水泥搅拌桩在软弱地基处理中的应用

2022-09-11

1 工程概况

佛山市顺德区快速干线网碧桂路南国路立交工程为交叉口改造项目, 工程地点位于佛山市顺德区大良镇东侧。地形较平坦, 地面多为鱼塘沟渠, 地下水位为1.0m~1.3m, 其分布的土层主要有: (1) 填筑土, 全路段分布, 仅顶层; (2) 淤泥质土, 全路段分布; (3) 粉砂, 局部分布; (4) 亚粘土, 局部分布, 呈可塑~硬塑状; (5) 淤泥质土, 全场分布, 层位稳定; (6) 贝壳层, 局部分布; (7) 亚粘土, 透镜状分布, 呈可塑状, 其中 (2) 、 (5) 淤泥质土层的孔隙率高、压缩性大、承载力低, 为双层结构软弱土层, 是引起路基不均匀沉降的最直接的地层, 是地基处理的重点。

2 软基处理施工方案

本路段解决路基不均匀沉降的主要处理土层在地基下卧的 (2) 、 (5) 淤泥质软弱土层。在确保路基的沉降满足规范要求的情况下, 确定采用水泥搅拌桩处治加固, 桩径0.5m, 桩长12m。

3 水泥搅拌桩施工方法

3.1 施工准备

(1) 水泥搅拌桩施工设备及主要人员安排。

水泥浆搅拌机一台、流量计1台 (带自动打印设备) 、泥浆比重计1个、全站仪一台、水准仪一台、铝合金塔尺一根、5 0米钢卷尺一把、磅秤1台。每台钻机配备1 2名工作人员, 其中班长、质检、安全员、记录员、机械工、电工各一名, 试验员2名、上料工2名, 钻机操作工2名。

(2) 对现场的水泥等原材料进行试验工作, 然后进行水泥搅拌桩水泥用量的室内试配设计, 并确定每延米桩体的水泥用量。

(3) 根据施工图画出桩位平面布置图, 并报请测量工程师批准。

(4) 对进场的机具设备进行组装和调试, 确保机具的完好率, 保证满足施工要求。

(5) 一切准备工作结束后, 提出书面开工申请, 并请监理人员到场进行试桩, 以确定成桩的各项技术参数。一般试桩应达到以下要求:确定好水灰比、钻进速度、提升速度、提升时的管道压力及喷灰时管道压力等技术参数。水泥搅拌的均匀程度, 成桩试验的桩数不少于5根, 本段试桩为1 0根。

(6) 试桩结束后及时整理各种技术参数, 并形成正式的试桩报告报请监理组审批。接到监理组下发的开工通知后即可挂牌进行施工。

(7) 根据试桩结果及设计要求, 水泥搅拌桩按照以下施工参数。

(1) 水泥搅拌桩每根桩完成时间为52min左右; (2) 水泥搅拌桩每米水泥的用量为5 7 k g; (3) 水灰比为0.5 5;比重1.7 6; (4) 每根桩的复搅长度为12.1m; (5) 管道压力为0.5Mpa, 钻机钻速为1 1 4 r/M i n, 提升速度为0.8 m/min~1.0m/min; (6) 灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间为1min左右 (100m的距离) ; (7) 施工电流值为2挡40A~60A, 进入持力层电流值为3挡60A; (8) 根据流量计读数, 查看喷浆量与下沉速度、喷浆均匀性等。

3.2 施工工艺流程

水泥搅拌桩施工顺序:桩机定位→喷浆搅拌下沉→喷浆搅拌上升→重复喷浆搅拌下沉→重复喷浆搅拌上升→下一根桩施工。

(1) 场地平整, 清除桩位处地上、地下一切障碍 (包括树根和生活垃圾等) ;场地低洼时回填粘土。 (2) 测放桩位:根据测量交底, 采用竹片桩插入地表并喷红漆标出每个桩的桩位。 (3) 组装架立搅拌桩机。检查主机及浆罐、管路的密封连接情况是否正常, 做好必要的调整和紧固工作, 排除异常情况后, 方可进行操作。安装钻机时, 将钻机对准桩位, 调平桩机机身以保证桩的垂直度。 (4) 拌制浆液, 选用水泥标号P.O42.5普通硅酸水泥拌制浆液, 水灰比为0.5 5, 按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于5 0 K g。每次拌和数量均不少于1根搅拌桩所需要的数量, 浆液一次用完。

(5) 第一次喷浆搅拌下沉, 启动搅拌桩机转盘, 待搅拌头转速正常后, 钻杆沿导向架搅拌下沉, 待搅拌头下沉到设计桩顶标高后, 开启灰浆泵, 通过管路送浆至搅拌头出浆口, 边喷浆下沉边搅拌, 下沉速度应通过档位调控。当钻至设计深度时, 查看是否达到持力层, 主要是看电流表是否从正常工作的40A~45A上升到60A左右, 即确定为达到持力层。 (6) 喷浆搅拌提升, 喷浆下沉到达深度后, 停止钻机, 钻头反转, 启动拉紧链条装置, 按0.8m/min~1.0m/min提升速度边喷浆搅拌边提升钻杆, 使浆液和土体充分拌和。 (7) 重复喷浆搅拌下沉, 搅拌钻头提升至设计桩顶标高后, 重复喷浆搅拌下沉至设计深度, 下沉速度不小于1.5m/min, 并在达到设计深度后, 原地喷浆3 0 s后提升搅拌喷浆。 (8) 喷浆重复搅拌提升, 下沉到达设计深度后, 采用慢速, 重复喷浆搅拌提升, 喷浆搅拌提升至设计桩顶标高以下1 m时采用慢速以保证桩头施工质量, 当灰浆到达设计桩顶标高后原位喷射搅拌3 0秒, 以保证桩头施工质量。

4 注意事项

(1) 施工中采用流量计控制喷浆速度, 注浆泵出口压力保持在0.4MPa~0.6MPa。 (2) 设备就位后必须平整, 确保施工过程中不发生倾斜和移动, 机架和钻杆的垂直度偏差不大于1.0%, 施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度, 如发现偏差过大, 及时调整。 (3) 钻机桩位对中偏差不得大于2 0 m m。 (4) 制备好的水泥浆不得有离析现象, 停置时间不超过2小时, 若停置时间过长, 不使用。 (5) 严格按照试桩确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度;为保证施工质量、提高工作效率、减少水泥浪费, 尽量连续施工, 输浆阶段必须保证足够的输浆压力, 连续供浆;如因故短时间停浆, 将搅拌头下沉到停浆点0.5 m以下, 待恢复供浆后再喷浆搅拌;如停浆4 0分钟以上, 对输浆管路全面清洗, 防止水泥浆在管路中凝结影响施工。 (6) 施工中如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时及时通知监理及设计人员, 以便及时采取补桩措施。 (7) 定期检查搅拌叶片的直径大小, 如因磨损使叶片直径小于设计桩径时更换叶片。