关于深层水泥搅拌桩处理沿江公路软基的设计和质量控制
水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制研究

水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制研究1. 引言1.1 研究背景水泥搅拌桩软基处理是一种常用的地基处理方法,通过在软弱地基中钻孔灌注水泥浆料,形成水泥桩,在桩与桩之间形成水泥土梁,从而增加地基土的承载力和稳定性。
水泥搅拌桩软基处理广泛应用于各种工程领域,如建筑、交通、水利等,具有简便、经济、效果好的特点。
在水泥搅拌桩软基处理施工过程中,由于材料、设备、技术等方面的限制,容易出现施工质量问题,如水泥桩质量不达标、桩间水泥土梁强度不够、施工现场管理混乱等。
这些问题会影响软基处理工程的成果和效果,甚至可能导致工程质量事故。
对水泥搅拌桩软基处理施工质量的控制具有重要意义。
通过对水泥搅拌桩软基处理工程施工过程中的质量控制、常见问题及解决方法、关键技术控制、现场管理等方面进行研究,可以有效提高工程质量,保障工程安全,促进工程的可持续发展。
1.2 研究目的水泥搅拌桩软基处理是一种常见的地基处理方式,其施工质量直接影响到工程的安全和可靠性。
本研究旨在探讨水泥搅拌桩软基处理施工质量控制的关键问题,以提高工程施工质量和效率。
研究目的包括:1. 分析水泥搅拌桩软基处理施工中存在的质量控制难点和问题;2. 探讨解决这些问题的有效方法和技术;3. 总结水泥搅拌桩软基处理施工的关键技术控制要点;4. 分析施工现场管理的重要性和作用;5. 研究施工质量监督和检验在工程中的关键作用。
通过深入研究水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制,本研究旨在为相关工程施工提供有益的经验和建议,为提高施工质量和工程效能提供理论支撑。
本研究也将为未来水泥搅拌桩软基处理相关领域的研究提供参考和启示。
1.3 研究意义水泥搅拌桩软基处理是土木工程中常见的施工技术之一,对提升软土地基的承载力和稳定性起着至关重要的作用。
在实际施工中,由于材料选择、施工工艺、工程管理等方面存在一定的难点和挑战,导致工程质量难以保证。
进行水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制研究具有重要的意义。
水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的应用与质量控制

水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的应用与质量控制发布时间:2021-08-04T14:24:53.783Z 来源:《建筑实践》2021年9期作者:仲敏[导读] 软土地基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。
仲敏中铁建大桥工程局集团第四工程有限公司黑龙江省哈尔滨市 150001摘要:软土地基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,才能确保工程质量。
本文主要对水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理中施工技术的要求及应用进行了分析。
关键词:水泥搅拌桩;软土地基处理;试桩;要求;应用引用水泥搅拌桩是用于加固饱和软粘土的一种方法,就是利用水泥、水配制成浆液等作为固化剂,用专用的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。
美国在二战后研究开发成功一种就地搅拌桩(MIP),1953年日本从美国引入这种方法,国内在1977年10月开始进行深层搅拌桩的室内试验和施工机械的研制工作。
由于水泥搅拌桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗竖向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,目前在公路建设领域应用得较为广泛【1】。
文章对水泥深层搅拌桩施工工艺流程、设计参数及要求、施工控制、质量检验等控制环节做了详细分析,供同行参考。
一、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。
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,搅拌后的调整不够牢固;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。
水泥搅拌桩软基处理的质量控制

水泥搅拌桩软基处理的质量控制摘要:在现代建设中水泥土搅拌桩法被广泛应用,本文结合工程实例分析了水泥搅拌桩技术应用于某工程软基处理。
关键词:软土地基;水泥搅拌桩;软基处理1 工程地质概况本项目段水量丰富,水位埋深1.0~10. 0m,对混凝土无侵蚀性,软土地基处于河谷漫滩地,一般地质分层(由上而下)为:(1)低液限粘土:灰黄色,厚度小于1~1.5m,呈硬塑状,为硬壳层且有湿陷性,地下水位埋深多小于2.1m,容许承载力α=80~120KPa,极限摩阻力T0=30 KPa。
(2)灰黑色淤泥:流塑一般厚度4~6m,含水量49.6%~92.1%,[δ0]=60KPa,孔隙比e=0.396~0.688,压缩系数:0.11~0.19(Mpa),内摩擦角4°。
(3砂砾石:中密,含水量饱和,允许承载力280KPa,极限摩阻力140KPa。
2方案比选2.1 设计标准软弱地基上的路堤设计主要是以工后沉降及稳定为控制指标的。
软弱地基在荷载作用下沉降变形的主要部分为主固结沉降。
主固结沉降采用分层总和法计算。
规范规定路面设计使用年限内残余沉降(即工后沉降) 要求为:桥台与路堤相邻处不大于10 cm;一般路堤不大于30 cm。
在软弱地基上的路堤,其稳定验算及沉降计算,多用电算程序进行,在此不再赘述。
软弱路段的涵洞或箱型通道,基底处理后,要求其复合承载力达到设计标准值外,还要求该处软弱路堤的残余沉降不大于20 cm。
2.2 几种方案的比较(1)采用塑料排水板及铺砂砾垫层的排水固结方案,经做试验观测,承载力达不到设计要求,沉降量大。
(2)采用土工布及铺砂垫层,经做试验观测,承载力达不到设计要求,且沉降量较大。
(3)选用水泥搅拌桩固结处理,桩尖坐在砂砾石层上,经试验观测,承载力大于340KPa,沉降量较小,且经济,施工速度快。
3 水泥搅拌桩的设计要求桩径:50mm。
桩长:要求打穿淤泥层,在砂砾石层上,一般11~15m。
桩距:1.5m×1.3m(排距),等腰三角形布置;桥头20m内及涵洞基础:1.5m×0.75m(排距);水泥掺入量:搅拌桩水泥用量不小于50kg/m;桩身强度:90d龄期无侧限抗压强度1900KPa;复合地基承载力:280KPa。
浅谈深层搅拌桩处理软基的质量控制措施

深层水 泥搅 拌桩 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 部
就地将软土 和 固化剂 强制 拌和 , 使软土 硬结而 提高 地基 强度 。这 种处理 方法 适用 于处理 地 基软 土 , 处理 效果显 著 , 处理 后可很 快投入 使 用 。由于深 层水 泥搅拌 桩具 有能 有效减 少 总 根桩 。 沉 降量 、能承受 较大 的加荷 速 率、 抗侧 向变 3 2 设计参 数及 要求 . 形能 力强 、可大 大缩 短 施工 期等 优 点 ,目前 ( ) 掺 入 比 >1 % 1泥 2 在 公路 建设 及房 屋建筑 等领 域 广泛 应用 。 ( ) 内配 合 比 设 计 2室 7 d无侧 限抗压强 度 : u≥ 0.MP , q 8 a 1工 艺性试桩 2 d无侧限抗 压强度 :u≥ 1 6 a, 8 q .MP () 1 深层搅拌水 泥桩适 用于处 理淤泥 、淤 9 d无侧限抗压 强度 : u≥ 2.MPa; 0 q 4 泥质土 、泥炭土 和粉土 。当用 于处理 泥炭 土 ( ) 场质 量检测 3现 或地下水具有 侵蚀性时 , 应通过试 验确定其适 2 d取芯强度 : 8≥ 0 8 8 R2 .MPa , 用性 。冬季 施工时 应注 意低 温对 处理效 果 的 9d 0 取芯强 度 : 9 ≥ 1 2 a 单桩承载 R 0 ,MP , 影响 。 力>2 0 P , 合地基承 载力>1 0 P 。 1K a复 7 k a () 2每个标段的试桩 不少于 5 , 根 且必须 待 3 3 施工质量控 制措施 , 试桩 成 功 后 方 可 进 行 水 泥 搅 拌 桩 的正 式 施 ( ) 按进入持 力 层控 制 1桩长 工。试 桩检 验采取 7天 后直 接开 挖取 出或 不 根据 “ 粉体 喷射 搅拌桩 加 固桥 头软 基试 少于 1 天 后取芯 , 4 以检验水 泥搅 拌桩 的搅拌 验研究 ”科研项 目 果 , 用搅拌桩处理 沉降 成 采 均匀 程 度和 水 泥土 强 度 。 量要减小 2 % 4 %, 且由于大部分荷载 由桩 5  ̄9 而 所以 桩周土 中孔 隙压力较 低 , 桩尖 而 () 3试桩 的 目的是 为 了寻 求最佳 的搅拌 次 体承 受 , 数 、确 定 水 泥 浆 的水 灰 比 泵 送时 间 泵 以下土 体 中的孔 隙压 力较 大 , 而且 很难消 散 , 送 压 力、搅拌 机提 升速 度 、下钻速 度以 及复 因此 , 搅拌桩宜尽量打 至持力层上( 一般控制为 4质量检测 c 0  ̄ a , 5 c 左右 。在 搅 深度等参数 , 以指导下 一步水泥搅 拌桩 的大 q=8 0 P )并 且进入持 力层 0 m 水 泥搅 拌桩 成桩 7天可采 用轻 便触 探法 规 模施工 。 施工过程 中 , 桩底 设计标高往 往与持 力层并 不 进 行 桩 身 质量 检 验 。 致 , 工单位容 易出现桩长以设 计标高控制 施 () 1 检验搅拌 均匀性 : 用轻便触 探器中附带 2深层搅拌桩施工前 的质 量控 制措 施 的现象 。根据 以往 工程 施工的经验 , 故搅拌 桩 的勺钻 , 在搅拌 桩身中心钻孔 , 出桩 芯 , 取 观察 2 1 加 强对 施工机械设备 的检 验 实际 施工桩 长应 按进 入持 力层控 制 。判 别是 其 颜 色是 否一 致 ,是 否 存 在 水 泥 浆 富 集 的 ( ) 台桩机必须 配置可 以控制桩 身每米 否进入 持 力层的 方法 可 由钻 机 钻到最深 时 的 “ 核 ” 或 未 被 搅 匀 的 土 团 。 1每 结 喷粉量 的记录器 , 且记录 器上 的任何一个可 操 下 钻速度和 电流表的读数 来判定 , 一般是 下钻 ( ) 探试验 : 2触 根据 现有 的轻便 触探击 数 作 的按 钮 和 开关 不得 用 于设 定 或 操作 时 间 、 速 度0 5 mi , .m/ n 电流值是 额定 电流值 的 1 5 ( 0 与水泥土 强度对 比关 系来看 , 2% N1 ) 当桩身 1 d 龄期 的击数 N1 0大干 1 5击时 , 身强度 已能 桩 深 度 、 喷 粉 重 量 、桩 位 编 号 、复 搅 深 度 、 以 上 复 搅次 数等 参数 , 止 伪造 施工 记录 。 防 () 2 水泥 剂量的控制 满足 设计要求 ; 或者 7 龄 期的击数 N1 d 0大干 ( ) 机上 的气 压表 、转速 表 、电流表 、 2桩 搅拌 桩的 质量 好坏 与水 泥掺 入量 的多 少 3 0击时 , 身强度 也能达 到设计 要求 。轻 便 桩 电子称 必须 经过 标 定 , 合格 的 仪表 必须 更 及 喷粉 的均匀性 有直接 的关 系 , 不 因此 , 如何 来 触探 的深度一般 不超过 4 m。 换。 计 算水 泥剂 量是控 制 的关键 。 目前一 般较 为 水 泥搅拌 桩成 桩 2 天 后 , 8 用钻 孔取 芯的 () 3 每台桩机 钻架相 互垂直 两面上分 别设 常用的 是 电子 称 重法 与钻机 深度相 结合 的计 方法 检查 其完 整性 、桩土 搅拌 均匀程 度及 桩 置两个 0. k 5 g重的 吊线锤 , 画上垂直 线。 并 量装 置 , 它能在 记录上 反映深度 、相对应每 延 的施工长 度。抽芯取样送 检 , 由实验 室做( 个 3 () 4在每台桩机 的钻 架上画上钻进 刻度线 , 米 的喷 粉量、总灰量等 。 水泥 剂量 控制主要应 组 )8 2 天龄期 的无侧 限抗压强 度试验 , 留一 标 写醒 目的深 度。 注 意以 下两 点 : 组试件做 三个 月龄期 的无侧限抗压 实验 , 以测 () 5钻头直径 的磨损量 不得大干 1 m。 c ①要保证喷粉 的均匀性 , 关键 是掌握好 钻 定桩身 强度 。钻孔取芯频率 为 1 ~1 %。 % 5 2 2 加强对原材料 的检验 . 头 的提升速度 。对 于直径 一定的搅拌桩 来说 , 对 搅拌 桩取 芯后 留下的 空 间应采 用 同等 () 桩所用水 泥必须经过试验室抽检 , 粉体 发送 器单位时 间内 水泥的 喷出量 Q 与搅 强度的 水泥砂浆 回灌密实 。 1 搅拌 满足规 范 的要求 。并 尽量 不采 用那些 产量 较 拌轴提升 速度可 由公式 来确定 : - Ⅱ/ , , Q 4 D2 R, , S V 小 质量不稳定 的小水 泥厂生产 的水泥 。 5结语 () 2 水泥 的堆 放应该 符合防 雨、防潮 的要 其中 : 钻 头直径 ( ; D: m) 搅 拌桩 通过 特制 的深 层搅拌 机械 在地 基 求, 严禁使 用过期 受潮 结块 变质的水泥 。 R: 软土 的容重 (/ ) t m ; 深部就地将 软土和 固化 剂强制拌和 , 使软土 硬 S: 泥 掺 入 比 ; 水 结而 提高 地基 强度 。这种 方法 适用于 处理 软 3深层搅拌桩施工工艺流程及质量控制措 V: 钻头 提升速 度( mi ) m/ n 土, 处理 效果显著 , 处理后可很 快投入使 用 , 在 施 ②从开始喷 灰到钻头 处出灰有一定 时间 , 工期 紧 、出于 成本 考虑不 易进 行基坑 大开 挖 考虑使用水 泥搅 拌桩进行 基 3 1 施工工艺流程 . 钻机 钻至桩 底后 , 必须 预喷停 留一段时 间 , 方 或基础土 质换填 ,
软基处理水泥深层搅拌桩的质量控制

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软 基 处 理 水泥 深 层 搅 拌 桩 的 质 量 控 制
李 建 梁
Hale Waihona Puke ’" 施工准备’ ( & " 室内配比试验 由监理单位、 设计单 位会同 施工 单位 到现场 采集 土样, 做水泥的配比试验, 测定 各水 泥土 的不同 龄期, 不 同的水 泥 掺比配方。 ’( ’" 场地平整 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 (包括大块石、 树根和生活垃圾等) 。场地低 洼时 应回填粘土, 不得 回填杂土。 ’( )" 材料检验 水泥搅拌桩应采用合格的 ,$0 % 级 普通硅酸 盐袋装水 泥 以便于计量。使用前, 承包 人应将水泥的样品 送中心试 验室 或监理工程师指定的试验室检验。 ’( *" 设备检查 水泥搅拌桩施工机械必须具备良好 及稳定的 性能, 桩机 的压力表、 转速表、 电子称必须经过标定, 所有 钻机开钻 之前 应由监理工程师和项 目经理 部组 织检查 验收 合格 后方可 开 钻。
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! 质量检验与控制% % % % % %
% % % % % % % % % % % % % % % % % % % 《 四川建材》 3**/ 年第 $ 期
搅拌使浆体与土及水得到比较完全的 接触与作用, 促使 桩体 的形成。为了确保搅拌的均匀性, 施工时要严 格掌握好 钻机 提升速度、 搅拌 叶旋转速度等。 &" !$ 水泥用量控制 搅拌桩的质量好 坏与水 泥掺 入量的 多少 及喷 浆的均 匀 性有直接的关系。在施工过程中, 监理工程师 重点注意 严格 控制水泥用量。 &" !" ’$ 现场监理应全过程旁站, 旁站过程 中, 应 随时抽查 钻 机钻进深度、 喷浆 深度、 停浆标高、 复搅深度、 管道 压力、 灰罐 内的水泥加入量、 剩余水泥量等, 并作好相应检查记录。 &" !" #$ 现场监理应及时收取记录器 打印记录, 并校 核时间、 桩号的连续 性 等, 防止 出 现弄 虚作 假 现象。每 日 施工 结 束 后, 所有打印记 录应由现场监理检查合格后签字认可。 &" !" !$ 现场监理应在每日施工结束 后对施工现 场水泥用 量 和记录器打印记录中 的水 泥用 量加以 统计、 对 比, 并记录 在 当天的监理日志中。当 两者误差 大于 !( 时, 必须 查明原 因 后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。 &" !" %$ 现场监理应核 对前 后左 右的桩 的深 度和 成桩 时间, 如果深度相差较大或相同深度的桩成 桩时间相差 很大, 则认 为存在搅拌不匀或弄虚作假, 并应采取补桩处理。 &" !" &$ 现场监理应根 据钻 杆的 提升速 度、 每台 桩机 的日 工 作数等, 确定每 日完成延米数和每根桩的 施工时间。如 果某 台桩机完成的延米数 超过规 定值 较多或 某根 桩记 录器打 印 记录显示时间少于规定值较多, 则认为存在搅 拌不匀或 弄虚 作假, 并应采取 补桩处理。
深层水泥搅拌桩在软基处理施工中的应用与质量控制

别 进行 。成 桩 7天后 桩头进行 开挖并做单 桩的承载力试 验 ,
施 工配合比最终 确定 并通 过设计 及监 理认可 ,详细作 好施
工记录。 .
4 施工 工艺
4 . 1 施 工 工 艺流 程
场 地平 整、压实一测量放线定 出桩位 复核一地 面试 喷 , 桩机就位 、对 中 ,双 向控 制 导 向架 垂 直 度 一 喷浆 搅拌 下 , 拌制浆液 、送浆 一喷浆搅 拌 提升一 重复 喷浆搅 拌下 沉 一重
施工前按照技术 规范 的要求 进行 场地 清理 ,填 压 实至 场地平整标高线位置 ,砌筑临时排水边沟 。
4 . 1 . 2 施工测量
在施工道路周 围组建 闭合导 线施 工布控 网,依 据施 工 布控网数据和设 计 图纸求测设桩位 。
4 . 1 . 3 搅拌桩机 的定位和对 中
( 3 ) 施工 的材料组织进场 , 重点检测到场水泥 , 水 泥须具 备 出厂合格证 同时现场取样送试验室 , 试验 室复检合格 方可
( 2 ) 把主要控制点 引 出于施工道路 以外 , 并在 不易 碾压 处用混凝土局部加 固保 留。 ( 3 ) 进行现场地 面标高 和桩顶标 高测量 , 对每 个桩 位进 行编号 , 便于控制施工及进行施工资料管理 。 ( 4 ) 依据桩位平 面 图及 主要轴线 , 用 全站仪 、 钢 尺量 距 , 确定桩位 。 ( 5 ) 绘制施工 布桩图。
单 桩承载力试 验桩选 择最 大长度搅 拌桩 1 5 . 5 i n的 , 按 照 三 种不同水泥用 量 的配 合 比 ( 5 5 k g / m, 5 5 . 5 k g / m, 5 6 k g / I T I ) 分
交通 、综合管网通道之一 ,须尽早完成该 道路并提 交使用 ,
深层水泥搅拌桩处理软基施工质量控制

性 等试 验报 告 , 并按 规定 频率 进行抽 检 。为改 善水 泥 和易性 , 以提高 水泥 土 的强 度 和耐 久性 , 掺 入 适 量 可 外 加剂 , 际施 工使 用 的水 泥 和外 加 剂 , 须 通 过 室 实 必
内试验 的检 验 , 合设 计要 求 后方 能使 用 。 符
12 试 . 桩
须解 决 的一 个 问题 。
收稿 日期 :0 70 -5 2 0 -12
施 工前 必 须 进行 成 桩 试 验 , 达 到下 列要 求 , 应 并 取 得 以下技 术参数 , 以指导 下一 步 正式 施 工 : 满 足 ①
作者简介: 朱玉娥( 9 O , , 1 7 一) 女 河南永城人 , 安徽省 高等级公路工程监理有限公司工程师
泥、 淤泥 质土 、 泥炭 土和 粉 土 , 是利用 水 泥作 为 固化 它
剂, 通过 专用 机械 设备 将 固化剂 灌人需 处 理 的软土 地 层 内 , 在灌 注过 程 中上 下 搅 拌 均 匀 , 间 水 泥 与 土 并 其 发 生水 化反应 生成 水化 物 , 然后水 化 物胶 结形成 凝 胶 体, 将土 颗粒 或小 土 团凝结 在一起 形成 具有 一定 强度
深 层 水 泥 搅 拌 桩 属 于加 固 土 桩 , 用 于 处 理 淤 适
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
必须 具备 良好 及稳定 的性能 , 配备 电脑记 录仪 及打 并
印设 备 , 以便及 时 了解 和控制 水 泥浆用 量及 喷浆 均匀 程 度 , 组织 检查 验收 合格 后方 可开始 施 工 。 应
1 1 3 标识 钻杆 长度 . .
短 、 后沉 降小 、 噪音 、 振动 、 工 无 无 不排 污 、 节约 大量 钢 材 等特 点口 ] 在我省 公 路 工 程 的软 基 处 理 中得 到广 ,
水泥搅拌桩施工技术加固公路软基的施工质量控制

水泥搅拌桩施工技术加固公路软基的施工质量控制摘要:随着我国经济水平的不断发展社会持续稳定地进步,我国对于公路工程的需求也越来越高。
而在公路工程的建设之中,工程地基的施工质量成为影响整个工程稳定性以及安全性的一个至关重要的因素。
在公路工程的施工建设之中,水泥搅拌桩是最为常用的基础形式,由于其具有应用广泛的特点,且在公路工程的施工建设中是以隐蔽工程的形式而存在,所以如何加强公路工程水泥搅拌桩的施工质量,从而加强基础的稳定性就成为了文章将重点探讨的问题。
关键词:公路工程;水泥搅拌桩;施工;质量控制引言在公路工程建设中,借助于专门的深层水泥搅拌机械,强制搅拌软土和水泥,增强软土硬结,改良地基强度,从而改善路基的承载能力,尽可能降低路堤出现沉降现象。
但水泥搅拌桩的施工量大、施工范围广,再加上水泥搅拌桩属于软土路基处理中一项隐蔽的工程,所以水泥搅拌桩施工质量的控制难度相对较高。
而鉴于水泥搅拌桩技术对软基处理有着优越性效果,对公路路基建设来说,非常有必要提高水泥搅拌桩的施工质量。
一、公路软土地基概述在我国沿海地区及内陆平原或山间盆地都广泛地分布着不同类型的软土,软土地基土孔隙比较大,天然含水量高,腐殖质、有机质较多,强度低,透水性差,压缩性高,所以它的承载能力远远无法满足工程设计要求,对我国沿江、沿湖以及沿海等处的公路都带来不同程度的危害。
常常因为地基变形而形成梯次,不仅不利于安全行车,而且给公路修建带来了诸多工程问题。
所以,对软地基进行处理来提高路堤的稳定性以及确保行车安全是很必要的。
现阶段软土地基处理方法各式各样,水泥搅拌桩是众多方法中的一种有效形式。
二、水泥搅拌桩的设计(一)、水泥搅拌桩的平面布置通过对施工场地及场地土层钻探研究分析,得到水泥搅拌桩最适宜的规格:在平面上呈六边形,直径采用0.5m,间距采用1.6m左右,桩身设计无侧限抗压强度大于1.2MPa。
(二)、水泥搅拌桩的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0.45左右。
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关于深层水泥搅拌桩处理沿江公路软基的设计和质量控制摘要:近年来,深层搅拌桩技术广泛应用于我国公路建设中,现将深层搅拌桩设计与施工质量管理,并根据在江苏省沿(长)江公路南通如皋段五标段工程中的实践,谈一些认识和看法。
关键词:深层搅拌桩设计施工工艺质量控制
前言:江苏省沿(长)江公路南通如皋段地处长江漫滩地区,区内软土土性为灰色淤泥质粘土,高孔隙比,高压缩性,稳定性差,且分部范围广,最大厚度近20m。
其中第五合同段原设计采用b型塑料排水板排水固结处理软基,但是由于考虑到软土地基深度及工期紧的因素,我们提出了改由水泥深层搅拌桩处理的方法,下面就
设计优点与应用效果等方面做一详细阐述。
1原设计塑料排水板处理方案的特点
塑料排水板用插板机插入软土地基后,在上部预压荷载作用下,软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺设的砂垫层再经排水
通道排除,达到加速软基固结的目的。
1.1处理深度效果可控,一般需要堆载预压,工期长,较适合于沉降稳定性软基;
1.2 一般较适用于沉降型、稳定型、沉降稳定型三种软基中的最后一种;
1.3 存在侧向挤土问题。
塑料排水板在土体中存在增加体积,可产生侧向挤土。
2水泥深层搅拌桩处理方案的特点
水泥搅拌桩是用于加固饱和软粘土的一种方法,是利用水泥、水配制成浆液等作为固化剂,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,以稳固软基,减小沉降。
2.1对于滨海相沉积、河川沉积、湖泊相沉积的软土,具有沉积厚度大,含水量高(一般在35%-85%,高者达100%以上),孔隙比大(大多大于1.0),抗剪强度低,压缩性高,渗透性或稳定性差的软土地基特点,比较适用于深层搅拌法处理;
2.2 无侧向挤土问题。
粉喷桩在土体中几乎不增加体积,故不产生侧向挤土。
2.3 加固成本低。
3方案的选择及设计注意事项
介于两种处理方法的使用范围和适用地质特点,深层搅拌桩处理本工程软基不仅在性能和预期效果上优于塑料排水板,且因不需堆载预压,可减少工期。
3.1 工程地质勘察要求
对拟采用深层搅拌法的工程,除了常规的工程地质勘察要求外,尚需特别注意查明。
3.1.1有机质含量:对于有机质含量较高的软粘土,用水泥加固后的强度一般仍较低,在设计中通常以提高置换率和增加水泥掺入量来满足地基处理要求;
3.2.2地下水硫酸盐的含量:普通水泥拌制的水泥土受硫酸盐溶
液侵蚀会出现结晶性的开裂,崩坏而丧失强度,所以应及早探明地下水硫酸盐含量。
3.2设计计算中应注意的问题
3.2.1 桩长应尽可能打穿软土,设计中有时经计算桩长可能会满足地基承载力要求而未穿透软土层进入持力层,此时设计应慎之,笔者以为在设计中深层搅拌桩一般应穿透软土层,并不宜采用“长短不一”的间隔桩;
3.2.2 桩距不宜过大,一般小于1.5m;水灰比的控制,一般
0.4-0.5,宜根据试验确定桩土应力比,一般4-10;
3.2.3 设计强度,若达不到要求,考虑添加剂的措施。
地基土的成份、含水量、有机质,可溶化盐等对水泥土强度均有影响。
3.2.4 深层搅拌桩的桩头应进行相应的处理,一般停灰面在地面下0.5m,未喷灰的50cm可考虑掺加固剂量的水泥进行处治,或推掉采用石灰、水泥土进行处理,桩顶均应设置一定强度的垫层,以减少应力的扩散。
4水泥深层搅拌桩的施工管理
4.1 室内配合比试验和工艺试验
深层搅拌桩施工前,根据相关规范要求,应进行室内配合比试验,以验证水泥土强度能否达到设计要求。
根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》,水泥土试件制作是将土粉碎过筛烘干后,加入一定数量的水和水泥,制成小试件养生6天,保水一天后,得到的强度,笔者认为,因该过程与施工流程完全不吻合,在实际施工
过程中淤泥质亚粘土在目前国内的生产设备条件下,不可能粉碎的如此细,且水泥浆与土的结合也不能如室内试验那么高。
除在地表硬壳层水泥土强度在1.0mpa左右,淤泥质亚粘土强度一般在
0.1-0.5mpa之间,这与室内配合比平均强度1.54mpa是相差甚远的。
所以笔者认为,深层搅拌桩每一段落的水泥掺入量应由工艺性试桩后,根据强度检测结果与设计强度要求作比较后选择。
4.2 工艺性试验的流程及需确定的参数
4.2.1 试验段落的选择
试验段落宜选取软土层相对较厚的、桩长相对较长的段落作为试验段落,以获得有代表的施工工艺参数。
4.2.2 施工工艺流程
(1)设备安装就位制备水泥浆液钻进到设计深度提升喷浆至地面0.3m处钻进复搅提升复搅成桩移机。
(2)设备安装就位制备水泥浆液钻进到设计深度提升喷浆至地面0.3m处钻进复搅到设计深度提升喷浆至地面0.3m处钻进复搅成桩移位。
上述两种施工工艺按设计给定的配合比每种配合比各做三根试桩,一般情况下,在同样的水泥掺入量情况下,(2)种工艺成桩效果比(1)种工艺要好,强度比(1)种工艺高1.2倍左右。
再根据不同水泥掺入量和(1)、(2)两种工艺流程成桩后的强度指标进行工程成本经济分析。
在满足设计强度前题下,选择合理的水泥掺入量和施工工艺。
4.2.3 工艺试验需确定的有关技术参数
(1)通过工艺试验应选择合适的工艺流程;
(2)验证现场施工深层搅拌桩强度能否达到设计值;
(3)确定合适的水灰比,并通过试验得出水泥浆比重,作为施工控制指标;
(4)确定机械钻进、提升速度。
4.3施工管理中应该注意的相关问题
4.3.1 施工机具的选择
深层搅拌桩由深层搅拌机、粗搅筒、精搅筒,将挤压泵,输浆管,发电机组成,生产深层搅拌机的厂家很多,但是目前大部分厂家只生产用于建筑地基处理的双头或多头小直径的深层搅拌桩机,用于公路工程的桩机一般由双头桩机或粉喷桩机改制而成。
设备进场后应检查钻杆钻速(应大于40转/分),发电机功率、搅拌机功率(应大于40kn)。
钻头直径、钻头形式(在搅拌桩功率允许的情况下,最好采用三层叶片)。
所有的计量装置应通过有权部门认可后方可用于施工。
应要求配备“水泥浆监测记录仪”,如由上海晶磊建筑仪器设备公司生产的“sjc型水泥土搅拌桩浆量监测记录仪”,操作员只需要根据控制面板上光柱的讯号,便可掌握喷浆量和成桩的均匀性,成桩后可打印出桩长,每10m水泥浆喷入量和水泥浆喷入量的曲线图。
4.3.2施工机械性能验证
在大面积施工前,应对每台机械性能进行验证。
要求每台施工机
械施工5-7根试桩,成桩后7天采用轻便触探n10进行桩身检验,可检验搅拌桩的均匀性,并可根据触探击数控制判别桩身强度,轻便触探击数如表1,水泥土7d强度一般在90天强度的0.25-0.5之间。
对水泥土搅拌不均匀,轻便触探击数较低的机械应予以清退。
4.3.3喷浆时间及钻进、提升速度的控制
(1)因从精搅筒经挤压泵至水泥浆输送到桩底高程需要一定的时间,所以在施工时前后台一定要配合好,一般在开始输浆后10秒钟钻杆方可提升。
(2)钻进、提升速度应严格按照试验所得的参数进行,钻进速度忽快忽慢,易造成土上下粉碎不均匀。
提升速度忽快忽慢易造成上下水泥浆喷入量不均匀,从而造成一根桩的强度忽高忽低的陷患。
4.3.4水泥浆水灰比的控制
严格按工艺试验确定的水灰比组织施工。
特别是在高温季节,水泥浆易结块堵住输浆管。
此时,承包人往往会加大水灰比来降低施工难度,水灰比加大后,往往会使水泥土强度降低(参阅有关规范表明,含水量每增加10%,同样水泥用量的水泥土强度会降低15%左右)。
因此,在夏季施工时,若因气温较高造成水泥浆堵管现象时,不得加大水灰比,可适当加入适当剂量的缓凝材料解决水泥浆堵管问题。
现场质检人员对每一根桩制备的水泥浆比重要进行检查,以保证水灰比指标不超过工艺桩值。
4.3.5 设计桩长的施工控制
根据现场施工桩机电流值验证设计桩长.别是设计桩长,应根据密实电流加以进一步的控制,当密实电流明显增长判断进入相对硬层时,进入硬层深度应≥0.5m,而电流值无明显变化时,应会同设计单位现场处理,一般情况下采用继续钻进增加桩长来处理。
5质量检验及验收
施工过程中必须随时检查喷灰量、桩长、复搅长度以及是否进入硬土层等,如施工中有异常,应记录其处理方法及措施。
成桩28
天后,在桩体上部(桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m)截取三段桩体进行现场桩身无侧限抗压强度试验。
5.1 检查方法主要有开挖检查、轻便动探和小应变检测、桩体试件无侧限抗压强度测试及载荷试验等。
我们先后开挖验桩108根,桩柱光滑圆顺、垂直、水泥搅拌均匀,桩体质量良好。
轻便动探275根,小应变检测136根,桩体试件无侧限抗压强度60组,单桩承载力载荷试验8根,复合地基载荷试验8组,检测结果均满足设计要求;
5.2 同时还应检测施工桩长,因为如果施工桩长达不到设计桩长可能影响后续的沉降稳定或可能产生“沉桩”现象。
因此,施工桩长能否达到设计桩长是作为判定桩合格的必要条件。
6 结束语
实践证明水泥深层搅拌桩是加固处理软弱地基土的一种行之有
效的方法。
水泥搅拌桩的施工,关键在于合理设计及施工质量控制。
本项目在施工过程中对路基沉降观测表明,水泥搅拌桩处理的软基地段,在路基土方施工过程中就基本完成了沉降,极大的减少了工后沉降、缩短了工期,保证了路基的稳定,取得了预期的效果。