水泥土搅拌桩试验段施工技术

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一、工程概况

1、工程地质情况

根据勘察资料显示,本试验段施工区域地基土层分布特征自上而下分别描述如下:

① 人工填土:多为素土及部分塘泥组成,松散。填土厚度在1.0~3.0m 深度范围内。

② 灰黄色亚粘土:可塑~硬塑,中等压缩性。

③ 灰色淤泥质粉质粘土:饱和,流塑,高压缩性,局部为淤泥,该段为主要软土层,厚度为17m—5m不等。

④ 灰色淤泥质粘土:饱和,软到可塑,中等压缩性。

⑤ 灰色粘土:局部为粉质粘土。硬塑,中等中偏低压缩性,含铁锰结核,分布连续,总体土质较好。

2、水泥土搅拌桩概述

水泥土搅拌桩系指利用水泥等材料作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在软土地基深处,就地将软土和固化剂强制搅拌,由固化剂和软土之间产生一系列物理和化学反应,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体,从而提高软土地基的承载力,减少地基沉降。

  大量工程实践表明:水泥土搅拌桩具有施工简便、工期短、振动小等优点,在软土地基处理工程中得到广泛应用。

  但在应用过程中也发生了不少工程质量事故,造成对水泥土搅拌桩的成桩质量及其对软土地基的处理效果产生怀疑,许多地方对水泥土搅拌桩施工技术持慎用、甚至限用的态度。

由于常规桩存在搅拌的不均匀性、浆液上冒、受力不合理等现象,为了改善这些缺点,南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司与东南大学岩土工程研究所合作研制出双向搅拌桩这种新工艺,为了积累不同地质条件下的处理成果进行对比分析,及进一步完善工艺,江苏省高速指挥部拟在XX线做一科研项目,桩距及水泥参入量按原设计,水灰比按试桩结果,以验证双向搅拌桩的均匀性及受力特点。

二、设计方案

华东XX高速公路试验段位于里程号:K4+680至K4+760,桥头过渡段。设计采用¢500的双向搅拌桩,桩间距1.5m~1.8m,桩长21m~9m,梅花型布桩。主要双搅桩的工程量见下表:

名称

深度

根数

总长

水泥掺入量

水泥用量

双向搅拌桩

21m~9m

2018

32288m

50kg/m

1615T

材料要求:采用的固化剂为32.5级普通硅酸盐水泥,添加剂为纯净的生石膏粉,水泥用量为50kg/m,生石膏用量为水泥用量的2%。

三、施工

1、施工前期准备

1)、根据项目部提供的现场定位线确定出施工桩位中轴线,布置好桩位图,报项目办审批。

2)、工程开工前,项目经理部组织有关人员参加设计交底,熟悉工程图和工程地质资料。

3)、施工前应做好管线调查,若施工场地有管线需做好管线保护工作。www.tmgc8.com

4)、做好路基周边的排水布置。

5)、施工前应做好机械设备安装、调试检查工作。

6)、做好供水供电、夜间照明等工作。

7)、开工前办理有关施工手续及申报工作。

8)、施工场地布置

施工场地布置按照文明施工的要求及总体进度安排,并根据场地的实际条件,在施工现场准备二台桩机,并分别设置二个水泥浆液制拌站及水泥库。施工用电计划为200KVA,施工用水计划为100 m3/d。

试桩

为了更科学的指导施工,严格控制钉形与双向水泥土搅拌桩施工质量,在正式施工前,必须进行现场试桩,其目的是:

a. 检验室内试验所确定的配合比、水灰比是否合适;同时合理选择喷浆口的位置及大小(供参考的喷嘴口的位置在叶片的2∕3处,喷浆口大小按现场测定);

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情况。

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、下沉、复搅提升速度等参数。

g. 验证钻头叶片的角度设置;

h. 验证成桩的均匀度及桩径大小。

五、施工工艺、施工方法及检测方法

1.双向搅拌桩施工工艺

双向水泥土搅拌桩采用二搅一喷施工工艺,具体施工顺序如下图所示:

                             

                                        双向搅拌桩施工工艺流程图

a) 桩机就位:放线、定位,安装打桩机,移至指定桩位并对中;

b) 喷浆下沉:启动搅拌机,使搅拌机沿导向架向下切土,同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆,两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体,直至设计深度,在桩底持续喷浆搅拌不少于10秒;

c) 提升搅拌:关闭灰浆泵,提升搅拌机,两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土,直至地表或桩顶以上50cm;

d) 桩顶处理: 桩顶1.0~1.5m的范围内进行二次喷浆搅拌,并人工修整,做好养护。

2.准备工作

(1)做好试桩工作,确定施工中各项参数,至少不得少于3根。

(2)本工程为桥头过渡段,在K4+690处有六根钻孔灌注桩。开工前,要找出灌注桩的位置,做上标记。

(3)施工现场应予平整,必须清除地上和地下一切障碍物,如地面破碎范围较大时,造成地表面土体松软,应铺设楞木,防止搅拌桩机械下沉失稳。

(4)施工机具准备:按操作规程进行机械组装,合理建立灰浆供应系统(包括工作平台、灰浆搅拌机、灰浆泵和灰浆桶),并作试运转。

(5)定位放线,测量人员按图纸,定出搅拌桩中心线,用石灰线标出桩位,并合理分配好施工班组。

(6)制备水泥浆: 双向搅拌桩机预拌下沉同时,水泥浆液制备。浆液配比(重量比)按试桩结果。

3.施工技术要点

(1) 严格控制设计要求配制浆液。

(2) 土体应充分搅拌,严格控制下沉速度,不得超过0.5m/min,使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。

(3) 浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按预定配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30 秒再倒入存浆桶。

(4) 水泥土搅拌桩施工时,钻头提升速度不得大于0.8m/min,其垂直度偏差不得超过1.5%。www.tmgc8.com

(5) 压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管道不能堵塞,全桩须注浆均匀,不得发生夹心层。发现管道堵塞,立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具下沉1.0m 后方能注浆,恢复正常搅拌,以防断桩。

4、施工中主要技术参数

序号

技术名称

技术参数

1

钻进速度

0.5~0.8m/min

2

提升速度

0.7~1.0m/min

3

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