摘要:粉喷桩是利用专门的喷粉搅拌钻机将水泥、石灰等粉体固化剂喷人软土地基中,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,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质复合地基的软基处理方法。本文就如何加强水泥粉喷桩在公路软土地基施工监理进行有效探讨。
关键词:软土地基,粉喷桩,施工,监理
采用粉喷桩处理软土地基,具有造价低、工艺简单、施工周期短、无振动等优点,近几年已被广泛应用于铁路、公路、市政工程、港口、码头以及工业与民用建筑等土建工程地基加固中,取得了较好的经济效益及社会效益。但是,粉喷桩在设计及施工方面人为影响因素较多,并且施工操作人员素质参差不齐,导致粉喷桩工程质量不够稳定,影响了粉喷桩的进一步推广。针对粉喷桩易出现的质量问题,探讨控制方法,确保工程质量,进一步推广应用粉喷桩技术具有重要的现实意义。
1.粉喷桩施工前的准备
1.1材料要求
粉喷桩施工过程中的粉体固化剂通常使用的是普通硅酸盐水泥。水泥必须按设计等级号进行准备,目前在粉喷桩施工中常用的水泥等级号为32.5级。水泥应使用具有出厂质量保证单厂家的产品,严禁使用受潮、过期、结块变硬的劣质水泥。
1.2施工机械准备
1.2.1钻机
钻机是粉喷桩施工过程中使用的主要机械设备。钻机一般要符合以下要求:钻机动力和扭矩必须符合大直径钻头成桩要求;能够匀速、变速提升和钻进;具备有正向钻进、反转提升的功能。
1.2.2粉体发送器
粉体发送器是粉喷桩施工中定时定量向钻机发送粉喷材料的重要设备。其原理是,空气压缩机输来的风,经气水分离后形成干风,干风在粉体发送器喉管中与发送器转鼓定量输出的粉体混合,送入钻机,并通过空心钻杆喷入地下。粉体的定量输出,由控制转鼓的转速实现,粉体的掺入量根据施工前室内试验确定,施工时通过控制钻机提升速度和钻速实现。但实际上控制气固二相流量是相当困难的,根据装在灰罐下部的电子称和装在旋转龙头上的射频异纳气固双相流计量仪的工作,基本上能够控制粉体输送量。
1.2.3空气压缩机
空气压缩机是粉体发送器的风源。在公路地基处理过中可根据公路地段的地质条件和所需加固深度来选择空气压缩机的种类及型号。
1.2.4钻头
钻头直径一般和粉喷桩直径相同。灰粉和软土在钻头叶片的搅拌下,能够充分混合。同时,钻头在反转提升过程中能够压实桩中土体。
2.施工监理重点
2.1对平面位置的复查
首先要做好对地基加固区域的整体控制 用经纬仪、 钢尺定出施工地段的边界范围。再检查每一根桩的桩位是否准确, 做到纵横两个方向都要顺直。然而, 最容易发现问题的是斜向的整齐。一般施工队放样时在每一个桩位上都插上一个小竹桩, 并涂上红漆。所以只要看一看这些小竹桩排列是否整齐即可 往往从斜的方向更容易发现位置的偏移。最后还要清点行数、列数,不使桩数量错漏。
2.2钻杆的倾斜度
由于施工场地原先未搞好平整, 钻机就容易发生倾斜。发生倾斜后应要求施工队用道木填平。但为了抢进度, 怕麻烦, 施工人员往往不愿调整就开钻。监理人员应要求在钻架吊一锤线, 便于检查垂直度。简单一点; 可以从远处观察钻架是否与周围房屋的边缘、电杆等参照物相平行。如果用目测可以感觉到钻架的倾斜,一般都要超过质量标准。
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2.3 桩底、 桩顶标高的控制
钻头是埋在地下的, 要控制钻头的深度可观察钻杆顶部的位置 先在钻机的角铁架上标出1m一段的标记, 然后看钻杆顶部上下移动的距离是否达到设计的桩长。为了抢进度, 操作人员未等钻杆下到预定位置就上提也是经常发生的。监理人员可站在操作人员视线达不到的地方耐心观察, 一经发现马上纠正。只要反复抓几次, 操作人员就不敢马虎了。
2.4对水泥质量及用量的检查
粉喷桩的质量很大程度上取决于水泥的质量和用量。因此, 对水泥质量一定要作抽样试验, 检查它的实际标号, 而不能轻信它的出厂质保单。至于在施工现场, 还要检查施工队是否具备了良好的防雨防水的临时水泥仓库。要尽量避免水泥受潮结块。水泥加入料斗前一定要过筛, 将结块的水泥, 包装袋的碎片等杂物剔除出来,否则会使送灰的橡皮管道发生堵塞。要疏通它将是一件十分麻烦的事。既影响质量, 也影响了进度。要使桩的质量合格, 每根桩的水泥用量必须准确地控制。检查方法是看每一根桩的水泥消耗量是否符合规定的要求。如一根10m长的桩要用水泥400 k g ,即8包水泥。于是当水泥放进圆锥形的料斗后就要检查一下它的顶面高度, 等打完一根桩后再检查一下它下降的高度, 看一看是否用了8包水泥。好一点的设备其料斗上装有自动称量显示装置, 可以清楚地看出单桩水泥消耗量,而差的设备则仅有一根带刻度的量杆,反映料斗中 水泥顶面在不同高度上所对应的水泥储存量。作为监理人员就要经赏去抽查水泥的耗用 量, 这 样促使操作人员较为认真地对待水泥的控制操作。但是要使粉喷桩做到每一段的水泥喷洒量都比较均匀,且无断桩, 无泥土的隔断层, 主要取决于工人在控制压缩空气阀门的大小及提升钻杆时候的熟练程度和工作的责任心。监理人员在开工初, 技术交底时, 必须向施工队讲清楚。目前应用物理方法对单根桩进行质量无损检测的做法, 尚未普遍推广应用。因此, 质量的好坏还是取决千施工队的素质。监理人员能做好水泥用量的控制, 也就基本达到要求了。目前用轻型触仪检查, 只能检查桩上部某一断面的强度。实践告诉我们, 一般成桩7天后, 只要水泥用量出入不大都能达到>3 0击/ 1 0cm 的标准。如果达不到, 应令其补桩。
2.5试验检验与评定
2.5.1粉喷桩成桩7 d后可采用轻型触探法进行桩身质量检验,用轻型触探器中附带的勺钻,在桩身中心钻孔取芯,观察其颜色是否一致,是否存在固化剂未散布或未被搅拌均匀的土团,以评定其搅拌均匀性;
2.5.2利用轻型动力触探仪的锤击数(Ⅳ1。)与混合桩强度的关系曲线,当桩身1 d龄期的锤击数Ⅳl。>15时,可判定桩身强度满足设计要求,或7 d龄期的锤击数Ⅳl。>30时,桩身强度也满足设计要求,但触探深度不宜大于4 m;
2.5.3粉喷桩成桩28 d后,由监理工程师指定相应的部位,用双壁单动钻孔取芯的方法检查其完整性、均匀性和桩长,每根桩取芯做28 d龄期的无侧限抗压强度试验,并留一组做90 d龄期的无侧限抗压强度试验,取芯频率为l%--1.5%,取芯试验结果合格率不小于90%则认为该批粉喷桩整体满足要求,合格率不大于70%则该批粉喷桩整体不合格,若合格率在80%一90%则应在该段内同等补桩,取芯的洞应采用同等强度固化剂砂浆回填密实;
2.5.4若软土层较厚或监理工程师对施工质量怀疑时,可在成桩28 d后,随机指定抽检单桩或复合地基承载力,抽检桩数不小于2%且不得少于3根;
2.5.5外观评定:群桩桩顶齐平,间距均匀,桩体圆匀、垂直偏位不大于1.5%,无缩颈或回陷,桩体无松散或夹层;
结语
由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,目前在高速公路建设领域应用得较为广泛。在施工过程中应严格按照设计规范及质量管理措施,认真处理好施工过程中的每个细节,以保证工程质量。
参考文献
[1]吴献军.软基粉喷桩加固设计及其技术参数的确定[J].山西建筑,2009
论文作者:刘艳锟,万华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/14
标签:水泥论文; 钻机论文; 固化剂论文; 钻杆论文; 钻头论文; 粉体论文; 人员论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;