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水泥搅拌桩的设计

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《河南建材杂志》2014年第三期

1加固方案设计

1.1搅拌桩单桩设计桩径Φ600,桩长要求进入粉质黏土层不少于50cm,根据勘测资料,为确保单桩承载力满足设计要求,本次设计选取淤泥层较厚路段进行计算。单桩承载力计算:桩长L=9.5m,桩径d=0.6m,桩周长度S=1.885m,桩身截面积Ap=0.283m2,α=0.5。桩间土层分布为:素填土厚1m,qs=12kPa,qp=75kPa,淤泥厚8m,qs=6kPa,qp=55kPa,粉质黏土厚0.5m,qs=15kPa,qp=150kPa。

1.2复合地基承载力验算搅拌桩按等边三角形布置,间距1.3m×1.3m,面积置换率m=0.193,s为间距;β为桩间土承载力折减系数,加固土层为淤泥等固结度较差土层为0.1~0.4,设置褥垫层可取高值,本次β取0.4;λ为单桩承载力发挥系数,取1.0;fs为处理后的桩间土承载力特征值,按天然承载力特征值选取。由于路基下卧粉质黏土层承载力为150kPa,已大于路基加固后承载力,故下卧强度满足要求。

1.3地基沉降计算复合地基沉降量包含加固区的沉降量和加固区下卧层的沉降量,加固区的沉降量采用复合地基压缩模量法计算,下卧层采用压缩模量法计算。经计算,加固区的沉降量为S1=162mm;下卧层的沉降量S2=88mm。最终总沉降量S=S1+S2=250mm=0.25m<0.3m(一般路段路基容许工后变形),满足要求。

2搅拌桩施工及其质量控制措施

2.1施工工序清表并平整场地→桩位放样→钻机就位、调平→检验、调整钻机→正循环钻至设计深度→启动高压注浆泵→反循环提钻→喷水泥浆至停浆面→重复搅拌下沉至设计深度→反循环提钻→喷水泥浆至停浆面→成桩结束→关闭机械→移至下一根桩。

2.2质量控制措施1)搅拌桩属地下隐蔽工程,施工质量受机具、施工工艺、施工人员责任心等多种因素影响,故其质量控制应贯穿施工全过程,坚持全方位的质量控制。2)项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩施工,所有施工机械均编号,现场相关负责人名单、水泥搅拌桩桩长、桩距等均标注在钻机机身显眼处,确保人员到位和责任到人。3)严格按设计水灰比配置水泥浆液,并定期抽查,其控制措施为:①确定搅拌池的加水量,并在每个池上做出标记,每次加水量必须达到该标记位置;②根据每个池的水量确定需加入的水泥量,如某个池加水量为2m3即2t,则需加入水泥量为4t,水灰比2:4=0.5;③将以上数据挂牌告知施工人员,严格按要求掺加水和水泥;④配浆时搅拌至少3min,分浆池也不停搅拌,以免产生离析,现场配备多个水泥浆比重测定仪,以备监理和施工管理人员随时抽查检验水泥浆水灰比情况。4)制备的水泥浆液不应出现离析,停置时间不应过长,超过2h则应降低标号使用,倒入集料时应加过滤筛,以免结块而损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿,以利于输浆,现场拌制浆液时应有专人记录固化剂和外掺剂用量以及泵送浆时间。5)机身调平以钻杆是否垂直为依据,为保证水泥搅拌桩垂直度满足规范要求,在主机上挂一吊锤,操作时用吊线进行控制。6)水泥搅拌桩施工采用“二喷四搅”工艺,首次下钻和提钻均用低档,复搅时可提高一档,充分预搅以利于土与水泥浆均匀搅拌。7)水泥搅拌桩开钻前,用水清洗整个管道并检验有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。8)整个制桩过程必须保证边喷浆边提升,应连续作业,喷浆时必须使用自动流量计控制实际喷浆量,记录人员随时观察其重量变化,以保证足够的注浆压力,控制提升速度和各段浆量均匀。9)要求供浆连续和搅拌均匀,一旦因故停浆则为防止断桩和缺浆,应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5m,待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h,为防止浆液硬结堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。10)为保证水泥搅拌桩桩身质量,首次提钻喷浆时应在桩底部停留(喷浆坐底)30s,以使浆液完全到达桩的底端。对桩身上端1/3L(桩长)范围应进行复搅,将此范围内的浆液分两次喷入,使搅拌效果更好。搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速,当喷浆口到达桩顶标高时宜停止提升,在桩顶部位停留30s,以保证桩头均匀密实。11)单根桩开钻后应连续施工,严格控制起喷及停喷高程,不得间断,以保证喷桩长度。采用流量泵控制输浆速度,并使搅拌提升速度与输浆速度同步。施工中发现喷浆量不足时,应按要求整桩复搅,复喷量不少于设计用量。如遇停机或机械故障停喷,应及时记录中断高程,待恢复正常后立即复搅且与前次搅拌重叠1m以上,如中断时间超过12h则应采取补桩措施,并将补喷情况填报在施工记录内。12)根据成桩试验确定的技术参数进行施工。现场操作人员认真填写施工原始记录,包括施工桩号、施工日期、天气情况;灰浆泵和管道压力;钻机转速;泵送时间、喷浆深度;钻进速度、提升速度;浆液流量;每米喷浆量和外掺剂用量;复搅深度;停浆时间。

3加固效果检验

根据设计要求,该路段在单桩成桩后3d用N10型轻便动力触探对桩的加固效果进行检验,检验时按1%的施工总桩数(最少不能少于3根)进行抽检,结果显示,抽检的多根桩的强度均符合设计要求,达到了预期的加固效果。5结语深层搅拌桩对此路基进行加固,施工进度得到了保证,完全符合设计要求,目前翁角路部分路段路基加固已实施完成一段时间,现阶段没有发现明显的路基变形或下沉等情况。漳州地区地层较为复杂,软弱地层分布较广,地下水丰富,因此在道路建设过程中往往要进行地基处理,深层搅拌桩最适宜于加固各类饱和软黏土,且具有土方量小、施工速度快等特点,现阶段的施工工艺也比较成熟,因此在漳州地区得到了较广泛的应用。

作者:林加明单位:漳州市平原市政工程设计有限公司

河南建材杂志责任编辑:田老师    阅读:人次