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摘要:建筑工程施工过程中,常遇到软弱等地质土层,需要对其进行加固处理,才能满足工程施工需要。水泥搅拌桩技术是常用的地基加固处理方法之一,其具有强度高、抗震性能好、施工质量高、施工范围广等特点,对软基加固处理效果明显。文章对水泥搅拌桩施工技术及工艺进行深入研究,并对其施工质量控制要点进行简述,以供参考。
关键词:水泥搅拌桩技术;工艺;质量控制;建筑工程
前言
建筑工程应用水泥搅拌桩技术,其主要原因是采用水泥为固化剂,通过搅拌机械设备把泥浆压进软土中,使其与软土形成整体进行搅拌加固处理,发生物理及化学反应后,结成新的复合地基,使地基拥有较高的强度及稳定性能,满足建筑工程设计及施工要求。
水泥土搅拌桩技术具有污染少、振动少以及噪音少,不会对环境造成大的影响,此外施工后不会产生附加沉降;造价成本低、施工速度快
质量好等优点,其适度范围较广,尤其适用于市区密集建筑群区、
以及淤泥、粉土、素填土以及粘性土等土质使用,均取得较为理想效果。但在实际应用过程中,一定要做好施工技术及质量管控措施,保证桩施工质量及效果。
1水泥搅拌桩施工技术及工艺分析
在应用该技术过程中,其主要施工技术及工艺流程包括:钻机就位—
下沉钻孔—喷浆搅拌土体—提升搅拌喷浆—重复上述工序,直至完成所有施工任务后,移机至下一工位再次进行施工。
2施工方法
2.1做好施工前各项准备工作。
对施工区域内的场地进行清理,并掌握地下构、建筑物、管线等的位置及分布情况等,做好防护措施。地面上的硬物、垃圾等进行清楚干净,坑洼地方要回填,保持地面承载力及稳定性。
2.2测量放线
根据施工图纸要求,对施工区域内进行桩位放样。采用钢卷尺、全站仪等,应用坐标法测定桩位区域边线,对所有施工桩位进行测量,确定其具体位置,之后再进行复测,保证桩位位置准确。之后对桩位进行标记,并做好测量数据记录,提交监理工程师确认。
2.3开挖沟槽
搅拌过程中会产生大量土,会影响桩机移位及行走,因此,要先在
搅拌桩位置附近开挖出沟槽,沟槽要与搅拌桩中心线位置形成平行状态。开挖余下的土料,要马上运到指定地安置,并保持施工现场干净、整洁。
2.4桩机就位
桩机进入施工现场后,要进行就位,依据桩机自带的移动装置移至指定位置就位,保持桩机平稳周正,其动力头、搅拌头及桩位三者中心
均处在相同的铅垂线上,同时观测桩机垂直度,保证其满足规定要求,
搅拌头定位如出现偏差,则应控制在3 cm以下。
2.5对软土成分进行分析,并根据其含水量进行试配水泥浆液,保证成桩强度及稳定性能。通常水泥搅拌桩所用的水泥浆液,其水灰比多处在0.45~0.55之间,但在实际应用时可结合项目实际情况进行适度调整。此外,施工中采用单轴、双轴和三轴搅拌施工时,其水灰比也存在差异,必须制定合适的水灰比,保证混凝土桩的强度及稳定性能。
2.6试桩施工
为保证水泥搅拌桩施工达到预期效果,需要选择试验区域进行试桩,以检验桩的技术参数以及水泥浆液配合比是否达到最佳效果等。通常试桩施工不得小于3根,如采用多轴搅拌时不得少于3组,通过对试桩质量进行检验,对各类施工技术参数如钻机下沉、上升速度、搅拌次数、泵送压力等进行调整及优化,之后再全面指导施工,以有效提高施工桩质量。
3成桩施工
3.1搅拌下沉
把已备制好的水泥浆倒入储罐中,再通过输浆胶管,把储料灌浆泵连接搅拌桩机,打开注浆泵,搅拌钻头出浆后,再开动电机,搅拌机则沿导向架进行搅拌下沉至土体内,适度控制下沉喷浆速度,下沉与送浆同步进行。下沉作业过程中要关注下沉速度、停钻位置、钻杆倾斜等变化情况,如不能满足要求,则需要进行调整。
3.2喷浆搅拌提升
当搅拌机下沉,达到设计深度,后打开灰浆泵,水泥浆则从机内的中心管压入地基,浆液出现喷浆口时,则以待浆液到达喷浆口时,按0.3—0.5m/min的均匀速度,进行旋转、喷浆、上升钻机。喷浆要连接进行不能中途停止,并均匀作业。当搅拌机喷浆接近地面1 m
时,则要减慢提升速度,喷浆口快出地面时停止作业,保持搅拌数秒,
保证桩头密实均匀,后关闭灰浆泵,结束第一次搅拌注浆提升施工。
3.3重复上下搅拌
根据施工方案需要,需要再次进行上下喷浆搅拌施工,施工步骤与要求按第一次作业要求相同,直到完成所有规定施工任务。
3.4桩机移位
在完成第一根桩施工后,需要把桩机移至下一新的桩位,进行第二根桩的施工,直至完成所有桩的施工。
4质量控制要点
4.1检查桩位,保证桩机就位平稳,位置准确,对桩身垂直度进行调整及控制,保证施工后桩搭接长度以及整体性能。
施工前要对施打桩前建筑结构有关的轴线、场地标高、水准基点等进行检查及复核,保证准确无误。桩位对中出现偏差时要控制在2.0cm以下。
4.2根据设计规定要求,选择搅拌桩用的水泥类种,并且施工前先要把水泥样本送检试验,保证其质量及各项技术参数满足要求后方可使用。并严格控制其水灰比,在制浆罐拌制浆液,并进行充分搅拌,保证其均匀稳定,所制成的浆液,避免出现停置时间达长或出现离析问题。必须在
2h内使用完毕,超过上述时间则要降低水泥标号使用;
浆液进入集料前要先进行加筛过滤,把浆内结块取走,避免其损坏泵体。
4.3泵送浆液前,要保持管路湿润,方便输浆。泵送浆液期间,要保持泵的压力稳定,并连续供浆,拌和要均匀。作业期间如存在浆液硬结,堵实管路.可把输浆管道拆卸,并进行清洗干净。
4.4桩顶、桩底标高控制。搅拌桩上升作业时应提升搅拌到达地面,桩底标高则要达到设计标准。
4.5桩机控制,保证桩位偏差少于100mm,钻杆垂直度偏差少于1%,桩径偏差少于20mm,桩长度、桩体无侧限抗压强度等达到设计要求,
单桩喷搅拌量与设计量偏差应少于8%。
4.6确定最佳旋转下沉、提升、泵量、泵压等技术参数,促进水泥浆与土体拌和充分,有效控制冒浆量。
4.7钻头下沉钻进时,要结合土质软硬及电流变化情况,做好调档处理;提升喷搅过程中,要采用慢档提升,搅拌要均匀。
4.8尽量按照搅拌桩轴线进行纵向走机,各桩间搭接时间要少于24h,如超出24h,则无法与第二根桩搭接,应与设计单位协商,在中间采取补桩以及注浆等措施处理。
4.9施工时必须以成桩试验数据作为依据开展各环节施工,施工期间,作业人员要详细记录成桩施工过程数据如每米下沉、提升时间,送浆时间、停浆时间、施工桩长等数据的变化,为后续工序施工提供参考依据。
5桩质量检测
在结束搅拌桩施工后,根据规范要求需要对其进行质量检测,如基础承重桩有承载力要求时,要按规定比例对桩进行静载、取芯检测。
目前常用的检测方法较多,如钻芯法、静载试验、低应变法、声波透射法、高应变法等,可结合实际需要进行合理采用。
5.1桩承载力
桩承载力取决于加荷速率,在采用静荷载试验时,其施加荷载速率很慢,与实际工程加荷速率接近,因此,其试验结果与桩实际承载力相近。目前很多工程均以静荷载试验结果视作业实际桩的承载力。
5.2桩完整性
基桩采用低应变动测法是对桩顶施加低激振能量, 以引发桩身与附近土体微幅振动,并把其振动速度、加速度等数据采用专业的仪器进行测量及记录,同时采用机械阻抗及波动理论等进行测量成果进行分析,以此评定桩基质量、桩身完整性、基桩承载力等。
5.3检测数量
根据规范要求,在完成同批次的水泥搅拌桩施工后,要对桩总数量3%至少3根或以上的桩进行检测,通过检测,评定桩的强度、均匀性、完整性、桩身的垂直度等数据是否满足设计标准,以保证建筑结构基础具有足够的安全性及稳定性能。
6结束语
水泥搅拌桩施工技术在加固软基处理中取得效果显著,但也存在成桩质量控制困难、处理深度不足等问题。因此,在具体施工过程中,一定要严格控制各施工环节包括水泥浆液备制、下沉、上升喷搅速度、时间等,严格按规定要求做好工序控制工作,保证水泥搅拌桩施工达到预期效果。
参考文献
[1]伍宇坤,水泥搅拌桩施工技术及质量控制,散装水泥,2020 ,0 4:97-98
[2]王会鸽,水泥搅拌桩施工技术及质量控制 [J]. 河南水利与南水北调 ,2018,47(06):43-44.