌,负载荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢提升速度或补给清水,一旦发生卡钻或停钻现象,应切断电源,将搅拌机强制提起之后,才能重启动电机。3)深层搅拌机电网电压低于380V应暂停施工,以保护电机。4)灰浆泵及输浆管路。a.泵送水泥浆前管路应保持湿润,以利输浆。b.水泥浆内不得有硬结块,以免吸入泵内损坏缸体,每日完工后,需彻底清洗一次,喷浆搅拌施工过程中,如果发生故障停机超过半小时宜拆卸管路,排除灰浆,妥为清洗。c.灰浆泵应定期拆开清洗,注意保持齿轮减速器内润滑油清洁。
8 产品保护
深层搅拌桩施工完成后,不允许在其附近随意堆放重物,不允许在桩顶上面通行重车,防止桩体变形。
参考文献:
[1] 张永锋,王万里.水泥搅拌桩技术在城市道路软基处理中的应用[J].山西建筑,2009,35(8):279-280. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201105/14913.htm
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