宁德市蕉城宏鑫交通工程投资有限公司 福建宁德 352100
一、项目概况
本项目路线全长5.45km，道路等级：公路一级；设计车速：80km/h；路基宽度：24.5m；设计荷载：公路-Ⅰ级；路面结构类型：沥青混凝土路面。公路路线主要沿海滩通行，地质情况多为海滩淤泥。软土路段主要分布于冲海积滩涂路段和局部山间阶地地段。路段冲海积海岸海滩地貌，地表多为滩涂及养殖区，受潮水涨落潮影响，海滩面由线路横向右侧向左侧微微倾向大海，横向坡度较小，沿线路纵向较平缓。
二、软基分布状况及处治原则
桩号K2+700～K3+640段，表层淤泥厚度在20～26m，含1～3m卵石夹层或5m粉质黏土层，下部还有一层8～20m厚淤泥及淤泥质黏土层，平均填土高度在5.2～6.7m左右，为靠海侧路基，考虑搭设围堰打桩平台后采用钉形双向水泥搅拌桩+1.0m砂垫层+土工格栅处理。钉形双向水泥搅拌桩考虑采用智能监控及自动化制浆系统后，对于施工质量有了较大的保障，便于后期的监测、检测。
三、处理方案
钉形双向水泥土搅拌桩是指在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。钉形水泥土双向搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、软粘土及无流动地下水的松散砂土等软弱地基，其具有显著的桩体作用，可以大幅度提高地基承载力，很好地控制路基的工后沉降，
四、钉形水泥土双向搅拌桩布置
本项目钉形水泥土双向搅拌桩扩大头直径1.0m，下部桩体直径0.6m，扩大头高度根据填土高度和地质情况采用5m～6m两种型式，下部桩体桩长9m～21m，桩间距按正三角形布置，桩顶铺设1.0m厚褥垫层夹铺2层土工格栅。
钉形水泥土双向搅拌桩在平面上呈正三角形布置，道路红线范围内桩间距根据填土高度、软弱下卧层土质条件、构造物情况取1.5m～1.8m。
五、材料要求
①桩体材料要求
水泥：钉形水泥土双向搅拌桩水泥采用42.5R级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥作为固化剂，其性能必须符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）的相关规定。水泥储存时间超过3个月时应重新取样试验，并按其检验结果使用，使用前报监理工程师批准。
②垫层
修整桩头后反开围堰打桩平台填砂至路基在桩顶形成100cm厚砂垫层作为褥垫层。褥垫层厚100cm夹两层双向钢塑土工格栅加固。垫层铺设为：30cm砂+双向钢塑土工格栅+30cm砂+双向钢塑土工格栅+40cm砂。砂垫层质量要求：砂料要求为含泥量不大于5%的中砂或粗砂，其渗透系数不小于6×10-3 cm/s。
③土工格栅
软基处治中采用的土工格栅均为双向钢塑土工格栅，要求：纵横断裂延伸率≤3%，纵横向抗拉强度≥100kN/m，摩擦系数≥0.6，幅宽≥4m，结点剥离力≥300N，搭接宽度大于20 cm。土工格栅宜采用搭接法连接，横向搭接长度不宜小于0.2m，纵向搭接长度不宜小于0.5m，并采用土钉锚固。在不同处治方案的交接路段，土工格栅应相互搭接10m。
六、钉形水泥土双向搅拌桩施工工艺
①施工顺序
搭设围堰打桩平台→整平场地→水泥土搅拌桩施工→桩头修整→铺设砂垫层
②钉形水泥土双向搅拌桩施工工艺流程图。
③施工工艺说明
a)搅拌机就位：搅拌机到指定桩位并对中；
b)喷浆下沉：启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直至扩大头设计深度；
c)施工下部桩体：改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片收缩到下部桩体直径，喷浆切土下沉：两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度，在桩端应就地持续喷浆搅拌30s以上；
d)提升搅拌：搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面标高；
e）伸展叶片：改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头径；提升搅拌：提升钻杆，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上；
f)切土下沉：搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵，向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；
g）提升搅拌：关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标以上，完成单桩施工。
④打桩顺序的一般要求
a)若施工场地一侧靠近建筑物，应从靠近建筑物一侧由近向远施工。
b)若施工场地一侧靠近边坡，应从靠近边坡一侧由近向远施工，在坡边施工时应采取可靠的防护措施，防止边坡失稳和机械安全。
七、智能监控
水泥土搅拌桩施工质量监控与分析信息化技术数据的采集，主要以全自动水泥浆制备到水泥土搅拌桩施工的全过程作为管理对象，运用质量动态管理的方法，采用软硬件结合的手段，通过改造或利用现有的各类设备，充分利用基于物联网架构的传感技术和基于互联网的传输技术，将水泥浆的制备过程、搅拌桩的施工成桩过程等数据信息进行实时采集，并采用无线网络传输，通过通信模块及时上报到服务器，动态、真实地反映工程质量状况，有效防范假数据、假资料等弄虚作假行为，实现各方（建设单位、监理单位、施工项目部、政府质监部门）对工程质量的动态控制。
具体通过下述方法实施：
（1）现场数据采集系统：施工现场设备通过与各监测参数相对应的传感器件和现场记录仪连接，现场记录仪内设无线信号发射器。
①现场调试与运行操作
仪器安装完毕后，开启记录仪，根据记录仪数据对各传感器信号进行校正清零。开启搅拌桩机试钻，观察记录仪是否监测到数据，判断各传感器是否正常运行。
登陆互联网客户端，输入口令密码后查看系统是否正常运行，对比客户端数据与记录仪监测数据是否同步。
确认软硬件均正常后，开始正式试桩。试桩进程为：
A启动桩机，对准桩位，开启送浆泵，待桩机钻头至桩顶设计标高时，按下记录仪“开始”按钮；
B一根桩施工完成，待桩机钻头提至桩顶设计标高时，按下记录仪“结束”按钮，则一根桩的在线监测完成；
C施工下一根桩时，重复上述步骤。
②客户端实时监测
A登陆互联网客户端，添加项目名称、桩号等详细信息，监管中心将客户端口令分配至业主、施工、监理等部门；
B现场按下记录仪“开始”按钮后，各客户端开始同步在线监测，对关键参数的实时数据与设计理论值进行对比，如差距超出允许误差范围立即反馈至施工现场，实现监测与控制的目的；
③现场按下记录仪“结束”按钮后，系统则自动结束该桩位监测，记录报表保存于系统中，各客户端可自行下载打印查阅；
④施工下一根桩时，系统自动与现场同步。
（2）信号传输系统：无线信号发射器将数据信号接入电信网络，由电信基站将数据信号发送至电信服务器后，再经过互联网连接公网服务器，公网服务器备有数据库系统存储数据并可随时调用；
（3）监管中心：发达的互联网技术将数据传输至监管中心；
①监管中心负责对整个系统的控制，可同时监控分布于各个项目的对应系统，一旦某项指标不满足要求，监管中心便可发出指令反馈至项目现场；
②监管中心同时为各客户端提供真实可信的接收自施工现场的数据，接收客户端经确认正确的请求后便释放数据，整个过程严谨可靠，能够做到数据的不泄露。
论文作者:黄金华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/2
标签：水泥论文; 双向论文; 记录仪论文; 土工论文; 叶片论文; 格栅论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第36期论文;