浅谈深层搅拌桩沉桩问题及处理措施
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水泥土搅拌桩施工中对沉桩问题的认识和处理摘要: 水泥粉喷桩和水泥深层搅拌桩统称为水泥土搅拌桩,是进行软土地基处理的有效方法之一。
水泥土搅拌桩体成桩质量的好坏,将直接影响着软土地基的处理效果。
因此,在施工中应及时、妥善地解决施工中常出现的一些影响成桩质量的问题,都是不可缺少的重要环节。
本文结合工程实际, 探讨了水泥土搅拌桩施工中对沉桩问题的认识和处理体会。
关键词: 水泥土搅拌桩; 问题; 处理措施Abstract: cement pile and cement deep mixing pile collectively referred to as cement-soil piles, soft ground treatment is one of the effective ways. Cement-soil pile body the quality of pile is good or bad, will directly influence the treatment effect of the soft soil foundation. Therefore, in construction, should be timely and properly solve the construction often appears the some influence the quality of pile the question, is an indispensable part of. Combined with the engineering practice, this paper discusses the cement-soil pile construction of pile in the understanding of the problems and deal with experience.Keywords: cement-soil pile; Problem; Processing measures水泥土搅拌桩: 是用深层搅拌桩专用钻机, 将水泥注入较软弱的地基深处作为固化剂与地基原土强制搅拌, 两者之间经过一系列物理化学反应, 使软土层固结硬化, 改善持力土层的整体性、水稳定性和强度, 形成具有一定承载力的优质复合地基。
桩基施工过程中的常见问题与解决方法引言:桩基施工是建筑工程中常见的基础工作,其质量直接关系到整个建筑物的稳定性和安全性。
然而,在实际施工过程中,常常会遇到各种问题。
本文将探讨桩基施工过程中常见的问题,并提供解决方法,以期对工程师和施工人员有所帮助。
一、桩基沉降问题桩基沉降是桩基施工过程中的一大常见问题。
造成桩基沉降的原因有很多,例如土壤不均匀沉降、桩身构造不合理等。
解决这一问题的方法是:1.合理选择桩基材料:选择具有高强度和耐久性的材料,确保桩基的稳定性。
2.加固周边土体:采取加固措施,如垂直排水、注浆等,以增加土壤的承载力,减少沉降。
3.增加桩基数量:合理设计桩基数量和布置,以分散荷载,减小桩基的沉降。
二、桩基承载力不足问题在桩基施工过程中,有时会出现桩基承载力不足的情况,即桩无法承受预期的荷载。
解决这一问题的方法是:1.加固桩体:通过增加桩体的直径、改变桩体的形状或采用抗压钢筋等方式,以增加桩基的承载力。
2.改进桩基施工工艺:合理选择施工方法和工艺,如采用震动法、挤压法等,以增加桩体的密实程度,提高桩基的承载能力。
3.强化桩顶处理:通过加固桩顶,如设置钢板、混凝土梁等,以增加桩顶的承载能力。
三、桩基施工过程中的噪声污染问题桩基施工过程中会产生较大的噪声,给周边居民和环境带来困扰。
解决这一问题的方法是:1.合理选择施工时间:尽量在工作日或白天进行施工,减少对周边居民的影响。
2.采用隔音措施:加装隔音罩、使用消音器等措施,降低施工噪声。
3.邻里沟通和协调:与周边居民及工地周边的相关单位进行沟通和协调,尽量减少对周边环境的影响。
四、桩基施工过程中的安全隐患问题桩基施工过程中存在一定的安全隐患,如坍塌、事故等。
解决这一问题的方法是:1.严格落实施工安全规范:加强对施工人员的培训和管理,确保施工人员具备安全操作的能力和意识。
2.加强施工现场监测:及时发现施工过程中的安全隐患,并采取相应措施,保障工作人员的安全。
浅谈深层搅拌桩施工问题及通病的处理措施×××(中交一航局第四工程有限公司珠海项目部)摘要:水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程,如施工过程中发生一定的问题,势必对其施工造成一定的影响,且一旦发生质量问题,便构成隐患且不好检查及补救.因此,紧抓施工的各环节,严格施工过程的管理非常重要,施工质量的控制是一项细致的技术工作。
本文对三轴搅拌桩施工中各个环节容易出现质量问题进行了原因分析,并提出了处理措施。
关键词:搅拌桩;隐蔽;环节;管理1前言三轴水泥土搅拌桩施工工艺的流程依次为平整场地、测量放线、桩机就位、制备水泥浆、钻进(提升)喷浆搅拌、桩机移位等。
在施工前期及过程中容易出现各种各样的施工问题或质量通病,现就其进行分析并提出解决处理或治理措施。
2常见施工问题及处理措施由于施工三轴水泥土搅拌桩的地基属于软弱地基,存在地质土层分布不均匀的可能,便会出现各类施工问题,其常见的施工问题描述及产生原因、解决措施如表1所示。
表1 三轴水泥土搅拌桩施工中常见问题及应对措施3常见质量问题及治理措施三轴水泥土搅拌桩需按照表2所示的项目进行质量控制。
表2 三轴水泥土搅拌桩施工质量控制检查表项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率5 桩底标高±100 测钻杆深度:每桩检查6 组接长度外槽壁≥D,内槽壁及加固区≥d 钢尺量:每桩检查7 水泥用量不小于设计查施工记录:每桩检查8 施工间歇小于24小时查施工记录:每桩检查9 水泥土强度满足设计要求钻芯及试块:3%其施工中容易出现的质量问题进行逐一描述和解决。
3.1邻桩搭接长度不足3.1.1主要表现形式相邻三轴搅拌桩之间的搭接长度小于“套接”及“搭接”的设计值。
3.1.2产生的主要原因(1)审图不细或未按图施工。
有些施工人员审图不细,而将搅拌桩的组接方式混淆,甚至为了偷工减料谋取利益而故意违背图纸意图随意施工,势必造成质量问题。
(2)桩机定位出现偏差.在实际测量放线当中,由于操作失误或者测量不精细而造成的搅拌桩搭接长度不足的现象时有发生.3.1.3主要治理措施3.1.3.1仔细审图、严格按图施工一般来说,一个地基处理工程的止水帷幕搅拌桩或基坑工程地下连续墙设计的槽壁加固搅拌桩往往又几种组接形式。
沉桩常见问题及处理措施1、桩身破裂造成主要原因是:桩的预制质量不符合设计要求,或设计本身不能满足要求;吊装或运输不当千百万隐患;锤击或振动过甚。
其处理方法是:混凝土预制桩可加钢夹箍,用螺栓拧紧后焊固补强;质量较差和不使用。
2、桩顶破裂造成主要原因是:桩头混凝土强度不够或保护层太厚;桩顶表面不平整或锤与桩不垂直或桩帽垫层有问题;遇坚固土层。
其处理方法是:凿除破碎部分并补强或用套箍加强,破裂严重者废弃。
3、桩身倾斜造成主要原因是:桩尖倾斜,桩头不平,桩鞭套的不准;桩接头被破坏发生变形;在沉进过程中,桩尖一侧遇石块;打进过程中,桩尖遇硬斜面,桩沿斜面滑移;桩身桩帽不在一直线上。
其处理方法是:偏差过大拔出移位重打;入地深度小于1m时,偏差不大时,可利用木架顶正,再慢锤打入;障碍物不深时,可挖除回填后再继续沉桩。
4、桩身扭转或位移造成主要原因是:桩尖不对称;桩身不垂直。
其处理方法是:偏差不大时,用铁棍逐渐撬正,用锤慢击低击纠正;偏差很小时,可不纠正;偏差太大时,应拔出重打。
5、桩涌起造成主要原因是:土较软或有流砂,并采用由两端向中间沉桩的顺序,使土基挤密。
其处理方法是:对浮起量大的桩做静载试验后复打或重沉;对所有涌起桩进行复打。
6、桩急剧下沉造成主要原因是:沉桩遇软土层、土洞;桩头破裂或桩尖劈裂;桩身弯曲或有严重的横向裂纹;桩锤过重、过高,接桩不垂直。
其处理方法是:将桩拔起检查重打,或在原桩位处做补桩;调整锤重及落距。
7、桩不能下沉或达不到设计标高造成主要原因是:遇到障碍物、坚硬土夹层或砂夹层;沉桩间歇时间过长,摩阻力增大;桩锤太轻或落锤太低。
其处理方法是:遇障碍物或硬土层,用钻孔机钻透后再复打;加大锤质量,提高落锤高度。
8、桩身跳动,桩锤回弹造成主要原因是:桩尖遇到树根或坚硬土层;桩身过曲,接桩过长;落锤过高。
其处理方法是:采取措施穿过或避开障碍物;入土不深应拔起避开或换桩重沉。
水泥搅拌桩沉桩原因分析及处理方法问题:“两喷四搅”与“四喷四搅”的区别?施工时,两种施工方法50kg/m的水泥用量如何控制?请教设计或施工大师们:以下工艺流程应该是“两喷四搅”?搅拌桩施工方法:1)桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后,移动搅拌桩机到达指定桩位,对中。
2)调整导向架垂直度采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。
按设计及规范要求,垂直度小于1.0%桩长。
3)预先搅拌下沉启动深层搅拌桩机转盘,待搅拌头转速正常后,方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度可通过档位调控,工作电流不应大于额定值。
4)拌制浆液深层搅拌机预搅下沉同时,后台拌制水泥浆液,待压浆前将浆液放入集料斗中。
选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液,水灰比控制在0.45~0.50范围,按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。
5)喷浆搅拌提升下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,通过管路送浆至搅拌头出浆口,出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置,按设计确定的提升速度(0.50~0.8m/min)边喷浆搅拌边提升钻杆,使浆液和土体充分拌和。
6)重复搅拌下沉搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后,关闭灰浆泵,重复搅拌下沉至设计深度,下沉速度按设计要求进行。
7)喷浆重复搅拌提升下沉到达设计深度后,喷浆重复搅拌提升,一直提升至地面。
8)桩机移位施工完一根桩后,移动桩机至下一根桩位,重复以上步骤进行下一根桩的施工。
另:一般规范都要求试桩,试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
水泥搅拌桩的龄期90天,这对工期影响很大,不负实际操作。
?二喷四搅:是指钻头下钻到设定深度后上提,重提四次,其中第一,三次上提时喷浆。
至于四喷四搅应该可以照此类推。
设计人员在地基天然含水量大于60%的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。
由于地质条件千变万化,其中若存在淤泥含水量过大,采用喷粉法则可能出现沉桩问题。
水泥喷粉深层搅拌桩沉桩问题分析及处理(一)摘要:深层搅拌桩进行地基加固有喷粉和喷浆两种施工方法,设计人员在地基天然含水量大于60 %的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。
而在天然地基含水量大的情况下采用喷粉法施工,由于流塑状淤泥在喷粉施工时风压气流的作用下,在搅拌过程中因受扰动发生液化,强度来不及形成,造成沉桩。
通过施工现场试验,证明改用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的,工程造价变化不大,是可行的。
关键词:路基工程深层搅拌桩沉桩喷浆法一、前言:深层搅拌桩经过近二十年的发展,由于施工技术和施工机械的成熟已经被广泛地用于软土地基加固、边坡支护、基坑及堤坝防渗等方面。
深层搅拌桩可以增加软土地基的承载力,减少沉降量,提高边坡的稳定性,以及具有快速、经济、有效等特点,而被应用在公路桥头软土地基上,以加快公路的施工进度,消除或缓解桥头跳车等问题。
其施工方法分为喷粉和喷浆两种方法。
设计人员在地基天然含水量大于60%的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。
由于地质条件千变万化,其中若存在淤泥含水量过大,采用喷粉法则可能出现沉桩问题。
以下通过对采用喷粉法出现沉桩工程问题分析及提出处理方法与同行探讨。
二、工程实例1、工程简况某高等级公路在K9+753~K10+836 桥头186m 采用水泥喷粉桩处理,水泥喷粉桩按正三角形布置,桩径采用50cm,桩距1.5m,平均桩长10m,水泥掺入比15%,即每延米50kg水泥,标号425#。
施工单位在施工配套设备进行标定、试桩方案经过监理单位和业主单位同意的情况下采用喷粉法进行试桩试验,共试59 根,其中的21 根桩发生沉桩,沉桩深度一般为 1.1m~4.5m 不等。
2、沉桩原因分析水泥深层搅拌桩加固机理是通过水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体。
浅谈水泥搅拌桩施工中常见的问题及应对措施浅谈水泥搅拌桩施工中常见的问题及应对措施摘要:文章主要探讨了在施工建设中水泥搅拌桩中出现的问题,根据作者多年的工作经验,从加固机理,防治措施,质量监测等方面进行了分析,提出了一些应对措施,供大家参考。
关键词:施工工艺;水泥试验;搅拌桩Abstract: This article mainly discusses the construction of cement mixing pile problems, according to the author's work experience, the consolidation mechanism, prevention and control measures, quality monitoring are analyzed, and puts forward some countermeasures, for your reference.Keywords: construction technology; cement mixing pile test;中图分类号: TU71 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)前言:本文以某高速公路建设为例。
对施工中水泥搅拌桩施工技术进行了分析,该地段属于多段软土路基地区,地势平坦低洼,河渠纵横,土层结构上部多为砂性土,下部多为淤泥质土,土质含水量一般在25%左右,pH<4,根据这种复杂的地质。
因此要采用用湿法水泥搅拌桩加固地基。
一、水泥搅拌桩加固机理水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂,通过控制深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。
1.1 水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥主要成分是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、三氧化硫等,这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物。
用水泥加固软土时,水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙以及含水铁配钙等化合物。
深层搅拌桩特殊情况处理措施
(1)桩间接头处理
由于深层搅拌桩机分段施工,施工至接头部位时,在其接头的迎水面侧增造一单元墙,使之与原已建造的墙体相切塔接,与新建墙体相交塔接。
待凝28d后在相切部位钻孔(孔径φ150mm),并在孔内灌注0.5:1水泥浆液封孔。
(2)施工中断处理
深层搅拌桩截渗墙施工应连续进行,若因故中断,应根据具体情况分别处理。
如果在24h内恢复施工,可将桩机搅拌头沿原桩位下沉至中断位置以下0.5m处,重新正常施工。
如果在24h内没有恢复,则按接头处理方法进行处理。
(3)遇坚硬物的处理
当遇到较坚硬的土层使下沉困难时,可加入适量的水,但在喷浆前应将积水清除,且孔口返浆后方可提升。
当遇块石或地下构筑物,桩机无法下沉时,经监理工程师批准后可采用绕开的方法处理。
(4)钻头带泥处理
在粘性土层中建造深层搅拌防渗墙时,搅拌头易被粘土包裹,影响搅拌质量,这时应减小叶片厚度、缩短叶片间距、加大供浆量等方法,使土体与水泥浆充分搅拌混合,确保施工质量。
(5)穿堤构筑物施工接头处理
成桩过程中,遇到地下埋设的涵洞、涵管、钢管、电缆等穿堤构筑物或由于其它原因导致无法进行搅拌施工时,应调查和探明该构筑物尺寸及埋设高程,在其两侧的搅拌桩完成后,采用高喷注浆措施对该构筑物周边及上下地层进行封闭处理。
对深层搅拌桩常见问题的认识与处理本文介绍了深层喷粉搅拌桩,由设计到施工、检测过程中常遇问题的处理办法。
由其介绍了一种简易人工判断断桩的方法。
结合仪器检测,大大提高了检测效率。
标签:深层喷粉搅拌桩;复合地基;完整性1 深层搅拌桩地基在设计中应注意的问题1.1 适用范围深层搅拌复合地基主要适用于加固软弱地基,对地基承载力在100Kpa左右者,强度都有较大提高,过去的经验已证明,由于喷粉材料和含水率的不同,加固范围也就不同。
粉喷材料为水泥粉时,可适用于砂质土、粘性土和腐植土;喷粉材料为水泥+掺料时,适用于塑性指数比较高的粘性土和腐植土。
同时试验和实践也都证明,加固材料为水泥粉时,其强度最高,水泥浆液次之,生石灰更次之,熟石灰加矿渣粉时的强度最小。
为此一般都采用了加水泥粉的作法,只是用水泥用量和置换率来调整复合地基的承载力。
用喷粉桩加固的地基土要有一定的含水率,不然水泥粉在土中就不能充分的完成水泥的水解和水化反应,离子交换的固化作用,硬凝反应和碳化反应。
因此若地基土没有足够的含水率,应考虑适当加水或浸槽,否则可采用喷浆法。
喷粉桩一般采用直径为0.5m,加固深度宜为12m以内的桩。
根据具体的工程地质情况,可采用不同的含灰比,桩长和置换率的调整来满足工程的要求。
一般复合地基承载力标准值不宜大于200KPa,最好在120-180KPa之间。
单桩承载力不宜大于150KN,水泥掺入比一般为10%-15%。
1.2 试验问题加固土的室内试验必须在设计前完成,只有取得了有关设计参数后,复合地基才能进行估算设计。
设计要求中必须注明所采用的水泥品种、标号、掺量(掺入比)水泥土规定龄期的强度、复合地基的承载力、地基允许变形值等技术指标。
喷粉桩不得只用小应变动测对其进行承载力或完整性的检测,最多只能作为参考,作为静载荷检测后的普查对照检查。
因其刚度、硬度的连续性、完整性较差,不能象用小应变动测测定混凝土桩一样来测试它,否则是不准确的。
浅析水泥土双向搅拌桩(粉喷)智能化施工的质量通病及预防措施摘要:科技在发展,社会在进步,在智能化施工高速发展的年代,水泥土双向搅拌桩智能化施工工艺也在不断完善改进,并被广泛推广应用。
此智能化施工工艺的产生在很大意义上促进了搅拌桩施工质量的提高,也相对符合各类工程软基处理的要求,可是往往新生事物的产生必定伴随着一系列的问题,本文从水泥土双向搅拌桩智能化施工过程浅谈其中存在的质量通病及预防措施,为后续类似工程的施工提供参考。
关键词:水泥土双向搅拌桩;智能化施工;质量通病;预防措施0引言水泥土双向搅拌桩是利用固化剂水泥将其与软土搅拌,形成具有整体性、水稳定性和较高强度的水泥土加固体[1]。
随着国内施工技术的提升,水泥土双向搅拌桩施工也由原来的传统手动施工过程转变成智能化施工工艺,目前水泥土双向搅拌桩(粉喷)智能化施工工艺广泛应用于国内各类建筑工程中的软基处理,并且水泥土双向搅拌桩(粉喷)的施工可操作性和实施效果得到明显提升。
但是在大量的水泥土双向搅拌桩智能化施工过程中发现,此工艺在实施过程中仍存在诸多因素而影响水泥搅拌桩的施工质量,因此产生了一些质量问题,给工程带来安全隐患。
1工程实例某船闸建筑物基础及引航道边坡及堤防均位于②层淤泥质重粉质壤土层,该土层含水率标准值W=44.9%、孔隙比e=1.282、软塑~流塑状态,根据勘察成果表明,本工程天然地基承载力推荐值为50kPa。
天然地基强度相对较低,压缩性极大,属于高灵敏度软基,工程地基强度远远满足不了船闸建筑物的承载力及整体稳定性要求。
因此,设计单位首先考虑采用水泥土双向搅拌桩(粉喷)进行本工程软基加固处理,使软基区域形成具有较高强度的复合地基,提高船闸基础整体稳定性和承载力的要求,减少并控制船闸结构地基的有害变形,搅拌桩设计底标高需进入③层细、中砂(Qal 4)下1m。
2水泥土双向搅拌桩(粉喷)智能化施工工艺2.1工艺原理水泥土双向搅拌桩(粉喷)桩机的动力系统分别设置在内外同心钻杆上,外钻杆与内钻杆各带动一组镰刀型搅拌叶片同时、同速正、反向旋转切土。
浅谈深层搅拌桩沉桩问题及处理措施
摘要:深层搅拌桩进行地基加固有喷粉和喷浆两种施工方法,在地基天然含水量大于60%的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。
而在天然地基含水量大的情况下采用喷粉法施工,由于流塑状淤泥在喷粉施工时风压气流的作用下,在搅拌过程中因受扰动发生液化,强度来不及形成,造成沉桩。
通过施工现场试验,证明改用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的,工程造价变化不大,是可行的方法。
关键词:路基工程深层搅拌桩沉桩喷浆法
一、前言
深层搅拌桩经过近二十年的发展,由于施工技术和施工机械的成熟已经被广泛地用于软土地基加固、边坡支护等方面。
深层搅拌桩可以增加软土地基的承载力,减少沉降量,提高边坡的稳定性,而被应用在公路桥头软土地基上,以加快公路的施工进度、缓解桥头跳车等问题。
其施工方法分为喷粉和喷浆两种方法。
由于地质条件千变万化,其中若存在淤泥含水量过大,采用喷粉法则可能出现沉桩问题。
以下通过对采用喷粉法出现沉桩工程问题分析及提出处理方法与同行探讨。
二、工程实例
1、工程简况
某高级公路桥头174m采用水泥喷粉桩处理,水泥喷粉桩按正三角形布置,桩径采用50cm,桩距1.5m,平均桩长10m,水泥掺入比15%。
施工单位在施工设备上进行标定、试桩方案在监理单位和业主单位同意的情况下采用喷粉法进行试桩试验,共试55根,其中19根桩发生沉桩,沉桩深度一般为1.1~4.5m不等。
2、沉桩原因分析
水泥深层搅拌桩加固机理是通过水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体。
因此,可从地质、施工工艺两方面来分析沉桩原因。
地质方面,由于各地质层土质的差异而产生水泥加固土的效果不同,一般认为含有高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好,而含有伊里石、氯化物等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(PH值)较低的粘性土加固效果较差。
各地质层的含水量的不同,也是引起水泥和土一系列化学反应而形成强度的速度不同的原因。
施工工艺方面,水泥与土搅拌不均匀,甚至水泥与土无法混合。
这与施工机
械的各施工参数有关。
必须通过试验桩根据不同地质层、不同土质、不同土压力找到合适的施工参数,加以严格控制,使桩体均匀,防止缩颈、断颈等现象。
1)地质方面
在第一次试桩的一排7根桩中,靠线路前进方向右侧有4根桩沉桩。
在试桩后第七天对其中两根进行抽芯检测,发现桩体上均有两段水泥明显不凝固。
在试桩后第十天对发生沉桩的地质进行补勘,具体地层由上至下为:
填土:粉质粘土,层厚为0.5m。
粉质粘土:灰褐色,可塑,稍湿~湿,随深度增加渐变为软塑状,层厚为1.2m。
淤泥:灰黑色,软塑~流塑,饱和,粘性强,滑腻,岩性均一,底部0.5m 含腐殖物,层厚为6.0m。
淤泥质粘土:灰色,软塑,饱和,粘性较强,均匀,层厚为1.8m。
淤泥夹砂:灰、青灰色,软塑,含较多中粗砂,含量在30%~50%,松散状,层厚为2.5m。
砂层:浅灰色,稍密~中密,饱和,以粗砂为主,含粘性土,级配良好,未穿层。
软土物理力学指标很差,淤泥平均含水量为90%,天然孔隙比2.51,直快剪C=6.79Kpa,φ=7.36。
从以上地质补勘分析,主要有以下原因:
①由于该段淤泥含水量为90%,而喷粉后水泥在桩体内吸水是有限的,参照相近项目试验结果可知,短期内水泥加固土含水量减少量低于水泥掺入比,也就是该段淤泥经水泥加固土的含水量仍为75%以上,搅拌时的土和水泥还是处于流塑~软塑状,压缩模量小,抗剪强度低;喷50~60kg/m水泥9m后增加4500~5400KN自重力。
处于流塑~软塑状水泥加固土压缩模量小,自身自重引起桩压缩量就大;水泥加固土抗剪强度低自身自重引起侧向挤出量大。
②桩身周围土受扰动土体下沉后,土对桩侧表面产生向下的负摩阻力。
当土和水泥还是处于流塑~软塑状、压缩模量小、抗剪强度低时,在负摩阻力的作用下发生沉桩。
③该段淤泥的灵敏度大,灵敏度是原状试样的无侧限抗压强度与相同含水量重塑试样的无侧限抗压强度之比。
从试桩现场,试桩桩位砂垫层表面挤压出来的淤泥很稀,表明其重塑后强度很低,灵敏性高。
④喷粉在桩体内吸水,引起桩体周围土体孔隙压力消散、产生下沉,短时间增加对桩体的负摩阻力,而此时水泥加固土的强度很低且增长慢。
总的来说,是在喷粉初期,水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。
2)施工工艺方面
在施工工艺方面,针对沉桩问题,结合地质情况较差的实际,在施工工艺上找沉桩的原因。
试桩时对各施工参数作了有效控制。
在第二次试桩52根桩中,采用不同钻进速度、不同钻头转速、不同提升速度、不同喷粉压、不同水泥用量进行严格控制。
试桩中虽然采用加大喷粉量至75kg/m,仍未解决沉桩问题。
增加喷粉量解决不了沉桩问题的原因在于:
①增加喷粉量即增加桩体自重力;
②增加喷粉量导致喷粉在桩体内吸水量增加,引起桩体周围土体孔隙压力消散加快、产生下沉,短时间对桩体的负摩阻力增大,因增加喷粉量水泥加固土的强度提高不显著,在喷粉初期,水泥加固土的强度仍承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。
3、处理方法
通过以上分析,沉桩是由于在喷粉初期,土体受扰动,水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。
改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工可以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力发生沉桩问题。
主要原因:
①早强剂可以使水泥加固土的强度迅速提高,而早强剂在水泥浆中搅拌可以较均匀;
②水泥浆液注入土体发生水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体时,浆液本身存在足够水,不需吸收天然地基的水,并未引起桩体周围土体孔隙压力消散、产生对桩体的负摩阻力。
因此,改用喷浆法施工并在水泥浆液中加入适量的早强剂,以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩的问题。
调整施工参数进行现场试桩,试桩七天后进行桩体抽芯检测,从桩体抽芯结果来看,成桩连续性与完整性均较好,无沉桩问题。
由业主组织设计单位、监理
单位和施工单位召开软基处理技术专题会议,决定桥头174m原采用喷粉法施工搅拌桩改为喷浆法施工,原合同单价不变。
该段在改用喷浆法施工后,未出现沉桩问题,证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的。
工程造价变化不大,经济上是可行的。
三、结语
在高含水量软基中采用深层搅拌桩处理,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法施工。
而当采用喷粉法出现沉桩问题时,改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工来解决沉桩问题。
经实践证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的、经济上是可行的。
参考文献[1]阮善发等公路软土地基处理中的深层搅拌桩施工[2]高速公路路基设计与施工人民交通出版社。