水泥深层搅拌桩在软基处理施工质量控制

张延峰

中图分类号：TU471.8

摘要:在工程施工中，不可避免地会遇到软土地基问题。因此，必须对地基进行人工加固处理，其中水泥深层搅拌桩工艺就是一种常用的处理技术。本文结合工程实例，对水泥深层搅拌桩工艺在软土地基的应用进行分析，对质量控制方面提出建议，可供参考。

关键词: 水泥深层搅拌桩；软基处理；施工工艺；质量控制

随着经济的建设的加快，工程建设事业一片繁华。在许多工程施工中，不可避免地会穿过地形复杂的软土地区，尤其是广东珠三角地区，软土地较为常见，在这样的情况下，必须采用软基加固处理技术，以满足建筑物对地基稳定性的要求。水泥深层搅拌桩工艺处理软土地基，具有施工速度快,且可得到较高的地基复合强度，施工噪音小、污染少,并对毗邻建筑物的损坏少,影响小，因此，目前在我国已得到相当广泛的推广和应用。

1 工程概述

1.1 工程地质

某公路工程，位于珠三角冲积平原,浅层为亚粘土和亚砂土厚度大,地下水位高,呈软塑状,并夹有多层流塑状中高压缩性粘土和亚粘土,属软弱地基土。除此外,浅层土中还有饱和亚砂土和砂土可能液化层,液化判定结果,多为液化土,其埋深多在5～6m。

1.2 软基处理方案

根据软基的不同情况,设计了不同的处理方案。①对于湿软麦田、坑塘、水沟、低洼路段的浅层软土,清除软塑、流塑状土层、泥碳类土及植物根系,换填中粗砂、砂砾、碎石、片石、开山碎石等渗水性材料至原地面后进行路基的填压施工。②对于基底湿软又填土较高的桥头地段或填方路堤段,采用水泥粉喷桩处理,以此提高地基承载力和减小地基沉降变形。

1.3 水泥粉喷桩的设计要求

桩径:50cm。桩长:均要求全部穿过软塑土层,桩底应达到硬塑亚粘土、密实状亚砂土及残积风化土等持力层内,施工时可根据持力层深度调整桩长,一般为6～8m。桩距:按正三角形布置,施工的水泥为大于32.5级的普通硅酸盐水泥,桩体水泥掺入量不小于50kg/m。桩身强度:90天龄期无侧限抗压强度不低于1600kPa。

2水泥深层搅拌桩在软基处理施工质量控制

2.1 试桩

(1)深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,应通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。

(2)深层搅拌桩施工是藉搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。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。

(3)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。试桩检验可采取7天后直接开挖取出,或至少14天后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。

2.2 施工前的准备工作

(1)通过设计资料,现场考查及向群众了解掌握施工场地的地质情况,有无地下障碍物如大石块、管线等。

(2)测量放样。依据路基中桩进行粉喷桩桩位的放样,放样时根据设计图纸及路线中桩、控制桩,以正三角形布置桩位,现场用钢卷尺定出每一根桩的桩位,用竹签插入土层标定位置,桩位偏差不得大于5cm,并绘制桩位点状布置图,桩位进行编号。

(3)检查设备和施工机具,确保良好,根据桩位布置区域,合理选择就位位置,安装调试好设备。

2.3 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→至工作基准面以下0.3m→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。

2.4 工艺参数的确定

通过试桩可确定施工工艺参数,基保包括确定搅下钻深度、钻进速度、空压机的压力范围、喷粉搅拌的提升速度、水泥用量、重复搅拌速度的参数,确定下钻和提升的难议程度。通过试桩确定的施工工艺参数为:

(1)钻进速度V下钻≤1.0m/min。

(2)提升速度V提升≤0.8m/min。

(3)搅拌速度V搅拌≤30～50转/min。

(4)水泥掺入量50kg/m,水灰比为0.7,水泥浆比重为1.67g/cm3。

(5)送灰管的长度不大于80m。

(6)送灰管内的空气压力为0.2～0.4MPa。喷灰时P=0.4MPa,停喷搅拌时P=0.2MPa,对于含水量较高的软土,喷粉压力就降低至<0.2MPa。

2.5 施工质量控制要点

(1)施工场地的平整,清除杂物,挖出地下障碍物。场地低洼处回填夯实整平,满足机械的行走和置平要求。

(2)施工前准确测放轴线和桩位,并用竹签或木桩标定,桩位布置与设计图纸误差不大于5cm。

(3)为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

(4)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。

(5)严格控制钻孔深度、喷粉浓度、喷粉量,确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。深度误差不大于5cm。

(6)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。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时,不得进行下一根桩的施工。

(7)应确保P0.32.5#水泥的质量,严禁使用过期、受潮、结块、变性的劣质水泥。

(8)严格控制施工中水泥的用量在规范允许误差范围内,每台桩机组及时作好水泥台帐,写明每天进水泥量、施工完成延米数、水泥耗用量、剩余水泥量,每批水泥用完均做到有帐可查,数量准确,并有专人负责。

2.6 质量通病的解决方案

粉喷桩施工过程中经常会出现各种各样的问题,也就是常说的质量通病。主要有断桩、喷粉不均匀、未达到设计深度、复搅不到位等。

(1)粉喷桩在成桩过程中,如发生断桩影响桩身质量时,应立即采取补喷措施,补喷重叠长度不少于1.0m。如发生局部喷粉量不足,采取措施同上。特别困难时以电流表读数明显变化时为准,但在提升喷灰前要有等待送粉到达的时间,防止断桩,否则就应重新打设。

(2)粉喷桩要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层,并深入硬土层50cm,持力层深度除个别局地质资料外,还应根据钻进时电流表读数值来确定,当钻杆钻进时电流表读数明显上升,说明已进入硬土层,如持续50cm以上则说明已进入持力层。如这际施工桩长与设计桩长不相符时应遵循以下原则:

①如达到设计桩长仍未穿透软土层时,应继续钻进,直至深入下卧硬土层为目。

②如未达到设计桩长在探明确已钻至硬土层的情况下,至少应深入硬土层1.0m。

2.7 施工管理

(1)现场管理

本工程施工实行项目经理负责制,由项目经理部组织技术、计量、材料等有关人员参与工程的施工管理,并制定详细管理及质保体系,负责本工程施工场地的清理、平整,现场对所有桩机进行编号,以加强管理。

(2)原材料控制管理

①项目经理部及软基分设专职技术员1名,与各桩机协调、作好水泥台帐。

②为确保工程所用材料的质量和数量,抓源头管理,本工程所用水泥进场前均提供质保书(出厂合格证),并由专人验收后报监理组确认合格后方可进场。