软土发育地区深层单轴水泥搅拌桩施工技术

软土发育地区深层单轴水泥搅拌桩施工技术

王加彬1廖兴锋2王佳芳3

1、2中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司湖北省武汉430014;3武汉神舟人力资源开发服务有限公司湖北省武汉430014

摘要：智慧XX项目为大型城市综合体项目，主要包括15个子项目，其中道路工程13项、园林1项、河道治理1项。项目区域为长江三级阶地，地层分布不均匀且淤泥层较厚，如深层淤泥处理不当，会造成后期路基沉降，路面破损，加大后续维护费用，本文通过对PH-5型桩基工作原理，制浆工艺、桩位布置、桩基施工顺序等进行分析，以提高软土发育地区深层单轴水泥搅拌桩施工质量，为同类施工提供借鉴。

关键词：软土发育深层淤泥单轴水泥搅拌桩ph-5桩基

引言

随着生活水平的不断提高，城镇化建设速度越来越快，沿江沿海区域涌现了一批大型城市综合体项目。由于长期河流冲刷，深层软土发育，如软基处治不当后期会出现因路堤失稳、沉降破坏，进而产生路面不平和不均匀沉降的路面早期损坏现象。在公程建设领域，正确认识软土地基不同处理方法的加固机理，根据工程条件选择先进合理的软基处理技术方案，是减少工程投资在加快工程进度的同时确保工程质量的必要保证。

本文通过对智慧XX南路水泥搅拌桩施工实例对单轴PH-5型水泥搅拌桩工作原理，桩基施工顺序、制浆工艺、桩位布置进行了分析阐述。

1、工程概述

智慧XX南路全长867m，起点与通顺大道十字交叉，横穿川江池四路，终点与XX三路T型连接。项目共跨鱼、藕塘区515m，其中淤泥层厚度超过3m时采用水泥搅拌桩处理。

2、工程特点

项目区周边主要分布荒地，菜地，鱼塘、藕塘等无建筑物及管线杆线，但项目本身污水管道为城市主干管，埋深在8-12m之间。其中k0+800-k0+927段特殊路基处理（水泥搅拌桩）需设置4.5-6m空桩。

3、水泥搅拌桩施工

本项目深层水泥搅拌桩，采用PH-5型单轴专用水泥搅拌桩机施工，通过对现场施工过程中发现的问题，结合桩基性能、工艺流程桩位布置等方面进行分析，结果如下：

3.1、PH-5型单轴水泥搅拌桩机

PH-5型单轴水泥搅拌桩机以三相异步电动机为动力，主机采用积木式拼装，主要由行走系统、启动系统，操作系统、专用钻杆、单叶片钻头及相关配套工具。

行走系统：PH-5型单轴水泥搅拌桩机底架为液压式步履轨道，可纵向、横向移动，纵向步距1.5m，横向步距0.5m。

启动系统：本机启动系统采用三相异步电动机，输出功率800KV/A，主要用于主电机55kw、油泵15kw、电磁调速电机18.5kw、搅拌机7.5kw。

操作系统：①工作原理，本机钻杆旋转和加压装置由各自的动力分别驱动，钻进速度分为五档手动控制，并设有过载保护装置；钻机加压采用链条式加压，通过链条带动搅动盘的方式以达到钻杆下沉的目的。②钻机行走：整机尺寸7.8m*1.9m*2.48m，设备行走主要由上底架横向步履、纵移油缸、横移油缸和四个液压支腿组成。

专用水泥搅拌桩机性能参数表

3.2.2浆液制备

环境因素对水泥浆的制备存在很大影响，现场实施中建造专用制浆池（1.5米*1.5米*1.0米），并搭设防雨装置。施工用水泥采用华新PO42.5水泥，水源为专用管道接入自来水，经配合比实验及水中矿物质检测合格后使用。本次施工中浆液制造采用二次搅拌法，第一次搅拌为浆液制备期，首先将自来水注入制浆池，再将水泥灰按照配合比要求放入，搅拌均匀后放入输浆池。施工中水和水泥用量计算方法如下：

制浆池体积为：长*宽*高=1.5*1.5*1=2.25m3，

每次制拌水泥浆1.5m3

水灰比0.6，土的重度20kn/m3，水泥参量65kg/m

每根桩体积3.14*0.25*0.25*10.5=2.060625m3按照2.1m3考虑

单幅水泥搅拌桩水泥用量10.5*65=682.5kg

制拌完成后水泥浆质量1.6t

水泥密度3t/m3，水的密度1t/m3

水泥浆制备完成后体积为1/3+0.6/1=0.93333立方米

灰浆密度=m/v=1.6t/0.93333=1.714t/m3

单次制浆质量=vp=1.714*1.5=2.571t

单次制浆中水泥重1.606875t，水0.964125t

单次制浆池中水面高度=0.964125/1/（1.5*1.5）=0.4285m

制浆用水泥采用称重1.606875t

制浆完成后，送入输浆池（输浆池与制浆池均为混凝土结构，防渗等级P6，尺寸相同），输浆前进行水泥浆密度测量，合格后经专用输浆泵送至钻机进行下一步施工。

3.2.3PH-5型专用水泥搅拌桩机施工

本项目水泥搅拌桩采用“两喷四搅”的施工工艺，但考虑设备在加压钻进过程中土体可能导致出浆口堵塞，故采用带浆钻进。

（a）桩基定位

（b）带浆作业下沉

（c）提升钻机喷浆

（d）二次带浆作业下沉

（e）二次提升钻机喷浆

（f）成桩

在钻机作业过程中还用注意以下几点：

①桩位放样精准，采用0.5米竹签对桩位中心点进行对准确定→移动搅拌机至指定桩位，桩机移动过程中要保证设备平稳，钻机基础平坦、坚实，桩机对位垂直度小于1%桩长；

②启动搅拌机转盘，待转头转速均匀，喷浆口出浆连续后，方可使钻杆沿导向架方向加压钻进，钻进速度通过档位调节，控制在0.8-0.8m/min；

③水泥搅拌桩机输浆管道控制在50m范围内，输浆压力在0.5-1mpa范围；

④桩机下沉至设计孔深后，在桩底磨桩1min，同时根据喷浆量及钻进速度、设备工作状态判断是否继续钻进；

⑤转头提升至桩顶0.5米后关闭灰浆泵，桩头打磨1min；

⑥施工完一根桩后，清洗管道及钻头，收集喷浆量票据，钻机移位，进行下一根桩施工；

⑦每天施工完成后清洗设备，对为用完的水泥浆进行集中处理，严禁再次使用。

4、水泥搅拌桩检测

水泥搅拌桩是路基施工中常见的软基处理方式，随着行业技术的发展，水泥搅拌桩质量控制标准日益完善，本工程水泥搅拌桩质量标准主要检测一下项目：

水泥搅拌桩检测一览表

参考文献:

《公路软基处理新技术》冯守冲

《深层搅拌桩使用说明书》