中国建筑第八工程局有限公司
摘要:水泥搅拌桩施工广泛应用于地基加固工程中,有施工过程快、无噪音污染、经济等特点,但在施工过程中,在不同的地质会有不同的表现。在滨海区域淤泥地质中,由于其含水量高,地质粘稠等特点,搅拌桩施工有一定难度,容易出现不成桩,强度不达标等质量问题,本文结合工程实例,对淤泥地质水泥搅拌桩施工进行阐述,为相关人员提供参考。
关键词:搅拌桩,淤泥地质,施工
0 引言
水泥土搅拌法是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机械,在堤基(身)内部将软土强制搅拌后,由水泥和软土之间所产生的一系列物理—化学反应,使软土改性硬化后具有整体性、低渗透性和一定强度的水泥土搅拌桩。可有效提高加固区软土的抗剪指标强度,增强软土地基承载力、减少沉降、延长渗径等作用。
厚淤泥地质条件下钻孔主要存在以下问题:(1)由于施工机械及其他外部动荷载共同作用,淤泥地层处于流动状态,孔身因此扰动而容易坍塌和缩颈;(2)钻孔过程中因钻机晃动扰动淤泥层桩机出现不均匀沉降,从而导致孔位偏差和桩位倾斜;(3)受潮汐作用,孔身受压力不平衡,同样会导致塌孔、缩颈等现象发生。
1 工程概况
某项目基坑面积为6.8万㎡,基坑总延长1050m,基坑普遍开挖深度为17.4m,本工程±0.00对应绝对标高+4.00m。基坑工程安全等级整体为一级,设计使用年限为2年本基坑支护工程共分为两个支护单元,均为三轴搅拌桩止水帷幕+混凝土灌注桩+预应力扩大头锚索支护体系,止水帷幕选用φ850@600三轴水泥土搅拌桩。如图1,2所示。
图 1 维护结构布置大样图
图2围护结构剖面图
2 工程难点
1)搅拌、注浆机械中途发生故障,造成注浆不连续,供水不均匀。
2)场地内存在8.1~11.6m厚的淤泥质粉质黏土,其特性流塑为主、局部软塑,韧性较差,强度低,具有高压缩性,搅拌成桩效果较差。
3)由于厚淤泥层地质承载力差具有一定流动性,通常位于地表且厚度大,极易形成不均匀沉降,影响施工过程中工料机运输及设置。
3 施工工艺流程
4 本施工技术施工要点
(1)桩定位:根据业主提供的测量控制点,采用全站仪现场布置控制网并复核。确定好位置后在桩中心位置插入彩旗做好标记。桩中心的放样误差控制在10mm 以内。定位完成后用挖机开挖三轴搅拌施工导向沟槽,沟槽尺寸为宽1.2m,深度1.2m,开挖导向沟槽的弃土及时外运处理。
(2)桩机就位:搅拌桩机到达作业位置,并调整桩架垂直度≤1/200。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。
(3)搅拌注浆:水泥浆采用BZ-20环保型水泥自动搅拌注浆站搅拌,并通过高压注浆泵、水泥管输送至钻杆头部。钻机在钻进和提升全过程中,保持螺旋杆匀速转动,匀速下沉提升,通过控制下沉、提升的速度均匀一致,使水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌,水泥浆液与土能充分拌和。
图3 三轴搅拌桩四喷四搅施工示意图
(4)严格控制下沉、提升的喷浆量:
下沉、提升速度应与注浆泵的泵量相适应,控制下沉喷浆量为水泥用量的70~80%,提升喷浆量为水泥用量的20~30%。下沉速度还应考虑地质情况进行调整。
(5)清理泥浆:水泥浆注入搅拌孔内,将有一部分水泥土被置换出来,采用挖机将置换出来的水泥土清理出去,保持搅拌机周边的整洁,确保三轴搅拌桩的硬化成型及下道工序的施工,被清理出的水泥土集中堆放,随日后基坑开挖一起运出场地或分期分批外运出场。
(6)移位:施工完一根桩,根据跳槽式双孔全套复搅式连接施工的方法,将钻机移至下一根桩桩位,进行下一根桩的施工。若长时间停止施工,应对压浆管道及设备进行清洗。
(7)冷缝:水泥土的终凝时间约为24h,因此相邻的两根搅拌桩搭接施工时间间隔不得超过24h,否则按照冷缝处理。施工冷缝处应在外侧补打三轴搅拌桩,以保证止水效果。
5 结束语
综上所述,滨海区域淤泥地质水泥桩施工作业比起其它地质施工,在安全、进度和质量管理方面的挑战更艰巨。结合此案例得出以下结论和建议:为确保桩身质量合格,施工前应选择合适的机械设备在工地现场进行实验性施工,通过试桩确定施工技术参数。同时应对搅拌桩桩位、桩顶及桩端高程、桩身垂直度、搅拌头喷浆速度、浆液水灰比等单桩施工作业全过程的进行检验,以便达到预期效果。
参考文献
[1]商庆坤,裴利华,桂跃,林东.泥炭质土水泥土搅拌桩复合地基承载特性研究[J].地基处理,2022,4(01):40-47.
[2]李福来,韩辅洲,李晨雁,金磊.水泥土深层搅拌桩在河北某港口软基处理项目中的应用[J].中国建材科技,2021,30(06):135-136+15.
[3]黄日成.沿海特殊地质道路路基设计探索[J].黑龙江交通科技,2021,44(12):10-11.
[4]孙振平.厚淤泥地质钻孔灌注桩施工技术[J].中国高新科技,2022,(02):79-80.