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摘要：本文介绍了水泥搅拌桩在软基处理工程中应用,分析了水泥搅拌桩的设计、施工准备工作、试桩、施工工艺并分析了施工控制要点。
关键词：软基；水泥搅拌桩；施工工艺
1 引言
水泥搅拌桩处理软基是用特制机械设备把水泥浆送入地下，通过地基土强制搅拌混合发生一系列物理、化学反应形成固态柱体,将软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度加固土桩复合地基提高地基强度,减少地基沉降,在深层软土地基加固工程中得到广泛应用。本文根据具体工程对水泥搅拌桩处理软基进行了分析与探讨。
2 水泥搅拌桩设计
2.1 水泥搅拌桩片面布置
根据施工场地及场地土层钻探分析，对水泥搅拌桩进行设计,直径采用0.5m,间距采用1.2-2m。在平面上呈六边形布置。桩身设计无侧限抗压强度大于1.2MPa。
2.2 材料设计要求
水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比控制在0.4-0.5之间。为增加水泥搅拌桩水泥浆液和易性和稳定性,提高早期强度,施工现场天然含水量较高,制备水泥浆时掺加高效减水剂和早强剂,掺量由室内配合比试验确定。通过室内配合比试验最终确定添加2%TMS早强剂。
2.3 水泥掺量
水泥搅拌桩水泥掺量由室内配合比试验确定,根据土壤天然含水量、孔隙比的不同,水泥掺入量应相应变化,根据本工程天然含水量一般在50-60%,天然孔隙比1.5-1.79,水泥剂量参考值为65(kg/m)。
3 施工现场准备工作
3.1 场地平整
清除树根、石块进行压实,处理段落四周,挖好排水沟保证雨后施工现场不积水。
3.2 放样
处理段打上起点及中桩,处理边界用灰线画出,经监理工程师认可后才能施工。只能放出局部小样段落记清桩号,四周多放出两排桩位作为下次放样依据。
3.3 施工机械准备
水泥搅拌桩施工机械,施工前经当地计量部门检验标定,钻机导向架内外两侧由上至下每隔0.5m标注一个刻度以便施工过程中随时观察水泥搅拌桩深度,钻机导向架中间挂有能检查钻机垂直度标线检查水泥搅拌桩垂直度,每台钻机必须悬挂标示标牌,标明水泥搅拌桩各项技术指标、施工配合比等,施工现场配备能测量泥浆比重比重计,专职质检人员随时检查施工过程中各项参数指标。
3.4 施工原材料准备
水泥浆液搅拌桩固化材料采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥质量满足国家标准质量产品并经监理试验室检验合格后使用。现场库存水泥必须能够满足2d施工用量。水泥库四周要挖排水沟,地坪高出原地面50cm以上,下垫油毛毡和彩条布,四周及顶部要用防雨布覆盖,做好良好防雨措施。
4 试桩
在水泥搅拌桩施工前进行试桩,根据试桩情况确定各种机械参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等在试桩过程中熟练掌握下钻和提升阻力情况。从试桩数据确定检验室内试验是否适满足施工要求,成桩28天后检测桩身无侧限抗压强度是否满足设计要求。本次试桩参数如下水灰比为0.5,水泥掺入量为40-70kg/m,水泥浆液搅拌时间4min,钻进速度0.8m/min,提升速度0.9m/min,搅拌转数r=45转/min,钻进、复搅、提升时管道压力0.2MPa,喷浆时管道压力0.4MPa。经过检测满足设计要求。
5 施工工艺
5.1主要施工顺序
清表→平整场地→放样→稳定钻机→钻进至设计桩底→喷浆同时搅拌提升钻杆→至桩顶处停止搅拌→重新喷浆搅拌至桩底→停止钻进喷浆1分钟→搅拌提升钻头至地面→打印施工数据→停止搅拌机械→移动钻机至下一桩位继续施工。
4.2三喷六搅施工工艺
喷浆下沉,开机前后台按设计要求计算出水量和灰量,配合后搅拌均匀,将浆液倒入集料斗中,开启灰浆泵,喷浆管有浆体出现时,启动搅拌机电机,放松起吊钢丝绳,使搅拌机沿导向架边喷浆边搅拌下沉,下沉速度控制在0.8m/min左右。下沉速度由电气装置电流检测表控制,在钻塔上用记号标出钻具下沉深度；搅拌提升,搅拌机下沉到设计深度后,停浆以0.9m/min左右速度搅拌提升,为保证桩头强度搅拌至地面以上50cm处；提升,为使土体和灰浆搅拌均匀,分别以为0.9m/min左右速度值重复上述过程。
三次下沉、三次提升,为使土体和灰浆更好地搅拌均匀,分别以为0.8m/min、0.9m/min速度值再一次喷浆下沉,搅拌提升至设计顶面时关闭灰浆泵,集料斗中灰浆正好排空后移动桩机进行下一根桩施工。
6 施工控制分析
根据规范及施工图要求,水泥搅拌桩施工控制时保证水泥用量、保持桩体持续喷浆及保证桩体长度、加强对桩体复搅,拌制水泥浆时要严格按照配合比拌制。水泥浆浆液,进入管道前要用筛过滤，防止结浆液块损坏搅拌机械,管路应先通水,以保持管道湿润有利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录施工开始、结束时间及记录固化剂、外掺剂用量。根据试桩确定技术参数进行施工。攪拌机提升至地面以下2m时减小转杆转速；当喷浆口即将提出地面时停止提升转机,搅拌数秒以保证桩头均匀密实。路基填筑须在水泥搅拌桩施工完养护一个月后进行,打完水泥搅拌桩后铺设土工格栅。土工格栅上铺设30cm集配碎石。
7 结论
本文通过试验确定水泥及早强剂配比,通过试桩确定了施工中各项施工参数,分析了三喷六搅施工工艺,为广大施工一线人员提供一定参考意见。
参考文献
[1]陈奎军,颜忠平,陈莉苹,水泥搅拌桩在高速公路软土地基处理中的应用[J],路基工程,2007,(5),118-120
[2]侯守江,深层水泥搅拌桩处理软土路基施工探讨[J],部探矿工程,2008,(4),186-187
[3]王震云,采用水泥搅拌桩进行软土胞工[J],工程技术,2007,(31),630-632
关键词：软基；水泥搅拌桩；施工工艺
1 引言
水泥搅拌桩处理软基是用特制机械设备把水泥浆送入地下，通过地基土强制搅拌混合发生一系列物理、化学反应形成固态柱体,将软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度加固土桩复合地基提高地基强度,减少地基沉降,在深层软土地基加固工程中得到广泛应用。本文根据具体工程对水泥搅拌桩处理软基进行了分析与探讨。
2 水泥搅拌桩设计
2.1 水泥搅拌桩片面布置
根据施工场地及场地土层钻探分析，对水泥搅拌桩进行设计,直径采用0.5m,间距采用1.2-2m。在平面上呈六边形布置。桩身设计无侧限抗压强度大于1.2MPa。
2.2 材料设计要求
水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比控制在0.4-0.5之间。为增加水泥搅拌桩水泥浆液和易性和稳定性,提高早期强度,施工现场天然含水量较高,制备水泥浆时掺加高效减水剂和早强剂,掺量由室内配合比试验确定。通过室内配合比试验最终确定添加2%TMS早强剂。
2.3 水泥掺量
水泥搅拌桩水泥掺量由室内配合比试验确定,根据土壤天然含水量、孔隙比的不同,水泥掺入量应相应变化,根据本工程天然含水量一般在50-60%,天然孔隙比1.5-1.79,水泥剂量参考值为65(kg/m)。
3 施工现场准备工作
3.1 场地平整
清除树根、石块进行压实,处理段落四周,挖好排水沟保证雨后施工现场不积水。
3.2 放样
处理段打上起点及中桩,处理边界用灰线画出,经监理工程师认可后才能施工。只能放出局部小样段落记清桩号,四周多放出两排桩位作为下次放样依据。
3.3 施工机械准备
水泥搅拌桩施工机械,施工前经当地计量部门检验标定,钻机导向架内外两侧由上至下每隔0.5m标注一个刻度以便施工过程中随时观察水泥搅拌桩深度,钻机导向架中间挂有能检查钻机垂直度标线检查水泥搅拌桩垂直度,每台钻机必须悬挂标示标牌,标明水泥搅拌桩各项技术指标、施工配合比等,施工现场配备能测量泥浆比重比重计,专职质检人员随时检查施工过程中各项参数指标。
3.4 施工原材料准备
水泥浆液搅拌桩固化材料采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥质量满足国家标准质量产品并经监理试验室检验合格后使用。现场库存水泥必须能够满足2d施工用量。水泥库四周要挖排水沟,地坪高出原地面50cm以上,下垫油毛毡和彩条布,四周及顶部要用防雨布覆盖,做好良好防雨措施。
4 试桩
在水泥搅拌桩施工前进行试桩,根据试桩情况确定各种机械参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等在试桩过程中熟练掌握下钻和提升阻力情况。从试桩数据确定检验室内试验是否适满足施工要求,成桩28天后检测桩身无侧限抗压强度是否满足设计要求。本次试桩参数如下水灰比为0.5,水泥掺入量为40-70kg/m,水泥浆液搅拌时间4min,钻进速度0.8m/min,提升速度0.9m/min,搅拌转数r=45转/min,钻进、复搅、提升时管道压力0.2MPa,喷浆时管道压力0.4MPa。经过检测满足设计要求。
5 施工工艺
5.1主要施工顺序
清表→平整场地→放样→稳定钻机→钻进至设计桩底→喷浆同时搅拌提升钻杆→至桩顶处停止搅拌→重新喷浆搅拌至桩底→停止钻进喷浆1分钟→搅拌提升钻头至地面→打印施工数据→停止搅拌机械→移动钻机至下一桩位继续施工。
4.2三喷六搅施工工艺
喷浆下沉,开机前后台按设计要求计算出水量和灰量,配合后搅拌均匀,将浆液倒入集料斗中,开启灰浆泵,喷浆管有浆体出现时,启动搅拌机电机,放松起吊钢丝绳,使搅拌机沿导向架边喷浆边搅拌下沉,下沉速度控制在0.8m/min左右。下沉速度由电气装置电流检测表控制,在钻塔上用记号标出钻具下沉深度；搅拌提升,搅拌机下沉到设计深度后,停浆以0.9m/min左右速度搅拌提升,为保证桩头强度搅拌至地面以上50cm处；提升,为使土体和灰浆搅拌均匀,分别以为0.9m/min左右速度值重复上述过程。
三次下沉、三次提升,为使土体和灰浆更好地搅拌均匀,分别以为0.8m/min、0.9m/min速度值再一次喷浆下沉,搅拌提升至设计顶面时关闭灰浆泵,集料斗中灰浆正好排空后移动桩机进行下一根桩施工。
6 施工控制分析
根据规范及施工图要求,水泥搅拌桩施工控制时保证水泥用量、保持桩体持续喷浆及保证桩体长度、加强对桩体复搅,拌制水泥浆时要严格按照配合比拌制。水泥浆浆液,进入管道前要用筛过滤，防止结浆液块损坏搅拌机械,管路应先通水,以保持管道湿润有利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录施工开始、结束时间及记录固化剂、外掺剂用量。根据试桩确定技术参数进行施工。攪拌机提升至地面以下2m时减小转杆转速；当喷浆口即将提出地面时停止提升转机,搅拌数秒以保证桩头均匀密实。路基填筑须在水泥搅拌桩施工完养护一个月后进行,打完水泥搅拌桩后铺设土工格栅。土工格栅上铺设30cm集配碎石。
7 结论
本文通过试验确定水泥及早强剂配比,通过试桩确定了施工中各项施工参数,分析了三喷六搅施工工艺,为广大施工一线人员提供一定参考意见。
参考文献
[1]陈奎军,颜忠平,陈莉苹,水泥搅拌桩在高速公路软土地基处理中的应用[J],路基工程,2007,(5),118-120
[2]侯守江,深层水泥搅拌桩处理软土路基施工探讨[J],部探矿工程,2008,(4),186-187
[3]王震云,采用水泥搅拌桩进行软土胞工[J],工程技术,2007,(31),630-632