湿喷桩加固软土地基施工质量控制123
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湿喷桩加固砂性土软基的质量控制湿喷桩是深层搅拌法的一种,最近几年来常用于加固软土地基。
它是利用水泥为固化剂,通过专用机械在地基深处将软土和水泥进行强制搅拌,利用水泥和软土产生的一系列的物理和化学反应,使软土硬结成具有一定承载力的复合地基。
湿喷桩适用于加固淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。
该技术具有施工方便、工艺简单、施工工期短等优点,加固的地基抗剪强度提高,沉降减少,砂性土还可以防止液化和流砂,广泛用于软弱地基的加固处理。
由于受被加固土质及施工方法的影响,施工中往往会出现一些质量问题,本文以某工程深层搅拌桩施工中遇到的难以钻进等问题,详细分析其原因,提出相应的设计、施工应对措施。
某水闸工程经40年的运行,下游翼墙年久失修,为确保工程正常运行,须拆除重建采用钢筋混凝土扶臂式结构方案,通过各工况计算,完建期翼墙地基反力最大约160Kpa。
经勘探,持力层为灰色极细砂夹砂壤土,N=11.5击,[R]=140Kpa,承载力不足,需进行加固处理,依据《建筑地基处理技术规范》,设计采用水泥深层搅拌桩进行地基加固,桩径50cm,桩距80cm,桩长约10m,复合地基设计承载力满足要求。
1. 湿喷桩施工1.1施工准备。
(1)根据工艺试桩确定施工工艺参数,钻进采用3~4档,速度为0.8m/min~1.2m/min;提升采用3~4档,速度为0.7m/min~1.1m/min。
水灰比采用0.5,然后根据实际情况进行调整,一般水灰比控制在0.45~0.6之间。
选用搅拌机械的功率为37KW,并配有全自动电脑记录仪的定型产品,具有正向钻进、反转提升的功能。
喷浆次数为2次,复搅次数为2次,速度控制在0.8m/min~1.4m/min。
(2)按要求布置水泥制浆和供浆系统,管道压力1.5MPa,接头少于2个,管道长度小于60m,保持操作人员相互通视良好。
走浆时间一般控制在2 min,来浆时间一般也控制在2 min,停浆时间控制在10 min,总的喷浆时间在10 min左右。
湿喷桩的施工工艺及质量控制摘要:湿喷桩是地基处理中深层搅拌法的一种,是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴方法。
本文结合临海高等级公路(启东段)工程实例,介绍湿喷桩加固软基的原理及施工过程中需要注意的事项,重点阐述了湿喷桩的施工工艺及质量控制,针对施工过程中的常见问题提出了处理方法。
关键字:湿喷桩;试桩;复搅;质量控制一、工程概况临海高等级公路(启东段)工程沿线局部地段存在软土地基,其特点是:软土埋层浅、厚度大、土质含水量大、承载力低,尤其在桥头高填土地段,为确保工后沉降满足规范要求,设计采用湿喷桩进行软土地基处理。
本文以通启河大桥两侧高填土地段K139+000~K139+625.2范围内的湿喷桩施工为例,详细阐述湿喷桩的施工工艺及质量控制要点。
设计湿喷桩有效桩长10 m,桩间距1.2 m,设计桩径500mm,设计水泥用量55Kg/ m,共19688 根,主要设计参数为:水泥掺入量为所加固湿土重的15%,水灰比0.5,设计桩顶标高+0.80m,复合地基承载力特征值120kN/m2。
二、湿喷桩加固原理喷湿桩是一种高压喷射注浆技术。
湿喷桩加固软土地基实质是水泥加固土基的过程,即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基的过程。
湿喷桩即水泥深层搅拌桩,是利用专业工程钻机,将带有叶片的钻头往下旋转切割土体和钻至设计深度后,利用装在叶片上的喷嘴喷射水泥浆。
钻头在保持高速旋转的同时,以一定的速度提升。
高压射流使一定范围内的土体结构遭到破坏,并与水泥浆液混合,水泥浆与土体混合物胶结硬化后即在土基中形成具有一定强度的圆柱体,从而达到增加地基承载力的效果。
1、水泥的水解和水化反应湿喷桩施工是首先将水泥拌和成水泥浆,并掺入外加剂石膏,石膏兼有缓凝和早强的作用,掺入量取水泥用量的2.0%~3.0%。
水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后,再和软土中的水继续进行水解和水化反应,生成钙质化合物,这是所形成复合地基强度的主导因素。
浅谈湿喷水泥搅拌桩处理软土地基质量控制摘要:在工程施工中经常会遇到软土地基,为了更好的保证工程的质量就会采用湿喷水泥搅拌桩进行处理,主要是采用机械设备将水泥送入地下,对地基土进行搅拌混合,进而促进软土地基具有整体性、稳定性,增强地基的坚固,对工程质量的保障提供了极大的帮助。
本文主要阐述了湿喷水泥搅拌处治方案,并对湿喷水泥搅拌桩处理软土地基的质量控制进行了分析,为更好的采用湿喷水泥搅拌桩处理软土地基提供帮助。
关键词:湿喷水泥搅拌桩;软土地基;质量控制一、湿喷水泥搅拌桩处治方案(一)方案控制指标1、基准期及容许工后沉降在对基准期进行确定时需要根据路面结构方案设计确定,设计为几年基准期就为几年,软土地基的工后沉降系数是要依据当地已建工程的沉降观测经验数据,同时结合本工程的实际物理力学指标及路基填土高度进行确定。
2、稳定验算的安全系数稳定验算时可以采用有效固结应力法、快剪及固结快剪指标进行,其中安全系数不能小于1.2,地震的安全系数不小于1.1。
3、加载速率在确保路基处于稳定状态的前提下,加载速率取15cm/d,填筑过程中如发现沉降速率超过1cm/d时,应立即停止填筑,具体的加载速率根据施工观测结果予以调整。
(二)处治方案湿喷水泥搅拌桩处理软土地基是通过特制的搅拌机将水泥浆送入地下,并与原位土强制进行搅拌混合,使地基土与水泥浆间发生一系列的物理化学反应,使原来的软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固土桩复合地基,从而达到减小地基沉降,提高地基强度,保障路基稳定的目的。
1、方案本方案湿喷水泥搅拌桩桩径为0.5m,通过计算确定桩间距与桩长,桩距一般为0.9-1.5m,桩长在10.2-13.5m之间,桩位平面布置呈梅花形,处理至路基坡脚外或锥坡坡脚外增加一排桩。
2、水泥掺量与水灰比的确定(1)水泥掺量的确定。
水泥掺量是水泥与被加固土体质量比。
喷浆水泥搅拌桩的水泥掺量由室内配合比试验确定,再根据土样天然含水量、孔隙比的不同,水泥掺入量应相应变化。
湿喷桩施工工艺及质量控制湿喷桩作为一种重要的地基处理技术,在土木工程中得到广泛应用。
本文将就湿喷桩施工工艺和质量控制方面进行探讨。
一、湿喷桩施工工艺1. 湿喷桩材料的准备湿喷桩所需的材料主要包括水泥、砂、碎石和水。
在施工前,需要对这些材料进行充分的准备和检查,确保其质量满足要求。
水泥应选用符合标准的硅酸盐水泥,砂和碎石应选择合适的粒径和洁净度。
2. 地基处理与预处理在湿喷桩施工前,需要对地基进行必要的处理与预处理工作。
包括清理地表的杂物、碎石或淤泥,清理地下管道、电缆等障碍物,平整地表等。
对于软弱地基,可以进行预处理,如加固、加密等。
3. 测量与定位湿喷桩施工前需要进行精确的测量与定位工作。
通过测量确定桩位、桩长和桩直径等参数,确定施工草图。
4. 湿喷桩施工工艺湿喷桩施工过程中,首先需要在桩位上挖掘一定的孔洞,然后在孔洞内喷入混合物。
混合物应具有适当的流动性和黏结性,保证均匀喷浆。
喷浆时应控制混合物的流量和压力,确保喷浆质量。
施工时需控制方向、深度和速度等参数。
施工结束后,进行现场整理,防止浆料流失和泥浆堆积。
二、湿喷桩质量控制1. 材料质量控制湿喷桩施工中使用的水泥、砂、碎石等材料应符合相关标准,经质量检测合格后方可使用。
监测材料的存储和搬运过程,防止受潮、污染等情况发生。
2. 施工工艺控制湿喷桩施工过程中需要严格控制施工工艺,确保混合物的流量、压力、流动性和黏结性等参数符合设计要求。
定期检测施工设备的工作状态,及时发现问题并进行维修与调整。
3. 施工质量控制在施工过程中,应定期对湿喷桩的质量进行检测与评估。
通过检测桩长、桩直径、桩身位移等指标,判断桩的质量是否符合要求。
对于不合格的湿喷桩,应及时采取措施进行修复或更换。
4. 施工现场管理与安全控制湿喷桩施工现场应建立严格的管理制度,确保施工过程的安全与顺利。
加强现场安全培训,强化安全意识,提供必要的安全防护装备。
规范施工人员的行为,并设置必要的警示标志和安全警示设施。
水泥粉喷桩加固软土地基的施工和质量控制用水泥喷射搅拌桩加固软基,是以水泥作加固料与原状软土进行强制搅拌,经物理化学作用后,水泥和土形成一种混合柱体,从而达到提高软基承载力,减少软基沉降的目的。
1、施工设备和施工质量控制水泥粉喷桩的施工机械设备主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头和动力设备(发电机组)等。
(1)钻机。
钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要机械,它必须满足:①动力大、扭矩大和符合大直径钻头成桩要求,钻头直径一般与水泥粉喷桩的直径相同;②具有正向钻进,反转提升的功能;③具有反转提升时能匀速提升、均匀搅拌、匀速喷粉等功能。
本例钻机为铁道设计院设计的PH-5-18型钻机,采用液压蛙步移动,液压调平,有钻进深度计和电流电压监测表,它能很方便地控制粉喷桩的施工质量,包括入土深度、地层阻力、压缩空气压力及其流量等。
(2)粉体发送器。
粉体发送器是定时发送粉体材料的设备,它是粉体喷射搅拌法加固施工机械中的关键设备,其工作原理为:由空气压缩机送来的压缩空气,通过节流阀调节风量大小,压缩空气进入“气水分离器”使压缩空气中气水分离,然后“干风”送到粉体发送器喉管与“转鼓”里输出的粉体混合,成为气粉混合体,进入钻机的旋转龙头,经空心钻杆由钻头喷出,使水泥粉经钻叶与软土拌和。
粉体的定量输出,由转鼓转速控制。
施工时根据配合比确定掺入比和钻头提升速度及钻机的转速,并选定合适的粉体发送量(确定转鼓转速)。
每根桩水泥总量喷入多少,由灰罐电子称控制。
喷粉过程中认真做好粉量记录,确保掺入量符合设计要求,一般掺入量采用15%~16%。
(3)空气压缩机。
粉喷桩水泥的喷出,是以空气压缩机作为风源。
空气压缩机的选定主要由加固工程的地质条件及加固深度所决定,但平常采用的空气压缩机压力不大,为0.2~0.4MPa,其风量也不宜太大,一般为1.6~2.0M3。
(4)搅拌钻头。
粉体喷射搅拌法凭借钻头叶片的搅拌作用将使灰粉与软土混合,因此,搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。
文章编号:1009-6825(2012)35-0242-03公路软土地基湿喷桩的施工质量控制收稿日期:2012-09-26作者简介:王丽(1968-),女,工程师王丽(江苏宇信工程监理有限公司,江苏连云港222300)摘要:结合湿喷桩在连盐高速公路软土地基施工中的应用情况,介绍了湿喷桩的工艺原理、施工工艺以及质量控制和现场管理措施,以期为同类工程施工质量控制提供参考。
关键词:软土地基,湿喷桩,质量控制,施工工艺中图分类号:U416.1文献标识码:A1概述连云港东部地处滨海海积平原区,水系发育,河沟、水塘较多,地下水水位较高,地下水分为孔隙潜水和孔隙微承压水。
该地区工程地质条件复杂,软土分布广泛且工程性质差,主要为以海积为主的淤泥、淤泥质高液限粘土软土层,层厚13m 以上,最深处达到24m 。
在本地区的公路施工中软基处理的主要方式为湿喷桩,从施工经验看,对软基的处理效果明显,工后沉降较小,是比较理想的软基处理方式。
湿喷桩工程属地下隐蔽工程,工程量大,造价高,人为因素影响较大(被称为“良心工程”),其施工质量直接影响到路基的稳定性、整体工程的营运质量及工程的经济性。
从试桩取芯检测结果来看,在相同喷灰量的前提下成桩效果比粉喷桩要差,而且连云港地区淤泥地层含水量较高,达到70%左右,在高含水量地方用湿喷桩进行软基加固处理,无疑是相当于在喷灰量相同的情况下无形中增加了含水量,如何保证高含水量地区桩长较长的湿喷桩施工质量,是一个值得探讨的课题。
本文就我们在连盐高速公路的施工经验予以总结,与广大同仁共享。
2湿喷桩施工2.1工艺原理湿喷桩是通过特制的深层搅拌桩机,借助压浆机把水泥浆送入地下,是基于水泥加固的物理化学反应过程。
在水泥加固体中,因水泥的掺入比很小(一般为被加固土重的7% 15%),櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅水泥到人的质量岗位责任制。
湿喷桩加固软土地基施工质量控制
摘要:湿喷桩是深层搅拌法的一种,是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴常用方法,它是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和水泥浆强制搅拌,利用水泥和软土产生的一系列物理-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水水泥土而形成优质的复合地基。
关键词:湿喷桩试桩复搅钻孔取芯标准贯入
1.工程概况
南京至太仓高速公路南京至常州段NC-JT1-1合同段全长3km,用湿喷桩处理软土地基段落长度629m,计用23113根,桩长253102延米,湿喷桩直径为50cm,间距为1.2 m ~2.0m,桩长在5.0 m ~15.5m之间,桩位平面置呈正三角形(梅花形)。
江苏地区路段内的软土地基大多地处沿海、沿江、江淮之间的水网地区,软土地基基本属于长江沉积相地基,,软基处理的好坏,直接影响到路基的稳定性、整体工程的运营质量及工程的经济性,因此控制湿喷桩施工质量的意义重大。
2.湿喷桩加固原理
湿喷桩加固软土地基实际上就是水泥加固土的过程,即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成复合地基的过程。
2.1水泥的水解和水化反应
湿喷桩施工是首先将水泥拌和成水泥浆,水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后,再和软土中的水继续进行水解和水化反应,生成钙质化合物,这是形成复合地基强度的主导因素。
2.2粘土颗粒与水泥水化物的作用
当水泥中的各种水化物生成后,一部分自身继续硬化,形成水泥骨架;另一部分则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。
2.2.1离子交换和团粒化作用
粘土中的化合物表面带有各种离子,它们和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换,从而提高土体强度;又由于软土本身具有胶凝性,再和水泥水化作用形成的凝胶粒子结合起来,形成水泥土坚固联结的团粒结构,使水泥土的强度大大提高。
2.2.2凝硬反应
随水泥水化作用生成的钙离子超出交换所用的数量时,这部许多不溶于水的结晶化合物并逐渐硬化,同样大大的增强了水泥土的强度和水稳性。
从上述水泥加固土的原理可以看出,使水泥土保持足够的强度,一要有相应数量的水泥,二是必须使水泥与土充分接触,即用机械充分拌和水泥和土。
这为湿喷桩施工指明了控制要点。
3.现场工艺性试桩
为更科学的指导施工,严格控制湿喷桩施工质量,在正式施工前,必须进行工艺性试桩,其目的是:
a. 验证室内配合比。
b. 掌握下钻、提升的困难程度。
c. 确定钻头进入硬土层电流变化程度。
d. 确定水泥浆液密度。
e. 确定合适的输浆泵的输浆量。
f. 掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等参数。
g. 了解施工中冒浆情况及采用下沉喷浆和提升喷浆的不同效果。
现场工艺性试桩一般应在10根左右,在条件受限时,每种配合比不得少于2根;试桩施工段落最好选择在
地质最差段落,以利于更好的控制后续施工。
4.湿喷桩现场施工控制
4.1施工准备
4.1.1施工现场准备
进行湿喷桩施工的场地,必须按照设计要求的标高进行平整,清除一切障碍物、杂物。
4.1.2施工机械准备
湿喷桩施工机械必须选用配有全自动电脑记录仪的定型产品,施工前必须经当地计量部门检验标定并铅封;钻机导向架内外侧都必须标有醒目的刻度(由上而下1m标一个刻度),以便施工时随时观察下钻深度;钻机导向架中间挂有能反应钻机垂直度的标线;每台桩机必须配备明示标牌,标明施工技术要求、桩机资料、施工配合比等;施工现场必须同时配备能测量泥浆比重的比重计。
4.1.3施工物资准备
现场库存必须满足施工2天的经过检验合格、质量稳定的大型厂家生产的水泥和石膏粉。
4.2现场施工工艺控制细则
分钙离子就与组成粘土的化合物反应,生成4.2.1主要施工顺序
放线定桩位→钻机就位→下钻喷浆至设计深度→边搅拌边提升钻杆→至桩顶(地面以下25cm)处停止搅拌→全程复搅一次(如整桩设计浆量还有剩余,应在复搅中继续喷完)→提升至地面→关闭搅拌机械→移至下一桩位继续施工。
4.2.2施工技术要求
根据工艺试桩确定的各种施工参数制定施工要点,必须严格遵守,各项技术参数如下:水灰比为0.5,水泥用量为60kg/m,石膏粉为水泥用量的2%,水泥浆液搅拌时间必须≥3分钟,水泥浆比重在1.72~1.78之间;下钻喷浆速度控制在1.0m/min之内;提升速度控制在0.8m/min之内;桩身垂直度≤1.5%;采用下钻喷浆,喷浆口设在钻头最下层叶片左侧,以有利于钻进润滑和多复搅一遍,又能保证喷浆长度。
4.2.3施工工艺
4.2.3.1定位
将钻机移到指定桩位,对中双向调整钻机垂直度。
4.2.3.2浆液配制
严格控制水灰比,加水应经过核准的定量容器。
水泥浆必须充分拌和均匀,检测其密度并记录。
4.2.3.3钻进喷浆、复搅提升开动浆泵,将经过过滤的水泥浆送至搅拌头,开始钻进喷浆,钻进喷浆采用设计桩长和电流突变(进入持力层)双控。
在钻进过程中保持连续喷浆;钻进至设计深度或持力层后原地喷浆搅拌30秒后,开始提升复搅,复搅原则上为桩身全长,如无法进行全程复搅,应上报监理工程师批准。
复搅过程中,应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆。
4.2.3.4资料打印成桩后,必须在移动钻机前打印施工过程资料和成桩资料,严禁移机后补打资料。
成桩资料打印必须经旁站监理监督并签字确认。
4.3施工控制要点
根据湿喷桩加固软土原理和湿喷桩检测实施细则,施工控制时必须保证全桩的水泥用量、保持持续喷浆及保证喷浆长度、加强复搅特别时上部5m范围的复搅,具体如下:
a. 为保证湿喷桩的垂直度,首先保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,控制湿喷桩的垂直度偏差≤1.5%,桩位偏差≤5cm。
b. 严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面,确保喷浆长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。
如因意外原因断浆,必须以最早的时间(3h以内)补喷,重叠复喷50CM以上,超过3h按照规定重新补打一根桩。
确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量,每米用浆量误差不得大于5%。
c. 水泥浆必须按预定的配比进行水泥、石膏粉和水的拌制,保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成,使用前过筛并在3h内用完。
浆液储量不少于一根桩的用量,否则不得进行下一根桩的施工;施工时输浆管路保持潮湿,以利于输浆。
d. 加强复搅控制,特别时上部5m的复搅,复搅时在全桩长范围内以不大于规定的速度进行匀速复搅,以增加水泥土的均匀性且复搅宜一次完成。
e. 对输浆管经常检查,不得泄漏和堵塞,管道长度不得大于60m。
定期检查钻头,保持钻头直径误差在[-1cm~+3cm]之间。
f. 合理安排桩位施工顺序,先施工一个区域四周的桩,形成一个封闭的区域,再逐渐往中心施工,有利于整体的成桩质量和软基处理效果。
5.管理控制
施工单位和监理对湿喷桩施工必须保持高度的重视,加强现场管理和过程控制,及时发现施工中出现的问题并予以解决,杜绝质量隐患,确保湿喷桩施工质量。
5.1施工单位管理
项目经理部建立健全质量控制体系,层层把关。
试验室做好原材料的检验工作;现场安排专人(3台钻机配1人三班制)24h全过程旁站,详细记录每根桩的钻进复搅时间、水泥用量(点水泥袋数量)、钻杆垂直度、电流变化情况、施工桩长等,发现问题详细记录并马上向上级汇报;项目部质量巡查小组不定时现场巡查,检查现场施工情况和旁站人员的工作情况并及时解决现场出现的问题。
5.2监理管理
监理首先对施工单位的开工报告、室内配合比、施工单位资质、进场设备、施工组织设计、施工工艺、质量控制措施、安全措施等进行审查并参与工艺性试桩的工作,并对现场施工进行全过程旁站,随时对每一根桩的成桩记录、水泥用量、钻杆垂直度、施工单位的旁站情况进行抽检并对施工单位的资料现场签字确认,发现问题详细记录并马上向上级汇报。
监理组安排专人不定时巡查。
6.结束语
正是由于施工前对水泥加固软土的原理进行分析,对湿喷桩检测实施细则进行学习,针对施工控制要点落实到过程控制中,同时又加强了施工的23113根湿喷桩,总桩长253102万延米。
在施工结束7天后用轻便触探器进行桩身质量检查,同时量成桩的桩径、桩距,合格率100%,成桩28天后经省高指用钻孔取芯、标准贯入检查,优良率达到95%以上,达到了预定的目标,得到了业主的好评和认可。
对原材料的控制和现场的管理,再有监理的严格检查、监督工作,达到了预定的目标,得到了业主的好评和认可。