深层水泥搅拌桩在公路软土地基处理中的应用
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市政道路软土地基施工中水泥搅拌桩运用发布时间:2023-01-13T02:48:15.543Z 来源:《工程建设标准化》2022年8月第16期作者:李明睿、杜潇[导读] 水泥搅拌桩是软土地基加固中的常见方法,以水泥、石灰等为原材料,按特定的比例掺入后,做充分的搅拌,与现场的软土均匀混合,在此期间发生物理化学反应,联合构成完整的、稳定的地基,有利于道路建设工作的高效开展。
李明睿、杜潇中国建筑第八工程局有限公司东北分公司摘要:水泥搅拌桩是软土地基加固中的常见方法,以水泥、石灰等为原材料,按特定的比例掺入后,做充分的搅拌,与现场的软土均匀混合,在此期间发生物理化学反应,联合构成完整的、稳定的地基,有利于道路建设工作的高效开展。
水泥搅拌桩技术的适用范围广,渗透系数较小。
施工现场的软土在水泥、石灰等固化剂的作用下得到加强,稳定性大幅提升。
加固期间的扰动作用较小,周边土体不存在异常状况。
施工无明显环境污染问题,振动、噪声得到有效控制。
相比地下连续墙等常规方法,效率高且成本低。
关键词:市政道路;软土地基;水泥搅拌桩;应用1 水泥搅拌桩施工技术1.1 施工准备1)用推土机或其他的机械设备整平现场,清理残留在施工现场的杂物。
2)恢复线路中线桩,根据设计要求准确测放桩位,并有序将水准点布置到位,设桩位标识。
3)在现场设置临时排水设施,减小水对施工的干扰。
4)配套搅拌机、压浆机等相关机械设备,检验其运行性能,确保无误。
5)开挖集浆坑,向其中放置1.5 m3的集浆桶。
6)准备适量质量达标的材料,例如水泥、外加剂,配套电子自动计量装置,用于控制材料的用量。
1.2 钻机就位借助钻机塔身的垂直标杆,详细检查塔身导杆,根据实测结果安排校正,直至钻杆垂直对准桩位中心为止,必须确保垂直度偏差≤1%。
根据标高控制要求,在桩旁的机架侧面刷涂红油漆,形成水平标高标志,以便有效控制钻孔深度;在钻杆上绑扎深度标志,随着钻进量的增加,待该标志与水平标志齐平时,则表明已经钻进到位。
论水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用摘要:近年来随着国家经济快速增长,国家投入交通行业越来越大,正在建设或即将建设的高速公路以及地方公路逐年增多,在公路建设过程中,沿线不可避免地出现软土地基,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问题,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,由此造成的经济损失是巨大的,为解决这一问题,在工程实施中应该因地制宜,寻求简便易行的方法,既能保证工程质量,又能加快工程施工进度,本文根据工程实际,论述水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用。
关键词:水泥搅拌桩软基处理应用1.软土地基的工程特性软基形成原因不尽相同,但基本上都具有相同的工程特性,主要表现在以下方面:1.1土层深度在0.5~30m不等,沿海地区埋置较浅,内陆地区埋置较深。
1.2天然含水量高,含水量在34%~72%之间,孔隙比大,孔隙比在1.0~1.9之间;饱和度一般大于95%,液限一般为35%~60%,塑性指数为13~20,天然密度为15~19kg/m3。
1.3透水性差,大部分软土的渗透系数为10-8~10-7cm/s。
1.4压缩性高,压缩系数为0.005~0.02,属于高压缩性土。
1.5抗剪强度低,其快剪粘聚力在10kPa左右,快剪内摩擦角在0°~5°之间。
1.6流变性显著,其长期抗剪强度只有一般抗剪强度的0.4~0.8倍。
1.7具有触变形,一旦受到扰动,土体的强度明显下降,甚至成流动状态。
1.8软粘土主要由粘土粒和粉粒组成,常含有有机质。
2.公路工程中常用的软基处理方法2.1置换填土法,挖除泥炭、软土,使路堤填筑于基底或尽量置换渗水性填料,适用于泥沼及软土厚度小于2m时。
2.2抛石挤淤法,在路基中线向两侧抛投一定数量的片石,将淤泥挤出路基范围,以提高路基强度。
一般采用不易风化,尺寸小于0.3m的大石块。
主要用于厚度小于3m表层无硬壳、呈流动状态淤泥,排水困难、石块易于取得条件下可用。
水泥搅拌桩施工在高速公路软土地基处理中的应用摘要:结合工程实例,介绍水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用。
广珠西线三期工程项目, 项目地处广东省珠江三角洲平原以及低山丘陵区,沿线地势平坦开阔,海拔高度一般在1~5m。
区内河流纵横,水网交错,地下水埋至较浅,埋深在0.28~3.25m。
为保证路基工程地基处理的施工质量,在水泥搅拌桩处理的技术要求等方面采取了有效的措施。
关键词:水泥搅拌桩;软土地基处理;应用中图分类号: tu471.8 文献标识码: a 文章编号:1、工程概况:1.1工程简介国家高速公路珠江三角洲环线广东省中山市沙溪至月环段起点位于中山市沙溪镇北侧,顺接广珠西线二期工程终点,依次经过沙溪镇、大涌镇、南区、三乡镇、坦洲镇,于中山市坦洲镇枝浦村附近顺接西部沿海高速公路支线月环至南屏段(广珠西线四期)起点,路线全长37.696478km。
本合同段为第一合同段,k59+580~k69+700,主线长10.12km。
1.2技术标准本项目采用交通部部颁现行《公路工程技术标准》(jtgb01-2003)中设计100km/h的6车道高速公路标准,路基标准宽度为33.5米,全封闭、全立交,全线采用一次设计,一次实施的方式。
1.3气候特征项目区域所在地区属亚热带湿润季风气候区,受海洋季风影响,气候温暖,雨量充沛;夏季湿热,多台风暴雨;冬季干燥,有冷空气侵袭。
多年平均降雨量1700~1800mm,雨季为4~9月,降雨量占全年雨量80%左右,相对湿度达80%。
1.4地形地貌水文项目地处广东省珠江三角洲平原以及低山丘陵区,沿线地势平坦开阔,海拔高度一般在1~5m。
区内河流纵横,水网交错,地下水埋至较浅,埋深在0.28~3.25m。
1.5岩土体工程地质特征根据钻孔揭露及现场调查结果,第四系覆盖层:主要为人工填土层(q4ml)、海陆交互相沉积层(q4mc)及陆相沉积层(q4al)。
基岩:主要为白垩系砂岩、泥质粉砂岩(k)。
水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用【摘要】主要阐述了水泥搅拌桩在软基加固中的应用,施工控制及其质量问题分析。
【关键词】软土;水泥搅拌桩;桩体强度1 软土的危害软土在我国沿海平原、河口三角洲等地广泛分布。
软土对道路、桥梁等建筑物影响极大,如果施工时处理不当,会造成路基下沉、路面下沉和开裂、桥台下沉移位等质量事故,严重时导致桥梁和建筑物由于沉降产生拉裂,甚至倒塌。
2 软土地基的处理对于软土地基的加固处理,最简单直接的方法是换填,将柔软的土层全部置换成有足够承载力的土,以达到地基承载力的要求。
但该方法主要适用于1~2米深的软基处理。
目前应用于软土地区的地基加固技术,大多数属于复合地基类。
如水泥搅拌桩、碎石桩、石灰桩、砂桩、粉煤灰水泥碎石桩等,都是以桩的形式对软土地基进行补强、使补强桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。
3 水泥搅拌桩的应用在诸多复合地基中,水泥搅拌桩复合地基是最具代表性,也是应用最广泛的软土地基加固法。
水泥搅拌桩是通过特制的搅拌机械,在土层内就将软土与水泥进行强制搅拌,使水泥与土体发生物理化学反应,形成具有一定整体性和一定强度的水泥加固体,该加固体与天然地基组成复合地基,以提高其地基承载力,减少沉降。
水泥搅拌桩的适用性:3.1 水泥搅拌桩适宜于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120kpa的粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。
3.2 水泥搅拌桩的加固深度取决于机械的钻架高度、电机功率等技术参数,一般最大处理深度为20米。
3.3 水泥搅拌桩由于施工时无振动、无噪声、无泥浆废水污染、无土体隆起或侧移、无土方外运,对环境要求较高的城区施工更加适合。
4 水泥搅拌桩的施工4.1 施工机具:主机为深层搅拌机,有双搅拌轴中心管输浆方式和单搅拌轴叶片喷浆方式两种;配套机械主要有灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵及控制柜,为了保证水泥用量符合设计要求,须在搅拌机上安装自动计量装置,满足机械设计喷入量的各种技术参数。
水泥搅拌桩在软土地基中的应用水泥搅拌桩是一种重要的地基处理技术,特别是在软土地基中的应用。
本文将介绍水泥搅拌桩的原理、优缺点以及在软土地基中的应用和效果,并探讨该技术的适用范围和注意事项。
一、原理及优缺点水泥搅拌桩是利用钻机将水泥和土体搅拌均匀形成桩体,通过水泥的凝结反应加固现场土体,从而提高地基承载力和抗沉降能力。
其优点如下:1.施工简便快速:水泥搅拌桩的施工无需运输和储存大量物料,现场直接搅拌成型,一次施工便可完成。
2.经济高效:水泥搅拌桩在软土地基中应用可以取代传统桩基础,既能提高承载力,又能降低工程成本。
3.适用范围广:水泥搅拌桩虽然以应用于软土地基为主,但也可适用于具有一定颗粒级配的坚硬黏性土或砂土地基,且水泥搅拌桩可以制作成各种形状。
4.环保安全:水泥搅拌桩施工无需挖土,不产生废土,施工过程对周边环境和市政设施影响小,无噪音、污染和安全隐患。
水泥搅拌桩的缺点是不适用于较大的深度,而且需要充分控制搅拌桩的直径和长度,以确保效果和安全,否则将会导致桩体不均匀、裂缝等问题。
二、在软土地基中的应用和效果软土地基是常见的工程难点,由于其内部孔隙率较高,土体结构松弛,承载力、稳定性和耐久性都比较差。
而水泥搅拌桩具有一定的抗压、抗剪和抗拉能力,可以克服软土地基的缺点,是一种非常有效的地基处理技术。
水泥搅拌桩在软土地基中应用具有以下优点:1.提高地基承载力:水泥搅拌桩施工后桩体横向均匀分布在土体内部,并填充并致密了孔隙,增加了土体的摩擦散聚力和抗剪强度,提高了地基承载力。
2.控制地基沉降:水泥搅拌桩施工后成型的桩体将土体连成一体,形成了基础板层,避免了不均匀沉降,保证了基础的稳定。
3.提高地基抗震性:水泥搅拌桩的桩体是一种较为坚固的加筋土体,可以增加地基的抗震性,降低工程风险。
4.延长使用寿命:水泥搅拌桩可以弥补软土地基的缺陷,提高地基的耐久性和使用寿命。
三、适用范围和注意事项水泥搅拌桩的适用范围主要是软土地基,适用于土层深度较浅的建筑项目,如房屋、道路等。
水泥搅拌桩在软土地基中的应用摘要:该文利用几部分对水泥搅拌桩在软土地基中的应用,进行了阐述。
第一部分:对软土地基处理工作进行了简单介绍;第二部分:对其实际应用过程,进行了详细的讲解;第三部分:讲述了水泥搅拌桩在软土地基运用中,可能出现的质量问题以及原因分析;第四部分:运用简练的语言,对全文进行了总结以及评述。
希望相关的工作人员以及研究学者,通过对本文的阅读,对其工作提供一定的帮助。
关键词:软土地基水泥搅拌桩复合地基中图分类号:tu471.8 文献标识码:a 文章编号:1674-098x (2013)04(b)-0122-011 对软土地基处理工作的具体介绍以及分析对软土地基进行相应的加固处理工作,较为简便的方式是换填方法。
这种处理方法顾名思义就是将土层进行置换,具体来说就是将比较软的土层,换成能够有较强承载能力的土。
这样做的主要目的,就是能够满足地基承载能力的需要。
然而,这种加固处理的方式其适用条件,有着一定程度的限制。
一般情况下,在1~2m深的软基处理工作中,才能够运用。
与此同时,现在运用在软土地区的地基加固技术,大部分情况下都是复合地基的类型。
2 水泥搅拌桩在软土地基处理中的实际应用2.1 水泥搅拌桩在软土地基处理应用中,需要注意的相关事项相关的工作人员在进行实际工作过程中,依照相关的实行准则以及细则,应该注意一些施工事项。
其中,在施工控制工作进行中,需要在一定程度上保障全桩的水泥运用数量。
与此同时,也应该保证持续喷浆工作的进行,以及喷浆长度的保持等等。
2.2 水泥搅拌桩在实际运用中,保证其水泥质量达到合格标准水泥搅拌桩在软土地基处理的应用过程中,其原材料所发挥的作用是非常重要的。
所以,在实际施工过程中,需要保障其施工原材料的质量合格。
比如:购入水泥之后,水泥在进场之后需要进行试验。
只有在试验通过之后,水泥才能够在实际工作中进行运用。
与此同时,还需要注意一些细节问题。
例如:在水泥运用之前,需要事先将水泥里面的结块,筛选出去。
深层搅拌桩施工技术在公路路基中的应用一、深层搅拌桩技术应用简述深层搅拌法是用于加固软土地基的一种方法。
它主要是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌桩机,在地基深处的土层中就地将软土和水泥浆液强制搅拌,由此所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体,从而提高地基强度和增大变形模量。
这种软基处理方法速度快、效果好、造价低,近几年在公路、铁路、土建及电厂等大面积软地基处理施工中应用很广泛。
深层搅拌法不仅适用于软土地基加固,而且也适用于地下室基坑的挡土止水帷幕;这种施工方法于1993年至今,在道路、地下室基坑挡土止水帷幕、基坑重力式挡土墙、软土地区厂房基础等项目中成功地应用,并取得了较好的经济效益。
深层搅拌桩施工具有无噪声、无振动、无污染、工效高、成本低等优点。
二、深层搅拌桩的原理与基本性能水泥加固土的原理是通过水泥水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生离子交换、团粒化作用、炭酸化反应以及硬凝反应等一系列物理一化学作用,形成具有一定强度和水稳定性的水泥加固土。
水泥加固土的强度取决于被加固土的性质(含水量、有机质及烧失量等)和加固所使用的水泥品种、标号、掺入量以及外加剂等。
加固土的抗压强度随着水泥掺人量的增大而增大,工程常用的水泥掺人比为12%~17%,其强度标准值宜取试块90天龄期的无侧限抗压强度,一般可达500-3000Kpa。
三、工程概况中山古神公路工程项目01标采用城市一级公路标准,计算行车速度主线80km/h,匝道40 km/h;路基宽度主线32m,匝道9 m。
本标段软基处理段主要采用深层搅拌桩,其中深层搅拌桩路段共约7000m,软基处理是本项目的施工难点和重点。
四、施工准备4.1 深层搅拌桩施工场地应事先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍(包括火块石、树根和生活垃圾等)。
场地低洼时应回填粘土,不得回填杂土。
4.2 测量定位,对测定的桩位要做标志,加强保护,并在施工中随时检查,编制好桩位图。
【文章编号】:1672-4011(2008)04-0117-03深层水泥搅拌桩在高速公路软土路基处理中的应用林勋祝,杨培弘(湖南省第六工程公司) 【摘 要】:本文结合潭邵高速公路19标段软基加固处理的工程实例,详细阐述了深层水泥搅拌桩加固软基的施工技术参数、施工工艺、施工质量控制及检测方法,实践表明:水泥搅拌桩加固路基具有技术可靠、施工快速、成本低、可操作性强等诸多优点,可为今后的类似软基处理工程设计施工提供参考。
【关键词】:软土路基;深层水泥搅拌桩;加固处理 【中图分类号】:U41611 【文献标识码】:B1 前言湖南潭邵高速公路19标段长为1516k m,路宽26m, 2001年正式开始路基施工,标段沿线为典型的丘陵地区,软土广泛分布,且层厚、埋深不一,物理力学性质差异大。
据统计该标段需加固处理的软土路基617万m2;占总路基的915%,天然路基承载能力小,允许承载力为80kPa~120kPa,且下部存在下伏淤泥软卧层,地下水位高,土体变形模量大,不能满足工程要求。
为此,寻求一种可靠、快速、经济的路基加固方法是确保该工程成功的关键。
2 路基的工程水文地质条件211 工程地质条件根据工程勘察报告:路基地层自上而下依次为:(1)低液限粘土:灰黄色,厚度小于1m~115m,呈硬塑状,为硬壳层且有湿陷性,地下水位埋深多小于211m,容许承载力[□]=80kPa~120kPa,极限摩阻力T0 =30kPa。
(2)灰黑色淤泥:流塑一般厚度4m~6m,含水量4916%~9211%,[□0]=60kPa,孔隙比e=01396~01688,压缩系数:0111~0119(MPa),内摩擦角4°。
(3)砂砾石:中密,含水量饱和,允许承载力280 kPa,极限摩阻力140kPa。
212 水文地质条件本段水量丰富,水位埋深110m~1010m,水质属HCO3~Ca Mg型水,对混凝土无侵蚀性,软土地基大都处于水塘或湿地,天然排水条件差。
市政道路软土地基施工中水泥搅拌桩的应用发布时间:2023-01-11T00:39:05.982Z 来源:《城镇建设》2022年第16期第8月作者:吴马花吴高焕[导读] 水泥搅拌桩是利用水泥和软土搅拌强化成具有一定强度和水稳性的搅拌柱体,在软土地基处理实践中被广泛应用,同时具有施工简易、经济成本低,成桩质量高等优点。
吴马花吴高焕浙江振鸿建设有限公司浙江温州 325024摘要:水泥搅拌桩是利用水泥和软土搅拌强化成具有一定强度和水稳性的搅拌柱体,在软土地基处理实践中被广泛应用,同时具有施工简易、经济成本低,成桩质量高等优点。
目前关于水泥搅拌桩复合地基的研究主要集中在地基综合强度指标率定、地基承载力分析、地基沉降控制效果、以及软土工程中的设计应用等方面。
我国沿海地区分布着众多的河流与湖泊,导致地下土壤中含水率较高,土在这些地下水日积月累的作用下,逐渐变成含有较多淤泥、泥炭的软土,软土由于自身高含水率、大孔隙、压缩性高、承载能力低的特性,会对城镇道路路基的稳定造成较大的影响,为使城镇道路使用寿命满足要求,需选择合适的技术对软土路基进行加固处理。
本文主要对市政道路软土地基施工中水泥搅拌桩的应用做论述,详情如下。
关键词:市政道路;软土地基;水泥搅拌桩引言深厚软土作为路基的处理技术主要有排水固结法和复合地基法。
排水固结法通过排除土体内孔隙水,增加土颗粒的接触,改善土体内部结构,事先使得软土排水固结,达到变形稳定和提高承载力的目的。
复合地基法通过土体内设置桩体,如素混凝土桩、水泥土搅拌桩等,形成桩土共同受力,达到承载力要求,同时减小荷载作用下的变形。
也有先采用排水固结法预处理,后再采用复合地基的处理方式。
水泥搅拌桩是软土地基加固中的常见方法,以水泥、石灰等为原材料,按特定的比例掺入后,做充分的搅拌,与现场的软土均匀混合,在此期间发生物理化学反应,联合构成完整的、稳定的地基,有利于道路建设工作的高效开展。
水泥搅拌桩技术的适用范围广,渗透系数较小。
水泥搅拌桩在软土地基加固中的应用禹坚强发布时间:2021-10-25T08:05:14.600Z 来源:《现代电信科技》2021年第11期作者:禹坚强[导读] 水泥搅拌桩通过采用强制机械拌和水泥与软土后形成水泥土,并在水泥与软土之间发生一系列物理和化学反应,使软土固结提高地基的承载力,减小地基变形,目前已广泛应用于软土地基处理。
(身份证号码:430104XXXX05193056)摘要:水泥搅拌桩法作为一种工艺成熟的地基处理方法,处理后的地基属于柔性桩复合地基,十分适合用于加固黏性土及粉土地基。
主要原理是在地基深处使用深层搅拌的机械将原状土和水泥等其他固化剂进行搅拌利用,软土和固化剂之间会发生一系列物理化学作用,从而形成抗压强度比天然土强度高得多的水泥加固土体,除此之外此种土体还具有一定的整体性和水稳性,使桩周围的部分土体得到改善,从而起到承担上部结构荷载的作用。
该方法具有施工效率高、质量可靠、预压时间很短或不要求预压以及施工工艺简便等优点,同时因为该方法的施工速度相对较快、抗水平挤压效果好、设备简单易操作且建设成本不大使得此方法广泛应用在高速公路建设以及民用建筑等领域。
关键词:水泥搅拌桩;软土地基加固;应用水泥搅拌桩通过采用强制机械拌和水泥与软土后形成水泥土,并在水泥与软土之间发生一系列物理和化学反应,使软土固结提高地基的承载力,减小地基变形,目前已广泛应用于软土地基处理。
然而,由于水泥搅拌桩属于隐蔽工程,其质量控制指标受人为因素影响较大,且成桩后的桩身质量检测具有一定的滞后性,若发现问题无法及时采取补救措施。
可见,水泥搅拌桩施工具有高度的隐蔽性和不可控性,如何提高施工质量管控水平一直备受关注。
1软土路基成因及特点软土指的是沉积于河水、湖滩等地的细软沙土软土,其具有湿度大、含水量高、土壤空隙大、承载力小,受外力易变形等特点。
因其渗透能力很差,固定速度较慢,会阻碍公路沉降控制工作的进行。
而路基作为整个公路工程建设当中最为基础的一部分,必须具备足够的能力承担来自路面的巨大压力。
深层水泥搅拌桩在公路软土地基处理中的应用摘要:软土地基的处理,是公路路基施工的重要环节,如施工质量不好,容易构成隐患。
因此,运用合理的处理方法和技术,严格控制才能确保工程质量。
深层水泥搅拌桩是一种应用较广泛的软土地基加固方法,该文简要分析了深层水泥搅拌桩的作用原理及存在问题,着重介绍了其施工前期的准备工作、试桩、参数设计及要求、施工工艺流程、施工控制要点、质量检验等控制环节。
并结合某高速公路工程案例,简要阐述深层水泥搅拌桩在公路软土地基处理中的实际应用案例。
关键词:水泥搅拌桩软土地基处理作用原理前期准备试桩工艺流程控制要点质量检验中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2013)03(b)-0-02软土地基,是公路工程建设中一个重要问题,它具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质,其地基承载力较低,如果不做处理,一般不能承受较大荷载[1],影响工程质量。
因此,在工程中需要对地基进行人工加固处理,改善地基的工程性质。
处理软土地基的方法多种多样,不同的地质条件适用性不同,如果处理不当,极易导致路基失稳、过量沉降、纵横向断裂等病害。
深层水泥搅拌桩技术是当前国内处理软土地基的重要方法,可以承受较大的加荷速率、抗竖向变形能力强,而且施工成本低、施工周期较短,目前在公路建设领域应用较为广泛,在实际施工过程中,提高深层水泥搅拌桩的成桩质量是一个难点和重点,这是工程实践中亟待探索的一个课题,该文就公路软基处理中深层水泥搅拌桩施工控制进行探讨,旨在提升深层水泥搅拌桩的成桩质量,提高公路软土地基处理效果。
1 深层水泥搅拌桩的作用原理及存在的局限性深层水泥搅拌桩是利用水泥、水配制成浆液等作为固化剂,用专用搅拌钻机将固化剂等喷入软土地基中,并将软土与固化剂强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法[2]。
这种搅拌桩技术可以有效提高地基的强度和承载力、平整度,但也存在一定的局限性:地面容易出现冒浆现象,这与水泥的掺入量有一定关系,搅拌后的整合不够坚固;桩身竖向分布不均匀,导致桩身强度不够;桩身强度横向分布不均匀,导致地基内形成了成块的水泥凝固体;桩间距较小,虽然会使路面更加坚固,但是桩土的协调性难以达到,同时也会增加工程的成本。
2 深层水泥搅拌桩的施工过程2.1 施工准备工作2.1.1 施工前期准备工作(1)施工前组织施工人员对工程的设计图纸和相关施工技术规定的学习和培训,以加强施工技术人员对这个工程的整体把握,并结合工程地质和水文气象条件,制定施工组织设计,为后期施工提供计划性指导,确保工程质量和进度。
(2)施工场地准备:有效落实“三通一平”,即通水、通电、通路和场地平整。
要求在水泥搅拌桩施工区内清除障碍,合理布置施工机械、水泥储料罐等,确保施工进程,提高成桩质量。
(3)施工所采用的水泥应根据地区土质及地下水质所含化学物质的腐蚀性,进行试验,确定其种类、标号和用量,并分析水泥品种与地下水和有机质的固结效果,以便为工程施工提供参考依据,建议使用国家免检产品,确保水泥质量,严禁过期、受潮、结块、变质的水泥。
(4)施工前,必须合理配置机械设备,且机械应具备良好的稳定性能,经验收合格后使用。
主要机具包括:搅拌桩机、配套水泥罐及喷浆系统、空气压缩机、流量计等。
另外应配备适用的电脑记录仪及配套打印设备,为后续施工提供数据资料,保证工程实施的科学性和规范性。
(5)水泥搅拌桩开钻之前用清水清洗整个管道并适当加压,检查管道是否有堵漏,待水排进后下钻,以免影响施工质量。
2.1.2 工艺试桩深层搅拌水泥桩有一定的适应性,为确保施工的科学性和加固地基的有效性,施工以前应通过试桩确定其适应性即是否符合采用深层搅拌桩技术。
通过试桩,确定满足设计量的各种设计参数:(1)满足设计喷入量的各种参数如:钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量、两次喷浆量的分配。
(2)确定搅拌桩的均匀性,验证预定的工艺流程。
(3)掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施。
(4)确定最佳喷浆量和浆液水灰比,提高成桩质量和坚实度。
(5)根据单桩承载力试验确定适用于本工程的施工掺入比,校核复合地基承载力[3]。
2.1.3 参数设计及要求(1)水泥掺入量:水泥掺入量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%~12%外,其余宜为12%~20%,水泥浆水灰比可选用0.45~0.55,水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
(2)桩径及桩长:竖向承载搅拌桩的长度应综合考虑上部结构对承载力和变形的要求等因素,最好能穿透软弱土层到承载力相对较高的土层。
为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩,其桩长应超过危险滑弧以下2 m,水泥搅拌桩直径不应小于500 mm,加固深度不宜大于20 m。
(3)加固范围:水泥搅拌桩的布桩范围可以限制在基础平面内,桩数不宜少于3根,柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。
(4)褥垫层:复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层,厚度保证在200~300 mm,选用中砂、粗砂、级配砂石等材料,最大粒径不宜大于20 mm。
(5)承载力:竖向承载水泥土搅拌桩在复合地基的承载力特征值可以通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验测定。
单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定,应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于或等于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。
2.2 施工工艺流程制浆打桩可遵循以下流程: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—至工作基准面以下0.3 m—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。
2.3 施工控制要点(1)施工中如果下沉速度太慢,可以通过输浆管适当送水稀释土体,可以采用流量泵控制喷浆速度,注浆泵出口压力保证在0.4~0.6 mpa。
施工必须保证深层水泥搅拌桩垂直度,垂直偏差应小于1%,桩身偏差不得大于50 mm,成桩直径和桩身不得小于设计值。
如果达不到设计要求,必须进行复喷。
(2)搅拌提升速度和喷浆量必须严格按照试桩确定的参数执行,为提高施工质量和速度,减少原材料浪费,施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间,保持喷浆的连续性,严禁中断,如果因停电或机械故障等因素导致喷浆中断,应及时记录中断时间和深度,12 h内及时补浆复搅,补喷重叠段应大于100 cm,时间超过12 h应采取补桩措施。
施工过程中如果出现喷浆量不足的情况,必须进行整桩复喷复搅,复喷浆量不小于设计值。
水泥浆在储料缺罐中搅拌12 h 以上应降低其使用标号,确定补救方案。
(3)水泥搅拌桩施工应全面综合考虑工程所在地区的地质状况和设计要求,选择采用二喷四搅或二喷六搅工艺。
为避免喷浆堵漏,第一次下钻时可带浆下钻,喷浆量小于总量的一半,避免带水下钻。
第一次钻进和提升时一律采用低档操控,复搅时可适当提高档位。
每根桩的成桩时间应根据当地的地质条件、桩身的长度及搅拌次数,以试桩成功的平均时间为标准,施工时喷浆压力不小于0.4 mpa[4]。
(4)水泥浆应注意均匀搅拌、加筛过滤,现制现用,搅拌配合比:水灰比0.45~0.55,水泥掺入量12%/m,每米掺灰量46~75 kg,高效减水剂为石膏,掺量为0.5%。
停放时间不得超过两个小时。
重点加强对水泥用量的控制,水泥浆拌制的罐数、压浆过程是否存在断浆现象、喷浆搅拌时间、复搅次数及深度。
每台机械配备的电脑记录仪应及时监控施工流程,同时配备水泥浆比重测试仪,以便随时检查水泥浆水灰比及用量是否符合设计要求。
(5)为保证水泥质量搅拌桩桩端、桩顶及桩身的质量。
第一次提钻喷浆时,桩底必须进入持力层0.5 m,然后在桩底部停留30 s,进行磨桩端,余浆在上提的过程中全部喷入桩体,且应在桩顶部位进行磨桩顶30 s左右为宜。
2.4 质量检验成桩3天可采用轻便动力触探(n10)检验搅拌均匀性。
成桩7天后,采用浅层开挖桩头目测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量,质量标准为: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。
并检测成桩直径,开挖深度为停浆面以下1.5 m处。
水泥搅拌桩成桩28 d后,钻芯取样做无侧限抗压强度试验,每根桩取三处,即距桩顶及桩底1.0 m,桩中间,每处取2个试件。
成桩28 d后,抽检单桩或复合地基承载力[5]。
水泥搅拌桩施工允许误差参照jtgf10-2006《公路工程施工技术规范》质量标准见表1。
3 工程案例分析3.1 工程概况某高速公路全长1600 m,其中某一地段为典型软弱地基地段,全长119 m。
经地质勘探,该段内为低液限黏土。
黄褐色,湿~饱和,稍密~中密,软塑~流塑状,间夹低液限粉土,土质松弱。
经实验室测定,天然含水量为21.7%,液限:35.3%,塑限:18.2%,塑性指数:17.1,天然密度:1.80 g/cm3。
3.2 地基处理方案的优化选择施工前,确定了三种方案:深层水泥搅拌桩、袋装砂井或塑料排水板软基处理、土工布或土工格栅软基处理。
第一种方案适用于强度低、压缩性和排水性能差的软土,尤其是20 m深度范围内无理想持力层的软土地基。
第二种方案适用于软土厚度大、路基稳定、填土高的软土地基。
第三种方案适用于沉降量不大的路基。
通过对本工程的环境条件、地质水文条件、施工可行性和技术经济指标的综合分析,选择第一种方案加固处理该段软土地基,该方法能使桩、土体形成复合地基,大大降低了桩间土的应力,提高地基的强度和承载力。
处理路基平均宽度为46 m,处理深度为7 m,桩径50 cm,桩距120~180 cm渐变。
3.3 施工技术要求根据《公路软土地基路堤口设计与施工技术规范》,水泥搅拌桩在施工前先进行一段试验段,检验其效果,再根据成桩试验确定技术参数进行施工:28 d无侧限抗压强度不低于1.5 mpa,90 d单桩极限承载力不小于150 kn,单位复合地基承载力不小于150 kpa。
设计要求进入持力层1 m,水泥掺入比大于12%,每米水泥用量50 kg。
具体的施工工艺流程为:首先进行施工准备,包括机械设备、原材料准备、组织劳动力、现场准备、桩位放样;施工采用“二喷三搅”工艺,原地面平整后,清除障碍,低洼场地回填黏土;钻机移位到制定桩位,保持钻机架垂直,支垫稳固;启动搅拌机,使搅拌机沿着导向架旋转切土下沉,随时监控下沉速度,开钻前,用清水冲洗管道并检验管道中有无堵塞,水排尽后下钻;待搅拌机下沉到一定深度,拌制水泥浆,充分拌匀,待压浆前将其倒入集料斗内,用挤压式灰浆泵压入胶管送到深层搅拌机的钻杆内,最后射入搅拌叶的出浆口;提升喷浆搅拌,注意提升速度;搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,进行二次喷浆搅拌;重复搅拌下沉;搅拌提钻;最后向集料斗加入清水,开启灰浆泵,清洗水泥浆残留和粘附在搅拌头上的软土;最后移位,重复上述步骤,进行下一根桩的施工。