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搅拌桩施工总结范文1
关键词:地基处理;搅拌桩;挤土效应;位移
中图分类号:TU753 文献标识码:A
深层搅拌桩作为一种新型的地基处理形式,自1980年在我国获得成功后,得到了广泛的应用。对于深层搅拌桩的施工,一直以来基本忽略了它对周围环境的影响。但随着无数施工过程的积累,人们逐渐认识到,深层搅拌桩的施工也会产生一定的挤土效应,导致周围土体的侧向位移和地表隆起。在地下管线和地下设施密集的地方进行深层搅拌桩的施工,如果不能很好地控制搅拌桩的施工,挤土效应将造成很大的危害,因此有必要对深层搅拌桩的挤土效应作系统的研究。
1 工程实例分析
1.1 工程概况
该工程为某城市地铁车站的施工,施工区域周边环境保护是施工过程中的重要环节。施工的车站紧贴已有的一个地铁车站,在施工过程中将对已有车站造成影响,在车站基坑施工过程中对其进行保护是监测的主要任务之一。另外施工基坑周围有大量的地下管线,基坑施工过程中需加强对上述管线的保护。
车站基坑开挖采用搅拌桩维护。在基坑周围已有车站的地下连续墙上布置了位移测点,在周围管线上布置了沉降测点。
本工程搅拌桩采用“两次喷浆,三次搅拌”,即“两喷三搅”,搅拌桩长约16米,13到16米由于围护需要,喷浆量增加一倍。
1.2 数据分析
从搅拌桩的施工工艺看,搅拌桩下沉时由于注入了相当体积的浆液,而且在注入浆液的同时,注浆压力也会对周围地层产生挤压作用,因此使得原有的地层产生附加应力和体积扩张,导致了地下连续墙的侧向位移和地下管线的沉降。在此过程中,还会产生超孔隙水压力,由于饱和粘性土的不排水性,孔隙水压力的积聚加剧了搅拌桩的挤土效应。对搅拌桩挤土效应大小存在内因和外因两方面的影响,内因如注浆量、水灰比、水泥掺入量等,外因如施工距离、施工流向等。由于在施工过程中水灰比,水泥掺入量都是一定的,下面我们将着重从外因来讨论它对搅拌桩的挤土效应的影响,并且还将总结挤土效应表现出来的一些规律。
以下图中,横坐标表示日期,纵坐标表示位移,其中Q为地下连续墙墙移测点,位移为正表示远离基坑方向位移,S为管线沉降测点,位移为正表示垂直隆起。
1.3 施工距离对挤土的影响
如图1,1-7(表示1月7号)到1-10,搅拌桩在离S13较远的地方施工,S13隆起值基本没有变化;1-12到1-15,搅拌桩施工地点在S13测点附近,隆起值不断增大且接近最大值,然后随着施工地点离测点越来越远,1-17后隆起值开始回落。
可以发现,施工地点离测点距离相当远,可以基本忽略它对测点处的影响,而隆起值的变化主要集中在测点附近施工的时段,所以可以认为:某处受搅拌桩的挤土作用,只是在接近该处的一定范围内(范围大小受很多因素影响)的搅拌桩施工会对该处产生挤土效应,距离越近,挤土效应越明显,超过一定的距离,施工对其基本没有影响。
1.4 施工流向对挤土的影响
在其它因素相同的情况下,不同施工流向会对挤土效应的大小产生影响。我们取了两组距离很接近的测点,即认为其它影响因素大致相同,考虑不同流向对它们隆起值的影响。
如图2,S13附近搅拌桩是朝同一个方向施工,而S14附近是由两边同时向中间施工,可以看出,S14隆起值出现的最大值明显比S13大,由此可见,由两边同时向中间施工挤土效应更明显。
同时,如果先施工内排桩,然后再进行外排的搅拌桩施工,由于内排桩会形成一个屏障,挤土效应也会减弱。
1.5 成桩数量对挤土的影响
成桩数量的多少对挤土效应的大小有着直接的影响。图3为Q3测点处地下连续墙在不同深度处的位移变化曲线。
11-6在Q3附近施工最里层单排桩时,Q3位移很小,变化不大,挤土效应很小;11-7,11-8没有施工,位移马上回弹;而11-9到11-12在Q3附近施工余下几排桩,成桩数量是单排时的2倍多,位移量急剧增加,接近最大值。可以认为,施工的搅拌桩数量越多,挤土效应就越大。一次连续成桩数量的增加,位移值和隆起值也会急剧增加,两者不是同一量级的增长。在上面的例子中,搅拌桩的一次成桩数量增加了一倍多,但位移却增加10倍左右,挤土效应的增加非常明显。
1.6 沿深度的影响规律
图4统计了 Q9测点处地下连续墙沿深度出现的最大位移:
由图3和图4可以看出:
1)沿着深度连续墙水平位移变化规律是基本一致的;
2)除了接近地表和底部范围出现的水平位移很小外,沿着搅拌桩深度的其它区域都有较明显的位移,且挤土效应对周围土体侧向位移影响最大的区域出现在桩的中部。
图5是统计测点Q3,Q4,Q8, Q9, Q10, Q11, Q12现最大位移的位置:
由图5可以看出,地下连续墙出现最大水平位移的位置大约在13-14米左右。
考虑现场因素,原因可能有以下几点:
1)施工因素:13~16米搅拌桩施工时由于结构的需要,喷浆量增加一倍,因此该段受到的扰动应该更大;
2)土质条件的因素:该段属于中高压缩性土,压缩模量小,变形容易。
综合以上因素,如果把地下墙最下端看作固定段,位移最大值应该出现在13~16米,与实测数据吻合。
1.7 滞后现象的分析
在分析过程中,我们发现某些位移出现滞后现象。搅拌桩不在测点附近施工,位移或隆起值没有立刻停止,而是有一到两天继续增长。
如图4,Q3附近的搅拌桩在11-12全部完成,但Q3的水平位移在11-13仍然有增长,直到11-14才开始回落。挤土效应有一天左右的滞后。
滞后效应在国内相关文章中尚未见论述,但随着今后施工过程中对周围环境保护要求的不断提高,搅拌桩施工挤土效应的滞后现象受重视的程度必将越来越高。从监测数据可以看出,搅拌桩施工时挤土效应的滞后效果不是很明显,只有在大批连续成桩时才表现出来,当成桩数量很小时,基本可以忽略。
1.8 回弹
搅拌桩远离该处施工,挤土效应逐渐衰减时,位移会出现回弹。如图6,1-17以后搅拌桩的挤土效应逐渐消失,隆起值不断回弹,但幅度很小,并逐渐趋于平缓。
孔隙水压力的影响是出现回弹现象的主要原因。在施工期间挤土会产生超孔隙水压力,由于不饱和粘性土的不排水性,孔隙水压力不断增大,增加了挤土效应;而当停止施工,孔隙水压力会慢慢消散,土中应力减小,因此位移会有一定的回弹;但是孔隙水压力的消散比积聚慢的多,因此回弹很缓慢,并且也不会恢复到原来的数值,而是到一定的数值就基本不在变化。因此回弹量也只会到一定的数值,希望位移能回弹到原来的状态是不可能的。
2 理论分析
分析打桩对环境的影响以往用较多利用圆孔扩张理论,研究打桩在土体中产生的挤压力,从而推算土体的位移。经典的圆孔扩张理论有一个缺点,即将一维的圆孔扩张解应用于桩体贯入这样一个三维问题,导致其解只与径向坐标有关,而与竖直坐标无关,并忽略了孔壁竖向摩擦力的影响。因此使用圆孔扩张理论来分析搅拌桩的挤土效应,特别是在群桩施工以及综合考虑其它因素的情况下,显得非常困难。
本文利用Sagaseta的源-汇理论,考虑搅拌桩施工的挤土效应。详细推导过程请参见文献。由此得到的单根搅拌桩施工时引起的土体中某点的位移为:
竖向位移:
根据文献对该公式的分析结果,越接近桩体,地表隆起值越大;对于桩周土体的水平位移,除了接近地表和桩尖下部区域水平位移较小外,桩身的绝大部分,都会产生一定的水平位移,且在中部达到最大。水平位移会随着离桩轴线距离的增加而逐渐减小。这与1.2.1节,1.2.4节分析的现象都是相符的。
考虑群桩效应时,可以利用以下的公式计算:
这些系数即综合考虑了1.2.2节,1.2.3节所述的影响,这也是对挤土效应影响最为明显的两个因素。笔者认为应该根据不同的工程情况总结这些系数。
同时对于不同地质条件,孔隙水压力的变化,以及1.2.5所述的滞后现象等等因素,由于条件太复杂,公式都没有考虑到,有待于今后继续研究。
3 结语
本文根据监测数据,总结了搅拌桩挤土效应的一些规律,同时利用由Sagaseta的源-汇理论得到的位移计算公式对这些规律做了一定的理论研究:
(1)在深层搅拌桩的施工因素的影响下,离施工桩的距离越近,一次连续成桩的数量越多,挤土效应越大,造成的墙体水平位移和管线的隆起值就越大。同时不同的施工流程也会对挤土效应的大小造成一定的影响;
(2)周围土体受搅拌桩挤土效应影响出现最大水平位移的深度,应该出现在搅拌桩中部附近,同时如果某一深度注浆量显著增加的话,该段扰动也会显著增大,综合地层的因素,即压缩模量的大小,可以估计出现最大位移的深度;
(3)挤土效应会有一定的滞后,并且在附近没有搅拌桩施工时,位移和隆起值有一定的回弹。
相应于这些因素,施工中可以采取一些措施来减少挤土效应的影响,如减少成桩数量,减缓成桩速率,挖设卸压槽等等。
由于该研究课题在工程实践上有重要的意义,因此今后需要搜集更多更全面的资料:如不同的地质条件,不同的水灰比,不同的施工速率等等进行全面的分析;寻求更合适的力学模型,从理论上对搅拌桩施工时土体周围的情况进行更准确的模拟;对群桩效应作进一步的探讨;拟合出实用的公式,对施工进行指导等。
参考文献:
[1] 罗哲.深层搅拌桩施工对周围环境影响分析[J].土工基础,1998(3).
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[6] 蒋锋平.大面积深层搅拌桩施工对地铁隧道影响的研究 [D].上海:同济大学地下建筑与工程系,2004(2).
搅拌桩施工总结范文2
【关键词】建筑工程;房屋;软土地基;措施
1软土工程的特点
软土主要指承载力低、压缩性高、天然含水量大的一种软塑到流塑状态的饱和粘土。软土工程的性质主要以下几点:(1)触变性。软土没有遭受破坏时,它具有固态的特征,如果软土受到破坏或扰动,就会转变稀释流动状态。(2)高压缩性。软土的压缩系数很大,当垂直压力达到0.1兆帕时,大部分软土会发生压缩变形,从而导致房屋建筑的沉降量较大。(3)低透水性。由于软土的透水能力很差,可以认为软土是不透水的,所以软土排水固结通常需要耗费很长的时间,有些房屋建筑工程的沉降延续时间甚至超过十年。(4)不均匀性。高分散的与微细的颗粒组成软土,使得软土的土质不均匀,如果平面上的房屋建筑荷载不均匀,就会导致房屋建筑产生很大的差异沉降,使房屋建筑出现裂缝。
2常用的房屋建筑工程软土地基的处理
在房屋建筑工程中,对软土地基进行加固处理应尽早采用堆载预压的方法,这样能够使自然沉降慢慢达到平衡,该方法既经济合理,又操作简单,但是由于工期进度的限制,自然沉降法很难被应用。如果工程进度紧迫,在施工中还经常采用深层石灰搅拌桩等方法,对软土地基进行加固处理。
2.1深层石灰搅拌桩
对塑性指标高的软土地基进行加固处理,可以采用深层石灰搅拌桩这一方法。在同等条件下,用石灰充当固化剂对软土地基进行加固处理,所起到的临时加固效果通常要超过水泥。在房屋建筑工程中的软土地基中,深层石灰搅拌桩通过把地基土和石灰强制搅拌混合,使石灰和地基土发生化学反应,从而使起到稳定地基土的作用,同时还能提高软土地基的强度。该方法具有经济合理、技术简单等特点,可以减少房屋建筑整体工程的工后沉降与软土层沉降,同时还能使软土承载力得以提高,能够有效加固房屋建筑工程的软土地基。
(1)深层石灰搅拌桩的材料要求。
用于加固软土地基的石灰必须是细磨的,在整个搅拌过程中,石灰的最大粒径应小于2毫米,这样可以防止桩体中的石灰聚集。选取石灰应尽量挑选纯净无杂质的石灰,而且石灰中的氧化镁与氧化钙含量不应低于8.5%,氧化钙的含量最好在80%以上。石灰储存期最好不要超过90天,石灰液性指数应在70%以上(含70%)。
(2)深层石灰搅拌桩的施工准备。
当工作场地的表层硬壳比较薄时,应先铺填砂石垫层,这样施工机械在场内就可以顺利移动与施钻。配置钻机、搅拌钻头、空气压缩机以及粉体发送器等。通过室内试验与原位测试获取地基土与灰土的化学指标和物理力学性能指标,然后以最佳含灰量充当设计掺灰量。对搅拌范围进行确定与设置,然后选择桩长、根数及截面。
(3)深层石灰搅拌桩的施工要点。
粉体搅拌法的施工顺序为:桩体对位下钻钻进提升提升结束。按照房屋建筑结构所要求的承载力,对桩的间距进行初步选定,然后确定出加固范围内搅拌桩数量与每平方米内的搅拌桩的所占面积。通常,搅拌桩的排列呈等边三角形,有时也可以布置成四方形,桩距约为1米,桩径在0.5米到1.5米之间。空压机压力不必过高,风量适宜即可,不必过大。桅杆与钻机安装在载体上,这样可以有效防止飞粉污染,同时还能防止与雨水相遇发生化学反应而溅伤施工人员的眼睛与皮肤,在施工过程中,施工人员必须配戴防护眼镜。
2.2砂垫层与砂石垫层换填
目前,在房屋建筑工程的软土地基处理措施中,砂垫层与砂石垫层换填这一方法应用的比较广泛。砂垫层与砂石垫层通过用压实的砂垫层或石垫层来替换地基基础下部的部分软土层,从而使地基强度与承载力得到大幅提升,有效减少沉降量,能够使软土层加速排水固结。
(1)砂垫层与砂石垫层换填的材料要求。
砂垫层与砂石垫层最好采用质地坚硬、级配良好的粗砂、中砂、碎石、石屑或是其他的工业废料粒来作为换填材料。有些地区可能缺少粗砂、中砂,这时可以采用细砂,同时还要掺入一定量的卵石或碎石,其掺量按照设计规定要求进行(含量小于等于50%)。使用的砂石材料不能含有垃圾、草根等有机物质。勇于排水固结软土地基的材料、其含泥量最好不要超过30%,卵石与碎石的最大粒径最好不要超过50毫米。
(2)砂垫层与砂石垫层换填的施工准备。
在施工前应进行验槽,把浮土清除干净,基槽的边坡要确保稳定,草地与两侧如果有沟、井、孔洞等必须加以填实。
(3)砂垫层与砂石垫层换填的施工要点。
最好将砂垫层与砂石垫层底面铺设在同一标高上,若深度存在不同,施工程序为先深后浅。上面应挖成斜坡或台阶搭接,注意对搭接处进行捣实。在分段施工时,接头处必须作成斜坡,且每层斜坡都要错开0.5米到1米之间,然后进行充分捣实。当采用碎石垫层进行换填时,为了确保基坑底面表层软土不会发生局部破坏,必须在基坑地步与四侧铺设一层砂,待砂层铺设完毕后在铺设碎石垫层。砂垫层与砂石垫层必须分层铺垫,并分层压实,其铺设方法主要有以下几种:插振法、碾压法、压实法。
2.3深层水泥搅拌桩
深层水泥搅拌桩以水泥来充当固化剂的主剂,利用深层搅拌机械把软土与固化剂在地基深部就进行强制拌和,从而提高房屋建筑工程的软土地基强度,使软土硬结。深层水泥搅拌桩在处理淤泥质土、淤泥、粉土和泥炭土效果明显,是一种软土地基处理的有效方法。
(1)深层水泥搅拌桩的试桩。
在房屋建筑工程的施工过程中,采用深层水泥搅拌桩对软土地基进行处理,首先要进行试桩,这样能够找到最佳的搅拌次数,同时还能确定出泵送时间、搅拌机的提升速度、泵送压力、水泥浆的配合比以及下钻速度等参数,这对水泥搅拌桩进行下一步大规模施工起到一定的指导作用。试桩在每个标段中必须要超过5根,而且在试桩成功之后水泥搅拌桩才可以正式施工。对试桩进行检验时,可在7天之后将试桩直接开挖取出或在两周后取芯,看水泥搅拌桩是否搅拌均匀以及水泥土强度是否满足设计要求。
(2)深层水泥搅拌桩的施工准备。
事先将深层水泥搅拌桩的施工场地整平,将桩位处的地下、地上障碍物全部清除。若场地低洼可以回天粘土,注意不能回填杂土。另外,水泥搅拌桩必须采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥,这样计量方便,不易出错。水泥搅拌桩的施工机械应具备较高的稳定性能,项目部经理与监理工程师应在钻机开钻之前对其进行检查验收。
(3)深层水泥搅拌桩的施工施工要点。
深层水泥搅拌桩的施工工艺流程为:桩位放样钻机就为检验与调整钻机正循环钻进到设计深度打开高压注浆泵反循环提钻、同时喷水泥浆到工作基准面0.3米以下重复搅拌下钻、同时喷水泥浆到设计深度反循环提钻到地表成桩结束对下一根桩进行施工。
搅拌桩施工总结范文3
关键词:水泥土搅拌桩;软土地基;加固;应用
软土地基加固可采用水泥土搅拌桩技术,利用水泥搅拌桩固化原理使地基软土硬结,强化地基结构,确保地基的稳定性和稳固性。水泥搅拌桩的实质是指利用水泥、石灰共同制作而成的一种固化桩基,具有较强的固化作用,应用于软土地基施工时能有效提升地基承载力,保证地基及地基上部分建筑的质量。下面,笔者结合软土地基加固原理,对地基加固施工中应用到的水泥搅拌桩技术进行详细分析。
一、软土地基加固施工原理
基础施工中,如果施工场地地表水发育较好,该场地即属于典型的软土地基。在建筑施工中,软土地基施工始终是一大技术难题,若施工处理不当,建筑基础极容易发生不均匀沉降,甚至影响到后期基础上部分建筑的施工。因此,参与建筑工程施工的工作人员必须在施工期间做好软土地基加固,严格控制软土地基加固质量,以免基础结构出现质量问题。鉴于水泥土搅拌桩具有一定的固化作用,因此建议利用该套施工技术加固软土地基,以解决软土地基加固施工难题。
二、水泥土搅拌桩在软土地基加固中的应用
1、水泥土搅拌桩的优势
与其他桩型不同,水泥搅拌桩这一桩基制作采用了水泥、石灰等材料作固化剂,同时借助搅拌机械对材料进行搅拌,突出了搅拌桩的固化作用。将水泥搅拌桩应用于软土地基施工,可概括总结出以下几种施工优势:加固效率高;施工噪声小,几乎无振动;基础表面不会出现隆起;作业面没有污水排出,不会对环境造成污染和破坏;施工简便、快捷;施工费用低廉,造价成本相对较低。
2、水泥土搅拌桩的施工工艺分析
应用水泥土搅拌桩来加固软土地基时,操作施工方法可采用双头深层水泥土搅拌桩施工法,图1为双头深层水泥土搅拌桩的施工工艺流程,实际施工时必须按照该套流程顺序实施。
由图1可知,水泥土搅拌桩施工时,第一步骤仍然是对施工现场进行测量定位,确定下搅拌桩的安装位置;接着钻孔,并注意地表面调平;再次,配置水泥砂浆,配置时要控制好各类原材料的配合比;第四,材料搅拌,喷浆并下沉;第五,计算出搅拌桩下沉深度;第六 ,喷浆提升;第七,水泥砂浆材料复搅;第八,清洗管道,保持管道的干净;最后,移开桩机,即水泥搅拌桩施工完成。
3、主要施工方法
(1)水泥浆配制。本项目水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水、灰质量比为(0.5~0.55):1.水泥用量严格计量,加水用专用定量器。浆液每次搅拌时间不得少于3min,浆液搅拌均匀,不得离析、沉淀,停置1h以上的浆液应清理。
(2)搅拌桩钻机就位。搅拌桩钻机在配制浆液的同时,在指定的桩位就位,让搅拌轴对中,用水平尺调平机座,导向架对地面的垂直偏差不超过1%,对位偏差不大于5cm,且必须保证搅拌桩相互搭接200mm。
(3)预搅拌浆下沉。搅拌浆下沉过程中,距离设计桩顶标高0.5m发出信号通知后台,喷浆钻进,直至设计桩底标高。
(4)喷浆提升。预搅下沉至设计深度时并保持原地搅拌,待浆液送至30S后再提升,为保证搅拌桩桩顶质量,停浆面在设计桩顶标高以上500mm.根据试成桩工艺参数确定的钻机转速,提升速度,注浆泵压力和泵量等注浆,保证注浆量。
三、水泥土搅拌桩施工质量标准及要求
(1)桩位的标准及要求。桩机移架就位后,应根据总承包方提供的控制点测设桩位,测量误差小于1cm,搅拌头对准竹签误差小于1cm,累计误差小于2cm,在桩区处必须设置一定数量的控制检查桩,打桩前核对竹签有无变化,若有变化应及时更正。
(2)垂直度的标准及要求。设计要求桩身垂直度≤1.0%,按照此要求在桩架上两个方向设置水平尺及2m高的线砣,使垂直线球保持在刻度范围内,每根桩打桩前检查一次,每钻进提升一次,必须检查一次,使打桩全过程保持在允许的垂直度范围内。每根桩确保钻进,提升上下各两次。
(3)送浆控制的标准及要求。在灰浆挤压泵上安装挤压表或自动记录仪,防止送浆压力不足和桩身断浆。在送浆过程中应专人观察与记录,发现问题及时与前台取得联系,并进行补喷,补搅。
四、施工过程中的质量控制要点
软土地基施工中,如果施工人员选择采用水泥搅拌桩技术进行软土地基加固,则为了确保地基施工质量,施工时必须严格控制水泥搅拌桩的施工工艺,做好每一道工序、每一个环节的施工控制,强化施工管理,防止因施工不当或施工管理不慎而导致质量缺陷。下面介绍几点关于水泥搅拌桩施工的质量控制措施。
(1)严格控制好水泥搅拌桩的下沉工艺,保证其垂直度。施工时要按照相关的质量控制要求,对水泥搅拌桩下沉垂直度加以严格控制,方法为在桩架上下两个方向都设置上水平尺,附带设置一个2米高的线砣。施工人员每敲打一次水泥搅拌桩,就要对搅拌桩进行一次检查,确保垂直线砣一直处于规定的刻度范围中。该方法可实现对搅拌桩垂直度的有效控制。
(2)控制好搅拌桩的强度。其质量控制要求是对入场的施工材料及时抽查、送验,对不符合技术要求的施工材料杜绝使用;随机检查水泥灰与水的配合比是否符合要求,达到标准。
(3)控制好桩长。其质量控制要求是计算好施工桩长,成桩前量好钻杆长度,并在桩架上做好标记,保证深度误差小于5cm,严格掌握好喷浆位置。
五、结束语
综上所述,水泥土搅拌桩适用于软土地基施工,并且能有效提升软土地基基础的结构稳定性和承载能力,能基本确保软土地基工程的施工质量。本篇文章通过对水泥搅拌桩施工工艺及施工质量控制措施的分析,得出了一系列相关结论,并指出水泥搅拌桩施工只需按照项目设计标准严格执行,地基加固就一定能够实现。
参考文献
[1] 彭志鹏. 水泥搅拌桩桩体强度探讨[A]. 中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C]. 2008
搅拌桩施工总结范文4
【关键词】止水围护 基坑加固 地铁基坑
中图分类号: U231+.1文献标识码:A 文章编号:
一.双轴搅拌桩工程应用
近年来,在开挖软土进行地下工程施工时常常会遇到条件苛刻的地质状况,在保护环境安全和防止基坑的失稳等方面会面临许多困难和较高的施工技术要求。针对这种不良的地质情况,采用水泥土搅拌桩做围护挡水结构通过制定专门的围护桩施工方案可以保证支护要求并较大范围的实现环保、经济、安全要求。本文探究总结的是宁波广场下地铁基坑由土与水泥浆搅拌形成的柱状固结体连接而成的加固围护技术。
以某地铁火车南站段施工为例:施工地段处于该地区断陷向斜盆地中部,基坑周边环境较为宽松,但是基坑范围内不良地质及废弃建(构)筑物较多;另外,由于该市深层地下水大量开采,地下水水位逐渐下降,各土层产生不同程度的地面不均匀沉降现象,地面累计沉降量不断增大,为施工带来一定的影响。基坑开挖前采用真空深井泵降水,每150平米设一个泵,降水井距围护结构大于6米,井点间距12米左右,提前3周预降水,水面在施工面1米以下,最后距坑底3米以上。施工方案分为钻孔灌注桩维护区和重力坝维护区。围护结构施工顺序为:1.钻孔灌注桩维护区是坑搅拌止水帷幕围护桩工程桩坑内高压旋喷桩加固;2.重力坝维护区是重力坝搅拌桩与工程桩重力坝内的灌注桩高压旋喷桩加固。基坑的深度和止水帷幕布置如图一所示。鉴于近年来我国搅拌机制造工艺有了很大的提高,在机械材料、构造和精度控制等方面都有了很好的应用,结合当地各方面指标比较分析确定选用双轴搅拌机(如图二)。搅拌机的两个主轴反方向旋转,带动轴上螺旋分布的叶片将均匀加湿的水泥旋转搅拌、输送到设计好的位置。叶片采用耐磨的铸铁及合金材料制成,耐磨性好、可更换。搅拌机搅拌均匀,节约施工用地、便于维修。此外,使用设备主要还包括:灰浆搅拌桶、压浆泵、泥浆比重仪、电焊机等。这种利用双轴搅拌机施工方案的优点是成本低、搅拌效率高、密封严、无噪声、环保无污染。
二.施工控制要求
双轴搅拌机施工前期应平整场地,仔细调查桩位所处环境,探明是否存在障碍桩、地下墙等问题。根据坐标基准点将桩位放样,确定桩控制线及桩位并做好定位标记。此时施工要点是控制桩是否偏位,一般采用拉线方式和检查桩位误差是否小于50mm确定。之后,采用合理的挖土机开挖施工沟槽。
移动水泥搅拌桩机到达作业指定位置机架就位。控制要点是确保桩机的垂直度及设备水平。通过调整机身,使设备保持水平,使用水平尺或水准仪检测桩机平台的平整情况。用线锤对立柱进行垂直定位观测搅拌轴呈铅直状态,垂直度控制在1%以内,相邻搅拌桩间搭接200毫米。桩机使用期间经常用经纬仪校核一天至少一次,重要部位和关键工段需要请求相关专业人员现场及时复测。水泥搅拌桩桩长控制很重要,施工前应在钻杆上做好标记,检查钻杆的实际长度后,机架上做好每米的标记,每隔2m注明数值。并将基准标高引测在桩架上做好标记,根据确定好的桩顶标高进行施工,保证钻进深度符合规定。
检查合格后开动搅拌机电机,放松起吊钢丝绳,开始搅拌下沉。制备好水泥浆液,喷浆前应检查输浆管内是否存有积水,排干净后用制备好的水泥浆液充满,控制搅拌头使之均匀下沉至地下设定的深度后把灰浆泵打开,观察记录桩底喷浆时间,30秒后开始控制喷浆提升。注意搅拌情况使水泥浆与土尽量混合均匀,这是第一次喷搅。保持边搅拌边提升,控制速度详见表一。提升时必须使用一档,严禁三档提升。提升支架如图三所示。搅拌机运转过程中应重视主要技术参数指标的控制,如表一所示,此表为结合施工相关规范、标准规定讨论确定。接着进行第二次搅拌下沉,第二次喷浆提升,第三次在下沉的同时旋转搅拌,第三次在提升的同时旋转搅拌,然后清洗全部管线及搅拌头,移机到下一根桩的定位再一次重复施工动作。在本施工段中采用的是工艺是“二喷三搅”,也就是控制搅拌钻头搅拌喷浆提升两次,搅拌下降三次。
表一 双轴搅拌桩主要技术参数控制
充分重视泥浆比重检测频率及水泥浆液流量控制。每次拌制的水泥浆需采用泥浆比重仪进行量测,合格后方可使用。对于浆液流量采用流量计量仪,并根据泥浆桶容量进行人工标记复核。重视施工记录的填写以及相关表格的及时整理。
三.改进施工方法及应用1.重视对扰动土体的补强处理。桩体加固部分以上土体在施工中受到扰动对地面承重不利,改进方法是将双轴搅拌加固体以上部分采用7%低水泥掺量对扰动土体进行补强,补强范围为加固体顶面至地表。
2.重视对空隙填充加固处理。基坑内双轴搅拌水泥土搅拌桩加固体与地墙间留有500mm间隙,空隙处采用φ1000@700mm三重管高压旋喷桩进行填充加固,单桩水泥掺量大于25%,加固范围从地面到两轴水泥土搅拌桩加固体底部。
3.重视对原有地下障碍物合理分析处理。本工程地下施工范围有500、600、800三种直径的障碍桩203根。新施工双轴搅拌桩与原旧有基坑围护桩处理办法是在二者之间采用φ800@500mm三重管高压旋喷桩进行加固,单桩水泥掺量大于25%,加固深度同双轴搅拌加固深度。本方案Ⅱ-4基坑采用双轴搅高压旋喷桩拌加固包括A型和B型,其中A型规格为φ700@500mm,加固深度-7.28m~-19.78m,坝体宽度5.2m,桩长12.5m,B型规格为φ700@500mm,加固深度-3.38m~-14.38m与-3.38m~-19.78m两种(贴近围护桩一排加固),坝体宽度为4.2m。桩长11/16.4米。布置平面如图四所示。
四.施工质量控制办法
在工程施工中, 桩间搭接不严密、桩底部分开叉的漏水问题;在砂性土中可能发生流砂现象, 对经济、安全、工期等都会产生较大的影响。
为很好的保证围护桩防水、防渗的效果,在施工中要多观察、积极思考采取有效办法处理现场问题:
1.由于地下土层情况复杂,施工震动及定位误差往往会出现两个成桩(双桩结合体)之间下部“开叉”。根据现场情况可以采取下列办法:1)通过2台经纬仪结合机身悬吊的铅垂校正及机械仪表盘数据严格控制桩机钻杆垂直度保证成桩的垂直要求及相邻搅拌桩间搭接200毫米的要求。2)使用插花套接、套接等施工方法。即双轴搅喷好一根成桩后,向前(后)移机前进两个双轴心距离搅喷第二根成桩,然后回退一个双轴心距离再搅喷一根即第三根成桩。这样三根成桩插套在一起对解决两根成桩之间下部开叉带来的渗水问题有很好的效果。
2.准确输入技术参数控制值(表一),施工人员不可随意变动、更改。
3.施工时严格控制冷缝,相邻桩的间隔施工时间不应大于10小时。如因施工需要而产生的冷缝或者施工缺陷,施工时应主动控制并将接口错开布置,之后可以采用空钻缝边桩,套钻搭接。当因客观原因不能实现套钻搭接时,及时和建设单位及设计单位沟通,在外侧另外增加一幅补桩,注意应该提高水泥的掺入量。
4.施工中应重视配置必要的质量检测仪,如水泥浆比重检测仪、用于置换土清运的小型方土设备等。重视对水泥浆液的质量检侧频率和水泥浆液流量控制措施、记录。完善细化桩机移机时的安全管控措施。提前探明并保护好原有管线和电缆。
五.结束语
双轴搅拌机可根据地形地质、施工要求、基坑深度、场地环境等具体情况与三轴搅拌机、SMW工法、地下连续墙以及高压旋喷桩等配合使用。是地铁深基坑施工的重要生产设备,积极探究并改进施工工艺对解决止水帷幕连续性、整体性、防渗性欠佳的问题具有非常重要的意义。
上述方法不仅适用于地铁深基坑的挡土止水施工, 对软土地区的基坑加固处理深层搅拌以及江河、水库防漏、防渗同样适用。
参考文献:
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搅拌桩施工总结范文5
[关键词] 水泥搅拌桩 加固原理 施工方法 工程应用
中图分类号:TV42 文献标识码: A
1.前言
依据我国公路行业规范,软土地基是指强度低,压缩量高的软弱土层,软土路基主要指由粘性土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙率大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成的,在软土上的填方及构造物稳定性差,极易发生沉降的。常见的软土路基处理方法有堆载预压法、真空预压法、反压护道法、水泥土搅拌桩法、换填垫层法、强夯法、加筋路基法抛石挤淤等,软土路基的处理应根据软土、淤泥的物理力学性质,埋层深度,路堤高度,材料场地、公路等级等因素综合考虑,软土路基的处理的目的是提高公路路基的稳定性和承载能力。
2. 水泥搅拌桩软土路基处理技术
2.1 水泥土搅拌桩加固路基原理及特点
水泥土搅拌桩是处理软土地基的一种,属于胶结法,其基本加固原理是利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列反应,包括物理反应和化学反应,使路基中的软土固结成为具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。水泥加固土与天然地基共同作用形成复合地基,从而共同承担上部建筑物荷载,它具有施工速度快,设备轻便,便于移动,方法容易掌握,处理深度较大等优点。
2,2 水泥搅拌桩的作用
2.2.1 垫层作用:通过喷射水泥浆与路基土原位搅拌后,硬结形成水泥搅拌
桩桩体,同时与桩与桩之间的土形成复合路基,这一层复合路基的力学特性比天然路基的力学特性好,能够起到正大应力扩散角和土中应力均匀的作用。
2.2.2板体作用 由于水泥搅拌桩的的刚度比桩周土的刚度大,在路基填
土荷载的作用下,复合路基中的应力按材料的模量进行分布,所以将产生应力集中现象,水泥搅拌桩桩体承担大部分填土荷载,作用在桩与桩之间土的应力相对减少,复合路基与天然路基相比,承载力提高,沉降量降低。
2.2.3加筋作用 水泥搅拌桩不仅提高路基填土承载力,还起到提高土体
抗剪强度的作用,增加路基填土的稳定性。
3. 水泥搅拌桩处理软土路基工程应用
3.1工程概况
广东省中麻公路大修工程№3合同段工程全长2.68km,其中路基2.4km.,分
左右二幅。大部分路段为新建,仅K3+755~K4+320段为旧路两侧加宽。新建及加宽范围路基软土均采用水泥搅拌桩处理,桩长8~13.5m,总桩长575190m,共49012根。根据该合同段的搅拌桩分布情况将搅拌桩分成23个区,见下表。
水泥搅拌桩施工区域划分表
3.2 水泥搅拌桩设计技术参数
水泥搅拌桩直径0.5m,桩间距有1.3m和1.4m二种,按正方形布置,搅拌桩进入持力层0.50m以上,水泥的掺入量60kg/m,采用普通硅酸盐水泥,强度等级32.5,水灰比.0.45~0.55。成桩后28天无侧限抗压强度大于1.0Mpa,加固后桩间距1.3m复合地基承载力不小于120Kpa,1.4m复合地基承载力不小于110Ka 。
3.3 水泥搅拌桩施工工艺和施工方案
3.3.1施工准备
(1)材料准备:水泥进场前必须先送检质监站,确定水泥的厂家,然后才能根据搅拌桩施工进度情况,确定水泥进场数量。水泥进场后,根据试验规程和技术规范的要求,进行自检、监理抽检和送检,确保进场水泥是合格产品。
(2)机械准备:由于水泥搅拌桩量大面广的施工特点,因此确保搅拌桩机数量在十台以上,根据施工情况,再确定增减机械。施工班组必备一台50KW的发电机,就近地沟渠取水为施工用水。并配备水车,若施工用水不够可及时补充。
(3)试 桩
深层搅拌桩施工是利用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥加固土的强度也越高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一阶段水泥搅拌桩的大规模施工。
(4)水泥用量
水泥用量理论上要根据现场土质情况试配,并通过不同的土质按设计水泥用量试几根桩,待28天后,通过取芯的桩身强度来确定水泥用量。但根据实际情况,现场地质比较复杂,试桩不可能代表所有的地质情况,地质情况不同,水泥用量也不一样。根据经验,结合广东地区的地质情况,按照设计水泥用量施工,都能满足设计的强度要求。因此,本项目试桩时仅试水灰比、提升速度,下钻速度和搅拌次数,采用设计水泥用量。
3.3.3 施工工艺
桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至场平成桩结束施工下一根桩
3.3.4 施工方法
⑴ 场地平整
用挖土机和推土机将场地范围内的香蕉树、杂草和淤泥等杂物清理干净,并确保场地大致平整。局部淤泥太厚,清理不了的,在淤泥上换填0.5cm~1m的中粗砂,以保证机械不沉陷。
⑵ 施工放样
用全站仪放出搅拌桩施工的边线,确定施工范围,用石灰标出施工边线并用水准仪测出场平标高。然后按照图纸设计的间距布置桩位。
⑶ 搅拌下沉,提升喷浆
根据桩位的位置,调整搅拌桩机钻杆,对准桩位,启动搅拌桩钻机,钻至地面0.5m左右,开动空压机,喷压缩空气,钻至设计深度,并进入持力层0.5m以上,提升钻杆,反向旋转,在提升的过程中喷水泥浆,钻头提升到桩顶高程,停止喷浆,再次下钻重复以上步骤直至完成本桩的施工。
⑷ 水灰比的控制
根据地质实际情况,每台钻机每天正式施工前,先按0.45~0.55的水灰比进行深层提升施工工艺试验,钻机的提升速度不易大于0.8m/min,试桩不小于5根,提升速度确定后,不要随意改变水灰比。
⑸ 桩长控制
按照设计桩长施工。
3.3.5 质量控制
搅拌桩施工属于隐蔽工程,如施工质量不好,一旦被路堤和构筑物所覆盖,便构成隐患且不便检查及补救。因此,紧抓施工环节,严格施工过程的管理非常重要,只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。
4.结语
水泥搅拌桩是目前路基施工中常用的一种加固软土的措施,随着基础建设的不断发展,水泥搅拌桩处理软土地基的应用范围也在不断扩大,已不仅仅局限于公路路基施工,在高铁建设中也常常得到广泛应用,研究水泥搅拌桩加固软土地基的机理和工程应用,总结水泥搅拌桩施工经验,规范水泥搅拌桩施工工艺,已越来越被广大的公路建设者所接受认同,并得以蓬勃发展。
5.参考文献
[1]JTJ017-96 交通部.公路软土地基路基设计与施工技术规范[S]
搅拌桩施工总结范文6
关键词:混凝土搅拌桩;施工工艺;质量控制
引言
建筑工程基础施工中,混凝土搅拌桩主要用于承受竖向荷载的建筑复合地基和承受水平荷载兼止水的基坑支护结构,混凝土搅拌桩施工安全性高、稳定性好、污染小、噪声小、对周围环境及建筑物无不良影响,因此,其广泛应用于建筑施工地基中。我国当前的混凝土搅拌桩相关的技术规范对检测验收规定存在片面化、系统性不强的缺点,这使得在许多建筑施工工程中应用不够充分,因此,这就需要施工人员在施工过程中积累丰富的设计及施工、检测经验,这就要求施工时充分分析施工工艺、改进善质量控制措施,积累施工控制经验,以确保混凝土搅拌桩施工程的质量。
1混凝土搅拌桩施工工艺
混凝土搅拌桩施工工艺流程图如图1所示。
2 质量控制要点
建筑工程采用的混凝土搅拌桩的施工质量直接影响整体工程的质量安全。混凝土搅拌桩虽然依靠机械施工,但其主要还是依靠人工进行施工操作,因此,人为因素大大左右着混凝土搅拌桩的施工质量。为确保施工工程混凝土搅拌桩的质量,在施工过程中要严格控制施工工艺的关键点。严格遵守施工规范,并根据施工工程的实际情况,严格控制施工中的水泥质量、桩位、水灰比、桩长、搅拌速度及每米水泥用量、质量检验。
3 质量控制具体操作方法
3.1水泥的质量控制
水泥的质量控制对于确保混凝土搅拌桩施工质量十分重要,因此,施工时使用的水泥类型和质量要严格按照设计及规范要求来选定。水泥进场之前,必须由现场监理见证并抽样做安定性、强度等试验,检验合格后才能使用到工程中去。进场水泥数量应能满足施工进度的要求,不合格或过期、受潮、硬化、变质的水泥拒绝进场使用,此外,施工用水也要进行检验,做水质分析,分析合格后方可使用,一般采用人畜饮用水。
3.2桩位质量控制
在施工机械在进入施工现场前,要先对施工场地进行规整、清理,施工地面应该比桩顶高程高600 mm左右。施工单位应按照设计的搅拌桩平面布置图放样并编号,在桩位处地面用筷子和石灰粉做出相应标记,放样成果经监理工程师检验合格后,桩机方可开始施工。施工中应保持搅拌机底盘的水平和导向架的竖直,在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工时桩机倾斜而导致检测时桩体无法检测到底。搅拌桩的垂直偏差不得超过1%,桩位的偏差不得大于50mm。
3.3水灰比质量控制
水和水泥按重量计算的比例即为水灰比,施工标准所要求的水灰比一般在0.45~ 0.55范围之间。一般采用强度等级为34级以上的普通水泥。施工时,一般要根据工艺试验确定适宜的水灰比,然后在制浆罐中进行拌制,同时在现场用比重计测定并记录标准配制的水灰比。监理工程师还要再施工过程中随时抽检所使用的水灰比参数,以使其满足预期的设计要求。混凝土浆制备完成以后,还要对其进行不停地搅拌,使其均匀稳定;混凝土浆倒人集料之前,要先进行加筛过滤,以免混凝土浆内产生结块损坏泵体。
3.4桩长的质量控制
(1)钻杆标线控制法:施工之前先丈量钻杆长度,可用红色油漆在钻杆上划出桩长长度,并作明显标志,以便掌握钻杆钻人深度、复搅深度,确保达到设计桩长的长度。
(2)度盘读数控制法:采用带有度盘读数器的钻机,利用钻机上控制钻杆钻入深度的圆盘,通过指针读数可直接反映出钻桩的长度。注意开钻之前,指针读数必须为零。
(3)根据实际施工经验,水泥土搅拌法在施工到顶端0.3~0.5m范围时,因上覆压力较小,搅拌质量较差。因此,施工的桩顶标高应比设计确定的基底标高高出约0.5m.待开挖基时,再将上部桩身质量较差的0.5m桩段凿去。
3.5搅拌速度及每米水泥用量控制
每根桩开钻后,其喷浆作业应连续进行。不得在尚未喷浆的情况下,就提升钻杆。质检工程师还应重点抽检水泥的用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。如果施工过程中因故停浆,应及时记录中断深度。宜将搅拌机下沉至停浆点以下+ 0.5m.待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h,为防止浆液硬结堵塞,宜先拆卸输浆管路,予以清洗。在12h内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内。施工过程中,施工人员还要定期清洗灰浆泵,及时更换齿轮减速箱内的油,以确保搅拌桩成桩的均匀性和止水效果。
3.6质量检验
根据施工质量情况,经触探检验对桩身强度有怀疑时。可先取一定数量的桩体进行开挖检验,检查加固柱体的外观质量、搭接质量和整体性等,检验桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。检验表明,搅拌均匀,桩体无松散,群桩桩项齐,间距均匀。复合地基承载力试验,检验数量为桩总数的0.2%,且每批检验不少于3根,单桩复合地基载荷试验按《建筑地基处理技术规范》要求进行。
4结语
混凝土搅拌桩施工工艺及质量控制,关系到这个建筑工程的质量,因此,在施工时一定要严格按照操作规程来进行施工,及时发现问题,并进行严格的质量控制,以确保混凝土搅拌桩达到了设计的预期效果,有效地减少了地基沉降。
参考文献
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