郑大意
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摘要:本文通过工程实例对水泥搅拌桩在市政道路软基处理中的施工技术与质量控制要点进行了分析与探讨,以供同仁参考。
关键词:市政道路工程;软基处理;水泥搅拌桩;技术要点
一、前言
随着城市建设的不断发展,市政道路工程的建设也日益增加。在市政道路施工中,为了满足市政道路路基沉降的要求,常常需要对软土地基进行处理。水泥搅拌桩作为技术较为成熟的软基处理方式,以其施工速度快、施工操作简单、施工震动小等特点,在软基处理中具有广泛的应用。某市政道路工程全长2.89km,宽50m。该道路路基软土层主要以淤泥质粉质粘土,灰黑色,很湿,软塑,局部流塑,含有机质,上部覆盖杂填土、淤泥、细砂、耕植土。该道路的大部分路基地基是软土层,按设计图纸要求采用水泥搅拌桩处理。搅拌桩基桩桩径为50cm,水泥掺量55~60㎏/m,呈正三角形布置,一般路段车行道范围桩间距1.4m,桥台背后30m范围桩间距1.1m。搅拌桩桩顶设置30cm厚的碎石垫层及一层双向土工格栅。该道路软土路基处理工程量:换填砂性土84813.9m3,换填石屑9630.7m3,换填开山石47881.4m3,水泥搅拌桩72748m。下面就对水泥搅拌桩在市政道路软基处理中的施工技术与质量控制要点进行了分析与探讨,以供同仁参考。
二、市政道路软基处理质量要求
搅拌桩加固剂采用42.5水泥,水灰比为0.55,成桩桩径大于500mm,水泥用量为65kg/m。成桩后顶面高出设计标高约50cm(地基开挖后凿除至设计标高);桩体强度(28d龄期)≥0.8mPa,单桩承载力≥140kN,搅拌桩施工后复合地基承载力≥160KPa。
三、水泥搅拌桩施工主要技术要点
(1)施工准备
1)清理场地。开始施工前,要根据设计图及施工技术规范清理场地,清除地表及以下各种障碍物(包括建筑垃圾、地下管线、电缆等),不得回填杂填土或生活垃圾。清理完成的场地要维持平整,做好报验单,由监理工程师验收及签字认可。
2)布桩图的设计。按照设计图并根据各环节里程设计布桩图。布桩图上标出线路中心、路基底宽线、里程以及各桩编号,并确定出设计桩长,布桩图报监理工程师、设计方验收确认,按已验收确认的布桩图到现场放线施工。
3)测量放样工作。由设计方提供的水准点以及导线点,施工前应由监理工程师及甲方进行复核,经确认后投入使用。按照施工设计图,针对原地面以及孔口标高,搅拌桩桩位等开展测量放样。做好测量放样报验单,放样记录要经监理工程师及甲方的抽样检查,通过监理工程师及甲方签字确认。
4)组织材料及搅拌桩施工设备进场,进场水泥必须具备出厂合格证,并经现场取样送试验室复检合格,材料存放场地及搅拌桩施工设备要充分满足施工需要,现场布局合理,并向监理工程师报验。
5)检验水泥土强度。施工开始前要深入掌握所有施工现场的实际地质条件,合理选择土层位置,通过钻孔获取部分试样土开展含水量,水泥土配合比强度,软土物理性质及有机质含量试验,以判断软土性质以及设计水泥土强度有没有符合标准。试验结果要尽早按照书面报告形式提供给监理工程师及甲方进行核实,若和原地质钻探资料及设计不一致,要及时告知设计单位。
(2)工艺性试桩
搅拌桩开始施工前一定要分区段开展工艺试桩,为确保施工方案的经济可行,在地基处理施工前,先进行工艺试桩,以检验机具性能,确定施工操作技术参数及相关成桩经验,用以指导地基处理施工。关于成桩工艺试验桩数量,最少要5根,且必须待试桩成功后方进行水泥搅拌桩正式施工,该工程选取10根,成桩28d后,截掉成桩桩顶至桩顶预计设计标高,从设计桩顶开始,从上至下按直径d=110mm,高度h=100mm取芯三个试件。①水泥掺量为15%芯样的抗压强度达到设计强度的90%;②水泥掺量为18%芯样的抗压强度达到设计强度的110%;③水泥掺量为20%芯样的抗压强度达到设计强度的140%;④根据试桩钻孔取芯桩身的完整性、均匀性和强度,经综合比较,从桩头2m以下桩身选用水泥掺量为18%配合比为施工配合比;桩身上部2m范围选用水泥掺量为20%配合比为施工配合比。
试桩结束后,提交成果报告,并经监理工程师审查批准后,作为该区段搅拌桩施工的依据,工地技术主管负责监督搅拌桩的施工。
(3)施工技术要点
1)钻机就位与调直。组装架立搅拌桩机,检查液压系统、电气系统、喷浆系统试调情况及喷浆管路的密封情况,对准桩位,调平机身,以保证桩的垂直度。
2)钻进。启动主电机钻进,待搅拌钻头接近地面时,启动压浆泵向管内送少量浆,钻机下钻预钻孔。
3)钻至设计标高。当深度尺盘达到预定值后,停止钻进,钻头反转,但不提升,等待送料。
4)送料。喷送拌好的水泥浆(经过筛网过筛,杂除块后存入储浆罐备用。水泥浆从调制至喷浆的时间,一般不超过30~45min)。
5)提升钻头。确认加固浆液已到桩底后提升搅拌钻头(一般在桩底停滞2~4min,即可保证加固浆液到达桩底)。
6)停止提升。搅拌钻头提升到桩顶后,在原位转动2min,以保证桩头的均匀密实。
7)重复喷浆及搅拌。在注浆的情况下将搅拌钻头边旋转边向下钻至设计标高进行第二次喷浆和第一次搅拌,然后继续注浆再提升至桩顶进行第三次喷浆和第二次搅拌。在注浆的情况下将搅拌钻头边旋转边向下钻至设计标高进行第四次喷浆和第三次搅拌,然后停止注浆再旋转提升出地面进行第四次搅拌。
8)停机及移位。将搅拌钻头提升到地面以上,停止主电机,填写施工记录。利用液压系统,将桩机移到下一个桩位继续施工。
四、水泥搅拌桩施工质量控制
(1)加强质量教育,提高全员质量意识,严格按照设计图纸与施工组织设计要求组织施工。开工前由项目经理向全体参加施工人员进行详细的技术交底,使施工人员熟悉本工程设计、质量标准和施工工艺要求。
(2)各班设专职技术人员,检查施工质量,严把每道工序质量关,强化工序管理、严格工序控制。
(3)深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比,水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量,必须符合设计要求。检查项目:检查出厂证明、合格证试验报告及施工记录。
(4)深层搅拌桩的深度、断面尺寸、桩身强度必须符合设计要求。①检验方法:成桩7天后,采用浅部开挖桩头,目测检查搅拌的均匀性、量测成桩直径,检查量为总桩数的5%。②荷载试验:达到28天龄期后进行单桩复合地基竖向抗压静载荷试验,要求复合地基承载力达到100Kpa,检测数量位总桩数的0.5%-1%。③桩身取样强度检验:成桩28天后,采用双管单动取样器钻取芯样,鉴定持力层土性,评价搅拌均匀性,做水泥土无侧限抗压强度试验,要求其推算90天无侧限抗压强度达到1.0MPa。芯样直径不宜小于80mm,钻入持力层深度不应小于3倍桩径。检测数量为总桩数的0.5%。
五、结语
总之,本市政道路软基施工质量控制中,施工单位严格把关施工的每一个环节,在实施过程中结合工程的实际地质条件与经验数据,通过试桩对设计参数进行验证和必要的修正,取得了好的施工效果,保证桩的质量,解决了软基问题,保障了市政道路性能。
参考文献:
[1]苏卫峰.水泥搅拌桩在市政道路软基处理中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(11)
[2]郝玉连.水泥搅拌桩在市政道路软土地基加固中的应用[J].工程技术:全文版,2016(21):00173-00173