浅谈湿喷水泥搅拌桩处理软土地基质量控制论文_胡歆

浅谈湿喷水泥搅拌桩处理软土地基质量控制论文_胡歆

中铁十一局集团第五工程有限公司 重庆 400037

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。

(2)水灰比的确定。

喷浆水泥搅拌桩水泥浆液水灰比由室内配比试验和现场试桩确定,水灰比控制在0.45-0.50之间,外掺剂应小于5%。

3、施工工艺

(1)原地面整平,搅拌机械就位。

(2)安装调试,待转速、空压正常后,将搅拌桩头对准方案桩位,启动电机,按照设计速度,边旋转切土边下沉钻进,直至达到加固深度。

(3)从桩底向上边提升边喷浆,直至离地面50cm,再重新搅拌至桩底,最后边搅拌边提升至地面下50cm止。

(4)关闭电源,移动设备,重复以上步骤。

(5)将地面下未喷水泥的50cm,用水泥土回填,并捣实。

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4、供参考的机械参数

(1)钻进速度v<l.0m/min

(2)提升速度:0.4-0.8m/min

(3)搅拌转数:R=30-50转/min

(5)喷浆时管道压力:0.4-0.6MPa

5、成桩试验

在正式开始施工前需要依据工程的实际进行成桩试验,进而取得相应的数据,为大面积施工质量提供保障。

6、质量控制

施工时质量控制应符合以下规定:

(1)钻头的形式和结构。在砂性土层中采用3层板状一字型平钻头,在粘性土层中采用3层薄板状一字型斜钻头,下层刀片由平置改为35。~40。,且加焊利于切土的倒三角或倒牛角刺(2)搅拌速度的控制。搅拌机下钻、复搅速度比提升速度要快,以上海三挡机型为例可调挡为“三、二、三、二”挡,提升至地面以下2m时宜用慢速,当喷浆口即将提出地面时,应停止提升,搅拌数秒以保证桩头均匀密实。(3)水泥浆液应严格按预定的配比拌制。制备好的浆液不得离析、不得停置过长,超过2h的浆液应降低标号使用,浆液倒入集料时应加筛过滤,以免浆内结块损坏泵体。(4)泵送浆液前,管路应保持潮湿,以利输浆。供浆必须连续,拌和必须均匀一旦因故停浆,为防止断桩和缺浆,应使喷浆搅拌机下沉至停浆面以下1.0m,待恢复供浆后再进行喷浆提升。如因故停机超过3h为防止浆液硬结堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。(5)施工中若发现喷浆量不足应进行整桩复打,复打的喷浆量仍应尽量大于方案用量。

7、刀桩体施工质量检验

(1)成桩7天后,观察桩体成型情况及搅拌均匀程度,做好记录,如发现凝体不良等情况,应报废补桩。(2)成桩28天后,进行钻芯取样,并进行无侧限抗压强度试验和静载试验,检测三桩复合地基承载力。

二、施工中遇到的常见问题和处理措施

(一)翻浆

在对软土含水量较小、物理力学指标较好且上覆粘土层较干燥的处理路段进行翻浆时,水泥浆易在提钻喷浆至软土层上部1~2m时溢出,一旦出现较为严重的翻浆的桩,其水泥桩喷浆、复搅都会出现不均匀的现象,经过检测就会发现成桩的质量问题,这时就需要采取一定的处理措施,一般在保证正常送浆的情况下,应当尽力减小送浆时的压力,改进钻头结构,在刀片边部切口,为桩底高压气体能量提供释放通道,提高下钻、喷浆、复搅与提钻的速度,为解决土层含水量较小的问题,下钻时可适当往孔口内注水,以增加土和水泥的结合能力,通过采取一定的处理措施,其效果较为明显,不仅有效的解决了翻浆的问题,同时还大大减少了堵管的问题。

(二)糊钻

糊钻多发生在软土上覆粘土层或软土间粘土夹层塑性指数高、含水量偏小的路段,湿喷水泥搅拌桩钻进过程中粘土紧紧包裹钻头,形成一个同桩径一样大小、高lm左右的土柱并发生堵管和翻泥饼现象。其中产生糊钻的主要原因包括两个方面:(1)粘土的塑性指数高、含水量偏小。(2)水泥深层搅拌桩的钻头有缺陷,经观察,平钻头不易将粘土切割搅碎,而是下压将土挤压成饼状,一部分沿着孔壁被挤出堆在孔口四周,另一部分被挤压粘在钻头刀片之间,形成土柱。针对糊钻进行处理时主要是改进钻头,水泥深层搅拌桩钻头由两层或三层厚板状一字型平钻头改为三层薄板状一字型斜钻头,下层刀片由平置改为35°左右,并加焊利于切土的倒三角或倒牛角刺。

(三)堵管

出现堵管主要是因以下几种原因:(1)搅拌机内残留着浆液结块未进行彻底的清理。(2)受潮结块的水泥,因筛孔有洞而混进管道内。(3)夏季浆管遭到暴晒或是在严冬遭到结冰而出现结块现象,进而导致施工中断后,管道、钻头及钻杆中的浆渣未清理干净出现堵管现象。(4)淤泥或泥块被压入喷浆管内。(5)当桩下部的压力大于管道内送浆的压力,由于反压过大将孔中淤泥挤入喷浆管内,浆液喷不出来,进而造成堵管现象。应对堵管现象一般应采取以下措施:清理管道、浆罐,结合锤击钻杆与加压,并用粗钢丝捅开喷浆口内的堵塞物。针对反压大堵管的情况,应当先提钻2~3m,再下钻喷浆。另据现场观察经验,水泥深层搅拌桩的喷浆口紧贴在下层刀片的上部安放,可相对减少堵管。

结语

综上所述,在对软土地基进行施工中采用喷湿水泥搅拌桩技术进行处理,而这施工中应当先制定相应的施工方案,在方案中应当对施工质量控制的各项措施进行明确,加强对水泥比、水灰比的控制,同时加强施工工艺的监管,不断完善质量控制制度,除此之外,对以出现质量问题的情况进行严格分析,找出原因并采取相应的措施,切实保证软土地基的质量。

参考文献

[1]臧凤强.浅谈湿喷水泥搅拌桩处理软土地基质量控制[J].四川水泥,2015(12).

[2]马军.浅析软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J].西部探矿工程,2014(01).

[3]李牛,李新春.水泥深层搅拌桩(湿喷)在软土地基处理中的质量控制[J].科技视界,2014(16).

论文作者:胡歆

论文发表刊物:《基层建设》2017年5期

论文发表时间:2017/6/16

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