水泥土搅拌桩施工监理

水泥土搅拌桩施工监理（精选11篇）

水泥土搅拌桩施工监理 篇1

引言

深层搅拌桩施工法是通过各种深层搅拌机械, 将化学固化剂 (水泥浆或水泥粉, 石灰粉等外加一定的化学添加剂) 与地基土强制就地搅拌形成水泥搅拌桩, 用以提高地基承载能力、整体性和稳定性的方法。该项技术于上世纪70年代初同时在日本与瑞典开发成功。而后日本开发、研制出加固机理、机械规格和施工效率各异的深层搅拌机械, 使该法得到进一步的发展和应用, 进而使该施工方法成为一项非常成熟的技术。在我国应用深层搅拌法处理软弱地基已有20多年的历史 (龚晓南[1], 1997) 。最近几年, 随着经济的发展, 深层搅拌桩施工法在高速公路、隧道、市政设施以及建筑基坑工程中的应用越来越多, 特别是在高速公路的路基处理中应用较多[2]～[4]。但是, 近年来由于搅拌的不均匀引起工程质量事故也较多, 上海、天津等地禁止干法搅拌桩的使用。本文首先分析了我国在深层搅拌桩施工中的问题, 然后提出解决问题的办法。

1 我国的水泥土搅拌桩施工技术的现状

搅拌混合试验表明, 搅拌桩的现场强度与水泥和土的混合均匀度有密切的关系, 混合均匀度越好, 强度就越高[5]。混合均匀度主要由施工设备和施工工艺来决定, 下面就从施工设备、工艺等方面对我国的水泥土搅拌桩施工技术的现状进行分析。

1.1 施工设备

1.1.1 钻头设计简陋

以某条正在修建的高速公路为例, 其基础多为软弱土层。该区上部土层由杂填土、素填土、淤泥质填土组成, 这部分土结构松散, 天然含水量高, 压缩性大, 抗剪强度低, 物理状态多呈软塑至流塑, 因此工程性能极差。该区所用的水泥土搅拌桩施工设备极其简陋, 其钻头设计简单。钻头上的搅拌叶片为2层, 出浆口布置在搅拌轴上, 在第一层旋转叶片处, 离钻头前端较近。喷浆搅拌, 浆液多集中在喷浆口的桩轴附近, 叶片外缘缺浆, 形成水泥浆富集。

1.1.2 钻头材质差

水泥土搅拌桩施工设备的钻头多为废旧的铸铁制成, 材质较差。而且使用的钻头多为施工人员自己制作的, 不是专业的厂家生产。在旋转下钻过程中磨损很大, 尤其是搅拌叶片上的拨土筋, 一般施工数百米左右的桩就会磨损掉的。

1.1.3 钻杆向下旋转动力不足

目前我国使用的水泥土搅拌桩施工设备的电机功率较低。搅拌下沉主要是靠下部叶片上的拨土筋拨土, 以及马达的自重, 没有向下的驱动力, 这样就使得搅拌桩的搅拌深度不够。国内搅拌桩加固深度一般在15m左右, 超长的搅拌桩利用目前的设备施工, 下钻动力不足且桩质量难以保证。

1.2 施工工艺

国内某高速公路段的水泥土搅拌桩施工工艺与传统搅拌桩施工工艺略有不同。该区是将搅拌机吊至加固位置, 定位对中, 启动电机。待搅拌头运转正常后, 边旋转切土边下沉, 直至设计加固深度。接着输送浆液, 边喷浆边提升。由于该高速公路在7米以下为亚粘土层, 下降过程中喷浆困难, 因此在7米以下将分两次喷出的浆液在提升过程中一次喷出, 在7米以上仍分两次喷浆。第一次喷浆完毕后, 搅拌机再下沉复搅, 7米以上边下沉边喷浆, 7米以下复搅。最后重复搅拌上升, 即完毕。

1.3 施工管理混乱

目前我国水泥土搅拌桩施工管理非常混乱。搅拌桩的施工多为个体企业, 而这些企业的负责人多数并不懂搅拌桩的施工工艺。他们一般请技术指导来负责现场施工, 但是两者之间并不能非常良好的沟通。例如技术指导提出改进设备的要求, 承包商并不采纳。由于承包商等不愿投资改进施工设备, 直接造成了到我国施工技术与国外先进技术的差距。

1.4 桩质量不能保证

施工设备的简陋直接导致了水泥土搅拌桩的质量不合格。在国内很多用搅拌桩加固地基的实例中发现, 质量不合格的搅拌桩桩身常存有严重的水泥富集块, 而有的部位则很少有水泥浆;当然也有一些桩不合格是由于偷工减料, 水泥掺量不足导致的。国内外搅拌桩实践表明:搅拌桩的现场水泥土强度与水泥和土搅拌的均匀程度密切相关。

2 改进措施

2.1 施工设备的改进

在我国, 目前普遍觉得水泥土搅拌桩施工困难, 桩的质量较难控制。为了改善这种局面, 首先要改进目前的施工设备。可以引进国外先进的施工设备, 也可以自行研制开发。例如可以增大电机功率, 改进钻头等, 这些都是非常有效的方法。我国许多施工设备的功率为恒定, 那么对搅拌机钻头的改进则显得更为重要。目前国内的部分科技工作者已经对设备做了部分改进。

2.2 施工工艺的改进

为了在保证桩身质量的前提下, 加快施工进度, 就必须对施工工艺进行改进。传统的施工工艺是按照80年代的设计规范沿用至今的。当今社会经济飞速发展, 人们更加注重效率。我国目前也提出了对施工方法的一些改进措施。

2.3 改善设计施工管理

目前国内普遍认为水泥土搅拌桩加固地基施工周期短, 效率高, 施工工艺简单, 费用低廉等特点。但实际上现场施工人员普遍觉得水泥土搅拌桩施工困难, 施工进度缓慢, 且桩质量难以控制。由此可看出, 设计人员的构想与现场施工人员实际操作往往脱节。要改变这一现状, 应使设计人员多到施工现场了解施工状况, 而不是完全照搬设计规范。

2.4 改进桩身质量检测方法

对于以深层搅拌法或旋喷法施工的水泥土搅拌桩现场质量检测, 根据国家规范《建筑地基处理技术规范JGJ790-2002》应在现场进行轻型动力触探、钻孔取芯、吊桩载荷试验, 这些方法只能取局部的样品进行物理力学性质试验, 费时费力也不经济, 最后也不能对搅拌混合体的整体质量做出客观有效的评价。针对现有检测方法的不足, 可以建立现场强度与室内混合强度的数据库, 改进检测方法, 例如, 发明专利:基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法[5]。

3 结语

3.1 我国现有深层搅拌的工程实践中, 许

多地方施工设备简陋, 遇到复杂地质条件, 施工困难且质量难以保证。要解决这些问题, 必须对落后的施工设备进行改进。改进施工工艺, 加强现场质量管理。

3.2 提高施工企业负责人对改进设备带来的长远经济效益认识, 以促使他们投入资金引进和改良施工机械。

3.3 应尽早将新的技术发明推广应用到实

践中去, 目前我国普遍现象是工程实践与新发明技术脱节。国家相关管理部门应制订政策, 激励应用新发明技术的企业

摘要：针对目前我国水泥土搅拌桩施工技术的现状, 从设备、管理、现场施工工艺等几个方面出发, 分析了存在的问题及其产生的原因。从方法、设备、施工工艺、现场管理与质量检测等几个方面提出了改进的建议。

关键词：水泥土搅拌桩,设备,施工工艺,改进措施

参考文献

[1]龚晓南.地基处理新技术[M], 陕西科学技术出版社, 1997.

[2]刘敬东.目高速公路软基处理中深层水泥土搅拌桩施工工艺探讨[J].交通世界2005, 1.

[3]朱志勤.深层搅拌法处理软基在高速公路工程中的应用.广西交通科技, 2001, 26.

[4]吴金霞, 汪海生.深层搅拌法在高等级公路软基处理中的应用, 华东公路, 1999, 120.

[5]沈水龙, 许烨霜, 白云.基于混合均匀度的深层水泥混合土质量的现场检测方法, 专利申请号:200510030654.X, 2005.10.

水泥土搅拌桩施工监理 篇2

1、平整场地，并测量施工范围的自然地面标高，放出水泥土墙位置的灰线，确定桩位，

在铺设好钢板、道轨或滚管后，应测出桩机底盘标高，以此确定搅拌机悬吊提升及下降的起讫位置，控制桩顶、桩底标高。

2、清除障碍

施工前应清除搅拌桩施工范围内的一切障碍，如旧建筑基础、树根、石块等，以防止施工受阻或成桩偏斜。当清除障碍范围较大或深度较深时，应做好覆土压实，防止机架倾斜。清障工作可与样槽开挖同时进行。

3、机架就位及垂直度控制

将搅拌机移至设计桩位，定位对中，桩位偏差不超过5cm（包括测量放样和对中偏差）。

机架垂直度是决定成桩垂直度的关键。因此每根桩施工前都要从两个互相垂直的方向校正搅拌轴的垂直度，直至搅拌轴与铅直方向一致。搅拌桩机垂直度偏差应控制在1/250以内，且基坑底处的垂直度应控制在1/200。

4、水泥浆制备

水泥应采用新鲜、不受潮、无结块的合格水泥，拌制时应注意控制搅拌时间、水灰比的掺量，严格称量下料。水泥应有合格证、复试报告。

5、工艺试桩

在施工前应做工艺试桩。通过试桩，熟悉施工区的土质状况，确定施工工艺参数，如：钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。

6、成桩施工

1）控制下沉速度

待搅拌机冷却水循环正常后，启动电动机。本工程预搅下沉的速度应控制在小于1m/min，一般控制在0.5m/min左右，边喷浆边下搅拌头。

2）提升喷浆搅拌

当搅拌头下沉到加固体底标高时，搅拌头在原地搅拌1min，以确保水泥浆液通过输浆管和钻杆压入加固体底部，然后边喷浆边提升搅拌头，提升速度应控制在小于2m/min。

3）严格控制喷浆速率与喷浆提升（或下沉）速度的关系

确保在提升开始时同时注浆，在提升至桩顶时，该桩全部浆液喷注完毕，控制好喷浆速率与提升（下沉）速度的关系是十分重要的，

喷浆和搅拌提升速度的误差不得大于±0.1m/min。本SMW工法工程采用二搅二喷，喷浆提升速度不大于2m/min。

7、型钢的插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行，插入前必须检查其直线度、接头焊缝质量并确保满足设计要求。

8、型钢的插入必须采用牢固的定位导向架，并用两台经纬仪双向校核插入时的垂直度，型钢插入到位后用悬挂构件控制型钢顶标高，并应将已插好的型钢连接起来，防止在施工下一组搅拌桩时，造成已插好的型钢移位。

9、型钢插入宜依靠自重插入，也可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位，严禁采用多次重复起吊型钢并松钩下落的插入方法。若采用振动锤下沉工艺时不得影响周围环境。

10、防止断桩

施工中发生意外中断注浆或提升过快现象，应立即暂停施工，重新下钻至停浆面或少浆段以下0.5m的位置，重新注浆提升，保证桩身完整，防止断桩。

11、邻桩施工

连续的水泥土墙中相邻桩施工的时间间隔一般不应超过24h。因故停歇时间超过规定时间，应采取补桩或在后施工桩中增加水泥掺量（可增加20%~30%）、补桩及注浆等措施。前后排桩施工应错位成踏步式，以便发生停歇时，前后施工桩体成错位搭接形式，有利墙体稳定及止水效果。

12、钻头及搅拌叶检查

经常性、制度性地检查搅拌叶磨损情况，当发生过大磨损时，应及时更换或修补钻头，钻头直径偏差应不超过3%。

对叶片注浆式搅拌头，应经常检查注浆孔是否阻塞；对中心注浆管的搅拌头应检查球阀工作状况，使其正常喷浆。

13、成桩记录

施工过程中必须做好成桩记录，不得事后补记，成桩记录反映真实施工状况。

成桩记录应有专人负责，记录误差：钻进深度不得大于5mm；时间记录不得大于5s。

14、试块的制作情况

水泥土搅拌桩施工监理 篇3

【关键词】水泥土搅拌桩；地基处理；固化剂

Dongying city the cement soil of some building weak foundation mix blend a stake to reinforce processing

Liu Pei-quan

(Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co.，Ltd Ji'nan Shandong 250101)

【Abstract】Combine a solid example，introduction cement soil mix blend the stake reinforce weak foundation construction craft and technique important point，summary under construction should attention of a few problem and correspond of measure.

【Key words】The cement soil mix blend a stake；Foundation processing；Solid turn

水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法(干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土等软弱地基。它是利用水泥作为固化剂将软弱地基与固化剂强制搅拌，使软弱地基的整体性、强度得到极大的提高。水泥土搅拌法可根据实际需要，采用柱状、壁状、格栅状等。水泥土搅拌法具有最大限度利用了原土、污染少、成本较低等特点，在工程实践中得到了广泛应用。

1.工程概况

拟建场地位于东营市黄河路北侧，为某单位综合商业楼，高4层，地下1层。该楼采用独立柱基，基础埋深-4.0米，采用粉体喷搅法进行加固处理，水泥土搅拌桩共1200颗，有效桩长10米。复合地基承载力特征值不小于160KPa。

地层情况及各地层物理力学参数

①耕土(Q₄^pd)：黄褐色，松散~稍密，稍湿，主要成分为粉质粘土，为近期人工堆积而成。该层层厚0.50米~0.80米。

②粉质粘土(Q₄^al)：褐黄色，软塑~可塑，无摇振反应，干强度及韧性中等，土质较均匀，见云母碎片。该层层厚3.30米~4.20米(见表1)。

③粘土(Q₄^al)：灰色~灰褐色，摇振反应，切面光滑，干强度及韧性较高，该层层厚1.30米~1.50米(见表2)。

④粉土(Q₄^al)：黑灰色，稍密~中密，很湿，韧性及干强度低，颗粒较均匀。该层厚4.10米~5.00米(见表3)。

⑤粉质粘土(Q₄^al)：灰色~深灰色，软塑~可塑，干强度及韧性中等。 该层厚1.60米~2.10米(见表4)。

⑥粉土(Q₄^al)：黄褐色，中密，很湿，该层厚2.90米~3.50米。试验结果见表5：

⑦粉质粘土(Q₄^al)：灰色，可塑，干强度及韧性中等，该层未完全揭露，最大揭露厚度为5.1米。试验结果见表6：

2.地基处理设计参数

本工程采用粉体喷搅法进行施工，桩径500mm，桩长10米，采用正方形布置，面积置换率20%，即桩间距1.0米。每延米掺入水泥50Kg，桩身上部3米增加15Kg进行复喷复搅，地基处理后承载力特征值不小于160KPa。

图1 施工工艺流程图

3.施工工艺及控制要点

3.1 施工工艺。根据施工图要求，本次施工采用复搅复喷二次成桩工艺即：钻进、提升粉喷、再钻进粉喷、提升搅拌。具体工艺流程见图1。

3.2 质量控制要点(见表7)。

3.3 施工机具安排(见表8)。

3.4 关键工序控制。粉喷桩施工关键工序为搅拌与送灰两道工序，为保证施工质量，采取控制措施如下：

3.4.1 搅拌

(1)为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。

(2)桩顶1.00~1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。

(3)在制桩过程中，中断喷灰后，重新起动时，应复沉1.00m继续搅拌，然后提升喷粉制桩。

3.4.2 送灰

(1)水泥标号与稳定性必须符合设计要求，没有合格标识的水泥不准使用。

(2)根据设备电子称重控制，送足50Kg/m。

(3)随时注意空压泵压力变化，空压泵压力一般保持0.2~0.3MPa，当喷灰压力低于0.20MPa时，停机检查，若由地层引起的继续施工；属空压机原因，检查维修。当喷粉压力大于0.6MPa，立即停机，查找原因。

4.质量检验

按照规范要求及当地质检部门规定，本工程采用了两种方法进行检测，即复合地基载荷试验和低应变动力检测。

本工程低应变动力检测240颗的桩身质量，其中I类桩200颗，占检测总数的83.3%，II类桩30颗，占检测总数的12.5%，III类桩10颗 ，占检测总数的4.2%。根据上述检测结果来看，满足规范要求。

复合地基静力载荷试验6组，由于工程桩没有做破坏性试验，根据最大加载压力和曲线特征，6组复合地基承载力特征值分别为：157KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、160 KPa。根据试验结果，满足规范要求。

5.经验总结

5.1 水泥土搅拌桩是介于刚性桩和柔性桩之间具有一定压缩性的桩，经过试验证明，它的力传递特性同刚性桩有很大相同之处，所以水泥土搅拌桩复合地基的承载力主要受桩身强度控制。

5.2 水泥土搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的应用，但在设计时应该根据地层情况充分考虑复合地基承载力、单桩竖向承载力、桩间土、桩长、桩径的最优匹配，不能盲目加大安全系数，造成浪费。

5.3 结合多个工程的实践，根据受力曲线得知，在正常使用状态情况下水泥土搅拌桩符合地基主要受力部分在桩身上部30%~50%长度范围内，因此在设计过程中对上部桩身要进行复喷复搅处理。

5.4 水泥土搅拌桩的质量控制一定要贯穿在施工的全过程，重点要控制水泥用量、桩长、桩径、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。

5.5 桩顶1.00~1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。

5.6 当粘土塑性指数大于25时，水泥土拌和效果极差。当地基土含水量小于30%时，由于不能保证水泥的充分水化，不得使用干法。

5.7 从承载力角度提高置换率比增加桩长的效果好。水泥土桩是半刚性桩，桩越长，对桩身强度要求越高，但是过高的桩身强度对提高复合地基承载力是不利的。

5.8 某一地区的水泥土桩，其桩身强度是有一定限度的，单桩承载力在一定程度上不随桩长的增加而增大。

参考文献

[1]《工程地质手册》(第四版 常士骠、张苏民 主编)中国建筑工业出版社

[2]《岩土工程治理手册》 林宗元 主编 中国建筑工业出版社

[3]《建筑地基处理技术规范》(JGJ70-2002)中国建筑工业出版社

水泥土搅拌桩施工与质量控制分析 篇4

水泥搅拌桩是一种应用较广泛地基加固方法, 根据水泥水化的机理, 主要分两种:深层搅拌法和粉体喷搅法。深层搅拌桩法将水泥浆液通过高压泵输送至地下, 利用机械强制搅拌的方法是地下土体与水泥浆液强制拌合的方法;粉体喷搅法是用空压机将干燥、松散状态的水泥粉直接送入地下与地基土强制拌和, 利用地基土中孔隙水水化反应固结方法。水泥土搅拌法适用于处理正常固结淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水饱和松散砂土等地基。

2 施工分析

2.1 施工前准备工作

(1) 技术准备。室内配方试验:试料土采集保持原来含水量, 水泥土拌和均匀, 在室内制备不同配比试件进行不同龄期的无侧限抗压强度试验, 选取符合设计强度配比作为现场施工配方依据。施工中水泥喷入量不少于50kg-60kg/m, 90d龄期强度不得低于1.2MPa。试桩前准备试桩段落布桩图, 明确该段落桩长、桩距、布桩要求。项目部要对机组人员进行技术交底, 明确机组人员所要控制的各种参数要求。布桩图应交机组及旁站、现场监理各一份。 (2) 原材料准备:粉喷桩材料采用普通硅酸盐P0425水泥。先做好水泥检验工作, 在项目部自检、监理抽检全部合格情况下才可用于施工;另一部分存放可用四天水泥余量, 在检查合格后可用;两部分交叉使用保持施工连续性:水泥质量必须满足规定要求, 严禁使用过期、受潮、结块、变质劣质水泥。所用水泥全部由项目经理部统一供应并经监理验收合格后方可使用。另外水泥库应悬挂标识牌, 写明所供桩机名称、水泥进场吨数、时间, 以及检验状态。 (3) 施工设备准备。主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、钻头。严禁使用非定型产品、自行改装设备。 (4) 工艺性试验 (试桩) 。粉喷桩施工前必须进行工艺性试验, 试验桩数不宜少于5根以便掌握施工现场成桩试验。试桩应达到下列要求并取得技术参数, 试桩后填写试桩报告。试桩确定桩长、水泥用量等技术参数;满足设计喷入量各种技术参数如预搅下沉速度、粉体搅拌提升速度、重复搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量、以及水泥干粉经输灰泵到达搅拌机喷灰口的时间等;确定搅拌难易程度和均匀性, 是否需要分段复搅;掌握钻进和提升阻力情况, 选择合理技术措施。

2.2 粉喷桩施工工艺

(1) 整平场地、布设桩位。整平场地至设计整平高程, 清除地面以下障碍物, 包括石块、树根、垃圾等;场地低洼或水塘地段应先排水清淤后再回填粘性土至整平高程, 不得回填杂填土;按布桩图在现场放出各个桩点位并插上竹签。 (2) 钻机定位。调整钻机, 准确定位, 钻头对中桩位, 偏差不得大于5cm;调整导向架垂直度, 垂直度误差不超过1.5%。 (3) 预搅下沉。启动电机, 放下起吊铰链。空压机送气, 使钻头沿导轨钻进至设计深度并保证桩端进入持力层50cm;电流不应大于额定电流;严格控制钻进速度, 不得大于10m/min。 (4) 喷粉提升。钻进至设计深度后提前喷灰后提升, 提升速度应小于1m/min。喷灰量应严格按照设计要求控制;边喷边搅拌边提升至桩顶不得提前停灰。 (5) 重复搅拌下沉。关闭粉体发送器, 再次将钻杆复搅下沉至要求深度;如桩长超过10m时, 一次复搅困难可以考虑分段复搅。 (6) 重复搅拌提升。边搅拌边提升至离地面0.3-0.5m。关闭搅拌机械, 回填石灰土并压实。

2.3 施工注意事项

施工单位对于下钻深度、喷粉量、复搅长度等各种施工参数以及施工过程中各种问题和处理措施有详细记录且必须有施工技术人员在现场控制, 标段中标单位必须对现场施工进行监督管理, 严格按规定做好质量管理工作;严格控制喷粉标高和停粉标高, 不得中断喷粉确保桩体氏度, 严禁在尚未喷粉情况下进行钻杆提升作业。粉喷桩施工中因故喷粉中断, 必须在24h内复喷, 第二次喷粉接桩时重叠长度应大于1m, 如超过24h应进行补桩, 两桩桩径重叠长度不小于1/3;搅拌机每次下沉或提升时间必须有专人记录, 深度误差不得大于5cm, 时间误差不得大于5s;水泥用量误差不得大于1%, 施工中发现喷粉量不足必须整桩复打, 复打喷粉量仍应不小于设计用量;桩身施工时采用中-低速档钻进, 切勿采用高速档快速钻进。钻进速度控制在不大于15m/min, 到达设计深度提前喷灰, 提升喷灰速度控制在小于1m/min;施工期间对使用钻头定期检查, 直径磨耗量不得小于1cm;粉喷桩的打设范围应严格按图纸执行。

成桩七天后进行开挖检查, 观测桩体成型情况及搅拌均匀程度, 成桩28d后进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度试验, 抽检频率5%;注意施工场地整洁, 严禁散灰大面积污染场地。

3 质量控制措施

3.1 桩位控制

要求施工单位按设计要求。采用全站仪一次分段精确放线。在各桩位定下木桩标定中心, 监理组派测量监理工程师复测合格签字后方可进行下道工序;钻机对中:钻机以标定好经测量监理工程师批准棋盘式桩位中心为基准对中就位。旁站监理员以相邻纵向与横向桩位标桩位基准, 复核对中, 批准开机。

3.2 成桩垂直度控制

要求施工人员通过凋平钻台, 以转盘水平来保证钻杆垂直度;旁站监理用水平尺及吊线双向检查垂直度保证桩体垂直。

3.3 桩长控制

桩长能否满足设计要求, 桩端是否进入持力层或达到设计标高是保证桩体承载力, 满足设计要求关键问题。具有对工程质量影响大而补救困难特点, 在施工过程中应作为重点质量目标加以控制。根据勘察设计资料, 在桩架上标明桩深。根据各地段桩氏设计及试桩结果, 作为预控基准, 在钻架上做出深度标记;按照实地作业状况确保桩端进入持力层或达到设计要求。桩端是否真正进入持力层或达到要求, 仅凭勘探设计资料确定桩长不够。如有必要应进行施工阶段补堪保证质量;在现场操作与旁站监理中, 除根据钻进速度等经验判断外, 还需用钻机电流变化来定量确定是否进入持力层。在同一地层中随钻进深度增加, 电流均衡升高, 进入坚硬土质地层, 钻进阻力突然增大, 电流随之发生突然增强现象, 由此判知钻头已进入持力层。

3.4 喷灰量和喷灰均匀程度的控制

喷灰量和配合比能否达到设计要求是保证搅拌桩承载力的关键。也是监理质量控制上最关键问题, 同时也是施工单位和监理人员矛盾最大、最难控制问题。施工单位最可能做手脚是喷灰量和配台比, 超额“利润”也在喷灰量上。监理能否完成质量控制目标, 关键控制点也是喷灰量和配台比。

在施工前由监理和施工单位及业主一起进行试桩, 试桩数不少于5根。对钻进系统各项技术参数进行标定确定输灰量、喷灰压力、喷灰经输灰管到达喷灰口时间, 喷灰搅拌提升速度、复搅下沉提升速度等;验证配合比, 按试桩批准配合比控制, 定专人记录水泥并记录泵送开始与结束时间。喷灰量控制, 对进场施工用水泥总量控制;对配合比进行控制:施工单位每班自检不少于4组, 监理现场抽检不少于2组;控制单桩喷灰量:配备经标定电脑计量装置, 能够准确的实施定量控制, 施工及监理人员检查比较直观, 喷入量记录准确;灰处理, 供灰必须连续, 拌和必须均匀。一旦停灰或发生机械故障, 为防止断桩和缺灰, 在第二次喷灰接桩时重叠长度应大于1m:如超过24h应进行补桩, 两桩桩径重叠1/3以上。

4 结论

水泥土搅拌桩是一种常用软土地基处理方法, 用于改良地基土承载力和渗透性等, 应用范围广泛。工艺流程控制是搅拌桩质量控制关键部分, 过程控制是流程控制组成部分, 在施工过程中只有严格按照施工组织设计进行, 施工人员把关才能保证工程质量达到设计标准。

参考文献

[1]徐至钧, 曹名葆.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]彭子泳.水泥搅拌桩复合地基处理研究[J].中小企业科技, 2007, 03:45-47.

水泥土搅拌桩施工监理 篇5

关键词：钉形水泥土双向搅拌桩 软土地基 应用

钉形水泥土双向搅拌桩指的是支撑路基填土与山坡土体，防止填土与土体的变形失稳一类构造物。钉形水泥土双向搅拌桩的横断面当中，同被支撑的土体接触部位叫做基底，和基底相对，桩顶面叫做桩顶，基底前端叫做桩趾，基底后端叫做桩踵。可以说钉形水泥土双向搅拌桩对人类正常生产生活影响很大，而且不同类型钉形水泥土双向搅拌桩具备不同特点，被应用的地方也不一样，人们应该依照其各自特点有针对性对其进行使用，来帮助人类更好的生活。

1 钉形水泥土双向搅拌桩在软土地基处理中的施工工艺

一般情况下我们选用平衡式自锚菱形挂篮作为施工工具，这个挂篮节点较少、不容易变形，质量较轻，结构相对完整，且具有适应性强与灵活等优势特点。在墩顶部分现浇段的现浇施工进行完毕以后，用汽车吊设备做挂篮构件拼装与起吊的工作。安装的时候切忌桥墩两侧挂篮对称同步的进行安装，对不均衡的荷载要按照设计要求进行控制[1]。新加工挂篮用对试压台进行加压的方法对桁架受力性能与状况进行检测，没有经过试压检测的挂篮是不会被吊装上墩投入悬灌施工当中的。经试压过程可消除结构非弹性的变形。试压可以在桥位的附近试验台用加压法处理。另外我们在施工过程中要注意的事项是在主桩进行前移以后，保险丝绳与外滑桩的后吊杆没有做连接以前，不应当对内外模板与底模各处的对拉钢筋进行拆除，以防模板坠落的事故发生。在对吊杆连接进行拆除以前，结合倒链滑车把底模挂在已成桩的上面。主桩前移在到位以后，先对主桩进行锚定处理。在把底模做拆模处理的时候，把底模系用十吨导链车连在外滑桩的上面，在安装底模的时候，结合导链把底模升到合适的位置，先把吊带连上，再把后锚安设好。需要注意的事项还有很多，这就需要工人在劳动作业的时候始终抱有谨慎认真的心态。

2 钉形水泥土双向搅拌桩在软土地基处理中应用

伴随我们国家高速公路加快建设，更多公路要对软土路基进行处理[2]。因为桩身比较重，所以对地基的承载力的要求也相对较高。半重力式和重力式基本雷同，但是因为它整体的强度比较高，所以桩身断面与自重相对比较小。垛式钉形水泥土双向搅拌桩本质为一类钢筋混凝土的杆件装配框架里填阱土石重力型钉形水泥土双向搅拌桩，它的构造比较复杂，对构件设计，制作与安装也提出了较高要求。其它类型钉形水泥土双向搅拌桩，因为其构造特点，侧向的土压力基本并非使用桩身自重来达到平衡目的，桩身材料的强度比较高，断面比较小，自重比较轻，能统称作轻型钉形水泥土双向搅拌桩。其受力特点基于构造有所不同。悬臂式钉形水泥土双向搅拌桩通过立壁，桩踵板与桩趾板组成倒T型刚结构，它的侧向土压力在立壁上施力形成弯矩，受桩踵板上填料重量施加在桩踵板上形成反弯矩保持平衡。扶壁式钉形水泥土双向搅拌桩和悬臂式雷同，扶壁即肋板，其作用为将桩面板与桩踵板相互连接，起到加劲效果。带卸荷板柱板式钉形水泥土双向搅拌桩，具有立柱，底梁与拉杆形成三角形的框架，它让挡板输送至立柱侧向的土压力和卸荷板填料重量形成一个平衡力系，进一步达到卸荷的作用。

假使结合锚杆把桩柱锚定在桩后稳定底层当中，那么它的结构和锚杆式有异曲同工之妙，假如用锚碇板来锚固，那么同锚碇板式相类似。使用范围为产砂石地区，桩高为六米以下，地基巩固良好，非地震区与沿河受到水冲刷的时候，能采取干砌。石砌衡重式钉形水泥土双向搅拌桩特点为结合衡重台上半部分天宇下压作用与全桩中心后移，加强桩身稳定，节省断面尺寸。使用范围为产砂石地区，山区，地面横坡险峻路肩桩，也能用在路堑方面。柱板式钉形水泥土双向搅拌桩特点为由底板，立柱，挡板，拉杆，基座与底板构成，凭借底板上土重做全桩平衡的基础，开挖要比扶壁式与悬臂式少，断面尺寸也比较小，能够提前预制拼装，较快施工；使用范围为高桩，比较适合用在路堑桩上，尤其适合为土质路堑旁边坡与边坡坍滑提供支挡，断面尺寸比较小；桩高的时候，利弊下部弯矩比较大，消耗钢筋比较多，不经济实用；其使用范围为缺少石料的地方普通高度，对路肩桩的地基情况要求也不高。钢筋混凝土扶壁式钉形水泥土双向搅拌桩特点为沿着悬臂式桩桩长，每隔一段距离加一段扶壁。总之，对钉形水泥土双向搅拌桩我们要符合时宜，不同情况对其采用不同应用办法，最终让它为人类更好工作生活添砖加瓦。

3 结语

综上所述，伴随我们国家經济日益发展，社会逐渐进步，人们对于到处可见的钉形水泥土双向搅拌桩越发关注。钉形水泥土双向搅拌桩因为它对人及周围建筑物起到保护作用，其重要性可见一斑。但是不合理使用钉形水泥土双向搅拌桩，没有因为其特点因地制宜，这样不但会造成不必要的浪费，也起不到保护作用。所以本文特针对不同类型钉形水泥土双向搅拌桩的特点及其使用条件进行分析，以期为相关工作者合理使用钉形水泥土双向搅拌桩提供一些参考性建议。

参考文献：

[1]刘志明，付炜，李鹏.钉形水泥土双向搅拌桩技术在箱涵软基处理中的应用[J].市政技术，2013，01：98-101.

双向水泥土搅拌桩施工技术及应用 篇6

关键词：双向水泥土搅拌桩,施工技术,质量控制

运用特制的深层搅拌机强制搅拌水泥和软土, 使其发生一系列的化学反应和物理反应, 促进土地的固结, 从而形成达到一定强度的、具有较好的水稳定性和整体性的水泥土桩, 这种工艺被称为水泥土搅拌桩施工技术。常规的水泥土搅拌桩施工中存在很多问题, 双向水泥土搅拌桩技术能够克服传统水泥土搅拌桩的技术问题, 使成桩质量得到提高。本文对双向水泥土搅拌桩施工技术及其应用进行了分析。

1. 传统水泥土搅拌桩施工的常见问题

水泥土搅拌桩施工的优点有振动小、速度快、施工便利等, 能够使软土地基的稳定性得到提高, 并对其沉降量进行有效的控制。然而由于不合理的成桩工艺和施工机械设备, 加之施工操作的不规范, 对桩身全长的质量检测的手段落后, 造成了施工质量的下降。桩体的强度会受到桩体搅拌不均匀、沿桩体垂直分布的水泥浆不均匀等因素的影响。传统双向水泥土搅拌桩施工技术具有较小的有效处理深度和桩长, 对其应用范围造成了束缚, 当深度达到7米之后该技术的优势就难以发挥。双向水泥土搅拌桩施工技术具有较低的工效, 施工时需要四搅两喷。

2. 双向水泥土搅拌桩施工技术

所谓的双向水泥土搅拌桩技术指的是通过在双向水泥土搅拌桩机外同心杆和内同心杆的搅拌叶片上分别安装动力系统, 使其能够同时从两个方向对水泥土进行搅拌的技术[1]。

2.1 双向水泥土搅拌桩机

通过改进传统水泥土搅拌桩成桩机械的钻头、钻杆和动力传动系统, 设计了双向水泥土搅拌桩机。将反向旋转叶片安装在外钻杆上, 将喷浆口和正向旋转叶片安装在内钻杆上, 并使用同心双轴钻杆和双向动力传动系统来进行正反两个方向的旋转。

在施工的过程中通过外钻杆叶片来进行压浆, 上下两组叶片能够对水泥浆进行控制, 使其不能上冒, 从而使桩体中的水泥浆掺入量得到了保障, 并能够分布均匀。这样能够对搅拌桩及其深层的质量进行保障。

2.2 双向水泥土搅拌桩的钻头技术要求

一般情况下钻头叶片的厚度为25至30毫米, 宽度为80至100毫米, 只有这样才能保障水泥土搅拌桩的均匀。在搅拌的过程中, 对搅拌均匀造成直接影响的就是钻头叶片的倾角, 因此钻杆与叶片之间的倾角应该为10度至20度, 如果是沙性土可以将夹角调小。为了避免“糊钻”现象, 搅拌钻头叶片之间的间距一般在20至40厘米左右。在内钻杆叶片的三分之二处设置喷浆口, 并根据现场测定的情况来设置喷浆的大小[2]。

实验证明, 在水泥土桩的任意一点使用双向水泥土搅拌桩机进行20次以上的搅拌, 能够取得最好的施工效果。施工时要保障钻杆的下降速度、提升速度和回转数, 钻头翼片与搅拌轴的垂直夹角、宽度和枚数都符合相关的技术参数。

2.3 双向水泥土搅拌桩施工技术的施工工艺

在施工时首先要进行放线和定位工作, 使用方形或梅花形来布置双向水泥土搅拌桩。进而就位桩机, 将搅拌机移动到制定位置, 并进行安装和对中。第三, 进行切土下沉, 也就是将搅拌机启动, 沿着导向架使用搅拌机进行切土, 并使用灰浆泵来喷射水泥浆液, 进行10秒以上的桩底持续喷浆搅拌。最后, 就行提升搅拌, 将灰浆泵关闭, 提升搅拌机。

2.4 水灰比和水泥掺入

要根据单桩的承载力来确定双向水泥土搅拌桩水泥掺入比, 以被加固湿土质量的百分之十五左右为宜。如果水泥掺入量在百分之七以下, 则会影响水泥土的强度。在百分之二十二的范围内, 水泥土强度随着水泥掺入比的增加而增加。根据工艺性试桩将水泥浆液的水灰比确定下来, 以0.5至0.6为宜。如果温度较高、桩径较大时可以取大值。水灰比不能小于0.45, 也不能大于0.7, 否则会影响成桩的质量, 并造成施工的困难[3]。

2.5 双向水泥土搅拌桩施工技术的适用地质

在进行软弱地基的处理时往往使用双向水泥土搅拌桩技术, 包括无流动地下水的松散砂土、软粘性土、粉土、淤泥质土和淤泥等。在使用双向水泥土搅拌桩施工技术对具有腐蚀性的地下水、塑性指数超过25的粘性土、有机质土和泥炭土进行处理时要先进行现场试验。一些特殊土质会影响双向水泥土搅拌桩技术的应用。例如有机质含量较高的软土和泥炭土中的有机质会对水泥水化过程进行延缓, 从而对水泥土的结构形式进行破坏, 使水泥土的强度降低。粘性土的塑性指数过大也会造成“糊钻”。如果地下水中的硫酸盐含量过高, 水泥会与硫酸盐发生反应, 形成结晶性侵蚀, 造成水泥土的崩解和开裂。

3. 双向水泥土搅拌桩施工技术的应用

3.1 工艺性试桩

工艺性试桩的目的在于用科学的技术参数来指导施工, 保障施工的质量, 工艺性试桩的主要内容有以下几点:要计算水灰比和水泥掺入量, 据此来对单桩对喷浆量以及其他技术参数制定出来, 例如进入持力层电流、搅拌机转速、喷浆压力、钻杆提升和下沉速度、钻进速度等。要对提升和下沉的阻力情况进行掌握, 将合适的搅拌叶片的倾角和宽度、电机功率以及搅拌钻头形式选择出来。要对室内实验的水灰比和配合比进行检验, 确定是否需要添加外加剂。对复合地基的承载力进行检验, 并在同一工程地质条件下至少进行3根工艺性试桩。

3.2 控制施工质量

首先, 在配制水泥浆液时要严格按照配合比, 不要将制备好的浆液搁置超过两小时, 先对其进行加筛和过滤, 再倒入存浆桶, 以免泵体受到结块浆液的损坏。必须配备专人对浆液拌制现场进行记录, 记录内容包括停浆面、喷浆深度和送浆的时间等等, 从而对水泥浆液的喷入量和喷入深度进行保障。要对钻机内外杆的速度、钻机提升和下沉的速度进行控制, 使水泥浆液能够与破碎的土体进行拌合。要确保搅拌桩机的导向架和底盘水平的垂直, 将其桩位偏差控制在50毫米以内, 垂直度偏差控制在百分之一以内。

3.3 处理常见的施工问题

(1) 处理桩顶部位的问题。桩顶的问题主要是蜂窝状土层, 处理方法为挖除桩顶质量较差的部分, 或者对其进行人工修整和二次喷浆搅拌。

(2) 处理施工间断问题。如果由于突发状况不能进行连续供浆, 要将搅拌机钻头退到停浆前的1米处, 避免缺浆或断桩。如果需要半小时以上的停机检查, 为了避免钻杆内水泥浆的硬化, 要冲洗钻杆, 并每隔半小时转动一次转杆, 以免出现内外钻杆抱死的现象。

(3) 处理“糊钻”。“糊钻”的产生主要是土质的含水量过小、塑性指数过大造成的, 这就会造成在桩体的单位体积内钻杆和钻头占有较大的以及比例, 难以均匀的搅拌水泥浆和土体。其处理办法为适当增大桩径、对钻杆和叶片之间的夹角以及水灰比进行调整、使搅拌叶片之间增大距离等。

(4) 处理局部密实土质。密实土质指的是含水量较小的硬塑粘性土和厚度较大、标贯击数较大的砂性土, 这些土质不适合使用双向水泥搅拌桩施工技术, 应该调整施工方案, 选择其他的施工技术。

4.结语

总而言之, 双向水泥土搅拌桩施工技术能够突破传统水泥土搅拌桩施工技术的不足, 使成桩效果得到显著的提高, 对成桩的质量进行保障。这样一来, 在软弱地基的处理中就可以广泛的使用双向水泥土搅拌施工技术, 发挥该技术的优势。与此同时双向水泥土搅拌施工技术还具有操作便利、易于推广的优势, 具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]李兵.水泥土双向搅拌桩在上海S32高速公路软基加固中的应用研究[J].公路工程.2010 (04)

[2]刘松玉.钉形搅拌桩与常规搅拌桩加固软土地基的对比研究[J].岩土工程学报.2011 (07)

浅析水泥土搅拌桩的施工质量检测 篇7

水泥土搅拌桩分为湿法 (深层搅拌法) 和干法 (粉体喷搅法) 两种, 适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。国家行业标准《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 对其设计、施工、质量检测等方面进行了规范, 为工程技术人员进行水泥土桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的检测和桩体检测方面, 在不同地区基于某些地区性经验, 存在一些差异。本论述将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。

1 水泥土搅拌桩成桩特性

搅拌机旋转切土下沉, 喷浆拌合上升, 强制将软土和水泥拌合在一起, 形成桩体。水泥在土中水化产生Ca (OH) 2和CSH等水化物, Ca (OH) 2随机被土质吸收, 进行离子交换, 强度主要来自于水化后产生的硅酸钙CSH。土体被切削搅拌后, 被水泥浆包裹成各种大小的水泥土团, 土团内部没有水泥, 需经过一定的时间, 土团内的土颗粒在水泥水解产物渗透作用下, 才逐步改变其性质, 因此, 在水泥土体中不可避免的产生强度高的水泥土区和土区, 两者相互交替, 形成水泥土结构。也就是说:水泥和土强制搅拌的越均匀、越充分, 土颗粒越小, 水泥则渗透的越充分, 水泥土强度则越高。

2 水泥土搅拌桩的特点

2.1 水泥土搅拌桩身特性

通过与软土强制搅拌成形桩体, 它即独立于土体中, 又与群桩相互作用, 支承地基, 因此它是一种介于刚性桩和散体材料桩之间的一种可压缩性桩, 也属于地基土的置换桩。一般软土采用深层搅拌加固时, 采用的水泥掺量为8%~20%, 硬结而成的水泥土桩身强度可达1MPa, 变形模量可达100~120MPa, 因此, 水泥土搅拌桩的桩身强度和刚度远远高于散体材料桩 (砂桩、碎石桩) , 但又不如刚性桩 (混凝土桩、钢板桩等) 。

2.2 水泥土搅拌桩单桩承载机理

水泥土搅拌桩在无侧限情况下, 可保持桩体直立;在轴向力作用下有一定的压缩变形, 其承载特性与刚性桩类似, 既土对桩的的支承可由桩侧摩阻力和桩端阻力所组成。

2.3 水泥土搅拌桩复合地基承载机理

根据单桩的承载机理, 上部荷载传递, 桩靠土层的侧摩阻力来分担荷载, 由于设计中, 桩间距均比较小, 因此, 在群桩承担荷时就必然发生桩侧土应力重叠, 也就是说:“群桩承载力小于各单桩承载力之和。”一般在设计和经验上桩、土分担荷载按80%:20%取值。

2.4 水泥土搅拌桩成桩工艺与强度关系

水泥土施工工艺分二搅一喷和四搅二喷两种工艺, 对处理液限小于35%的土体时, 采用二搅一喷工艺基本能达到设计要求, 土体液限大于35%时, 最好采用四搅两喷工艺, 对于软土, 搅拌的越均匀, 水泥包裹的颗粒越小, 则强度越高, 处理效果越好, 建议一般应采用四搅二喷工艺。

3 工程实例介绍

3.1 工程设计与地质情况介绍

3.1.1 工程设计情况

该工程位内蒙古境内, 处理长度约3Km, 设计桩径0.5m, 桩长6.0~12.0m, 桩间距1.3m, 为等边三角形布置, 要求水泥搅拌桩必须穿透软土层并深入持力层不小于0.5m;桩身水泥土90d龄期无侧限抗压强度不小于2.5Mpa, 复合地基承载力要求达到158Kpa;水泥搅拌桩采用P.032.5普通硅酸盐水泥, 掺入量为加固土体的15%, 即每立方米土体加水泥量不小于293.7Kg。水泥搅拌桩施工采用湿法, 即配制水灰比为0.5的浆液, 用0.8MPa的压力, 采用一喷两搅的工艺施工形成桩体。

3.1.2 地质情况

粉质粘土:褐黄色, 灰黄色, 密实, 坚硬~软塑, 层厚2.5~8.0m, 地表主要为此层;

淤泥质粉质粘土:青灰色, 灰褐色, 灰黑色, 软塑, 局部为淤泥质粘土, 是该场地处理的主要地层, 层厚1.0~6.5m, 粉质粘土之下即为此层;

中粗砂:黄色, 散状, 层厚0.3~0.5m, 包含在淤泥质粉质粘土中, 局部夹层;

粉土:褐黄色, 灰褐色, 密实~中密, 潮湿~饱和, 未见底, 为持力层, 处在淤泥质粉质粘土之下。

粉细砂:灰褐色, 灰色, 中密, 散状, 潮湿~饱和, 未见底, 为持力层, 处在淤泥质粉质粘土之下

3.2 检测情况

3.2.1 复合地基承载力检测

按照设计图纸提供的复合地基承载力158kPa, 现场试验最大加载量按复合地基承载力标准值的2倍即320kPa进行, 分为8级, 每级加载量为40kPa, 第一级加载量为40kPa。总堆载量580 (480×1.2) kN。

根据设计, 桩形三角形布置, 桩间距1.3m, 因此单桩复合地基静载荷试验承压板采用圆形, 直径1.37m, 面积1.46m2, 板底铺设80~100mm中粗砂找平层, 试坑底开挖至基底标高, 坑底面积为4.1m×4.1m。采用手动油压千斤顶加载、工字钢搭设堆载平台、砂袋堆积提供反力, 最大压重量580kN。

在进行正式加载前, 必须进行一次1分钟的预压, 压力是最大加载量的2%。主要是为消除砂垫层引起的不均匀沉降。

3.2.2 桩身无侧限抗压强度的检测

桩身质量检测采用钻芯法。钻芯采用XY-1型地质钻机 (钻头直径110~150mm) , 在设计规定龄期距桩心1/4桩径处进行钻芯, 在桩的1m以下至桩长范围内不同部位截取设计规定龄期的试件在试验室做无侧限抗压强度试验。

钻取的芯样应由上而下按回次顺序摆放整齐, 并按规范要求填写钻孔记录;钻芯结束后, 应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、分层、桩长、孔深的标示牌的全貌进行数码拍照, 并按规定取样后, 钻孔用水泥砂浆回灌封闭。

通过钻芯取样试验可以直观的判定桩体的长度、桩体的连续性、水泥与土搅拌的均匀性;通过取出的芯样长度及芯样的现场目测具体描述来判定桩体的好坏, 并截取芯样进行无侧抗压强度试验, 得出桩体芯样的无侧限抗压强度是否满足设计要求, 确定水泥土搅拌桩的施工质量。

3.3 检测情况分析

在现场共进行了26组载荷试验和1500多延米的桩芯钻探, 试验龄期分为28d和90d两种情况 (见图1、图2) 。

3.3.1 桩身质量检测

芯样的无侧限抗压强度小于0.4MPa时, 采用石灰土无侧限抗压仪将芯样制成50×50mm的样品进行试验, 大于0.4MPa的样品按高径比1:1~1:2制样, 在水泥压力机上进行试验, 并对试验结果按《铁路工程结构混凝土检测规程》中规定进行强度校正。对近500组芯样无侧限抗压强度数据进行统计 (见表1) :

按《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) “水泥土强度随龄期的增长而增长, 不同龄期的水泥土抗压强度间关系大致呈线性关系, 90d龄期无测限抗压强度是28d龄期无侧限抗压强度之间, 其经验关系如下:

fcu90、fcu28—分别为90d和28d龄期水泥土抗压强度”

从统计数据分析, 试验结果符合公式。

3.3.2 复合地基检测

龄期>90d进行检测的, 复合地基承载力特征值为fspk=160kPa;龄期>28d进行检测的, 复合地基承载力特征值为fspk=123~130kPa。施工28d后, 水泥土搅拌桩复合地基承载力达到设计要求的0.77~0.81倍 (见图3) 。

3.3.3 复合地基变形模量

龄期>90d进行检测的, 复合地基变形模量E0为10.90~59.66MPa;龄期>28d进行检测的, 复合地基变形模量E0为3.79~42.88MPa。另抽取了龄期>90d的三根单桩进行了单桩承载力试验, 经检算, 单桩变形模量为69.6~111.3MPa。

4 检测分析

(1) 通过桩身钻芯试验, 桩身无侧限抗压强度高则地基变形模量高, 否则反之, 这说明, 桩土应力比高, 则地基的沉降小。

(2) 钻芯所揭示的地层和芯样来看, 此段淤泥质土层埋深在3.5~10.0m间, 层厚在1.0~5.0m间, 水泥土搅拌桩在此层中处理效果比较差, 桩体无侧限抗压强度约在0.07~0.18MPa间, 层厚大的地段, 地基变形模量小, 因此此地层承载力偏低。

(3) 从复合地基的试验结果来看, 90天后, 桩土应力得到充分发挥, 能满足设计要求;28天所检测的, 由于桩身强度在增长期, 桩土应力比较小, 复合地基承载力基本能达到设计值的75%以上。

5 检测建议

(1) 地基验收以复合地基承载力为主, 附以芯样无侧限抗压强度综合评定。 (2) 钻芯取样时, 一定要穿透桩体, 探明桩体是否进入持力层, 并查明桩身水泥土的均质性、通长性和无侧限抗压强度。 (3) 施工时对于淤泥质土层要加强搅拌, 根据实际情况, 调整水灰比。 (4) 通过检测对比, 28天后可进行检测。 (5) 检测结束后, 应及时进行施工, 进行预压, 以减小沉降量。

摘要：水泥土搅拌桩常见的一种处理软弱地基的一种形式, 其工程施工质量验收的关键在于桩土复合地基的承载力和桩体水泥土的搅拌情况和桩体的无侧限抗压情况, 本论述针对以上问题, 通过对水泥土搅拌桩的成因分析以及施工工艺的特点, 结合工程实践, 通过28天和90天对比试验, 对桩体强度和复合地基承载力进行了对比分析, 通过试验分析, 28天的试验强度可通过经验公式推定90天试验强度。

关键词：水泥土桩,施工质量,检测

参考文献

[1]JGJ79-2002[S].建筑地基处理技术规范.

[2]GB50202-2002[S].建筑地基基础工程施工质量验收规范.

水泥土搅拌桩施工监理 篇8

关键词：双向搅拌桩,施工机械,粉喷桩,质量检测,软基

1 概述

水泥土搅拌桩是利用特制机械将水泥或水泥浆作为固化剂喷入软弱土体中,就地将水泥土混合物强制搅拌,形成具有一定强度的水泥土加固体,与基土共同作用形成复合地基,从而达到提高承载力及减小路基沉降的目的。该技术具有成本低、工效快、施工简便、振动小、污染少等特点,在需要大面积处理软土地基的工程建设中得到广泛应用。但在以往工程建设应用中,由于水泥土搅拌桩属地下隐蔽工程,其人为因素及地下不确定性因素较大,易发生工程质量问题,致使工程建设者怀疑水泥土搅拌桩的成桩质量及其对软土地基的处理效果,甚至有慎用或限用的态度。

为此,部分优秀的工程建设者对常规搅拌机进行改进,制造出水泥土双向搅拌桩机,并提出相应理论。笔者就在建的某高速公路中采用的干法水泥土双向搅拌桩来了解该桩机的工作原理及相应理论,以供大家参考。

2 水泥土双向搅拌桩机械及成桩原理

2.1 水泥土双向搅拌桩钻机

水泥土双向搅拌桩钻机主要改造了常规水泥土搅拌桩钻机的动力系统以及钻杆和钻头。

1)动力系统改造,设置了正、反两个方向动力设备(见图1),即外钻杆的动力由磨盘提供,内钻杆的动力由单独的电机提供,同时为了保证搅拌更加均匀,将磨盘和下钻、提升动力分开,下钻、提升的动力由无极调速电机提供,在施工时,将磨盘置于高转速,将下钻、提升置于低转速,提高单位时间里的搅拌次数,使得成桩质量更加有保障。

2)钻杆、钻头改造,设置两个同心圆的内、外钻杆,并在内外钻杆底部钻头处设置两两分开的四层搅拌叶片(见图2)。外钻杆连接外钻头,内钻杆连接内钻头,在外钻杆的内壁设有与内钻杆之间配合的轴承和密封装置。内钻头的外壁上设有上下两层翼片,下层翼片的下部为钻尖,两层翼片之间的距离为20 cm～30 cm,在两层翼片之间靠近上层翼片的内钻杆上开有喷灰口。通过外杆上叶片反向旋转过程中的压灰作用及正向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用,阻断水泥上冒,把水泥控制在两组叶片之间,保证水泥在桩体中分布均匀,确保成桩质量。

2.2 水泥土双向搅拌桩成桩原理

水泥土双向搅拌桩是指在施工过程中,通过分别设置的动力系统带动安装在钻机上的同轴内、外钻杆同时正、反双向转动,强制内、外钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反双向切土,使钻机在施工过程中形成全程复搅,充分搅拌土体,并能阻断水泥上冒通道。从而可提高搅拌均匀性,增加桩身强度;并能有效改善复合地基的承载特性,提高软土地基的承载力,减少地基沉降。

2.3 施工工艺

双向搅拌粉喷桩施工工艺流程图见图3。

1)按设计要求整平场地,清除地表如树根、垃圾等障碍物,回填沟塘至整平高程。2)按批准的布桩图进行桩位放样,就位搅拌机械,对中桩位。3)下钻搅拌喷灰:启动搅拌机,使搅拌机沿导向架向下切土,同时开启喷粉装置,两组叶片同时正反向旋转,外钻杆逆时针旋转,内钻杆顺时针旋转,切割、搅拌土体。此时内钻杆上的两层叶片作用为:下一层是破土,上一层为搅拌;外钻头上的两层叶片作用为:搅拌、压灰。搅拌机继续下沉,直到设计深度,在桩端应就地保持喷灰搅拌10 s以上才可停止喷灰。4)提升搅拌:搅拌机提升,关闭喷灰泵,两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土,链条将钻头提升至设计桩顶标高,完成双向搅拌粉喷桩施工。

3 工程实例

3.1 项目概况

建设中的某高速公路软土地基设计采用干法水泥土双向搅拌桩处理,场地地势平坦低洼,线路区域主要为软土及软弱土,连续分布,土性为淤泥、淤泥质粉质粘土(粉土),局部地段夹粉砂、粉土薄层,具高孔隙比,高压缩性。有机质含量为0.5%～4.84%,平均值3.38%,层厚4.3 m～17.5 m,最高层厚达32.4 m,含水量为35.1%～86%。水泥土双向搅拌桩的布桩为正三角形,桩间距1.5 m,桩径500 mm,水泥固化剂采用42.5号普通硅酸盐水泥,设计水泥用量为65 kg/m,桩长17.0 m。

3.2 质量控制

水泥土搅拌桩属地下隐蔽工程,施工中由于人为因素较大,需要控制的参数较多,因此施工中常会出现一些质量问题。为此,在工程建设开始时,业主聘请相关专家组织“某高速软基处理技术培训班”,提出水泥土搅拌桩相关控制技术参数及控制要点,并明确各参建单位软基处理相应职责及填报水泥土搅拌桩施工管理表格。笔者作为工程建设参与者,针对干法水泥土双向搅拌桩处理软基实际情况,提出以下几点控制要点,以备参考。

3.2.1 加强对施工机械设备管理

干法水泥土搅拌桩施工机械可根据设计要求和试桩资料选取专门的施工机械,建议选用定型产品。每台桩机的粉体发送器必须配置粉料电脑计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。且计量装置上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号等参数,防止伪造施工记录。桩机上所有检测记录设备如气压表、转速表、电流表、电子秤必须经过计量部门检验标定并铅封,不合格的仪表必须更换。监理单位也应制作封条对计量仪表进行铅封,并在日常巡视中经常检查封条的完好性。在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线,标写醒目的深度,且每台桩机钻架上设置吊线锤,并画上垂直线。

3.2.2 加强对水泥的管理

施工单位应对多家水泥厂进行考察,择优选购质量稳定的水泥厂生产的水泥,确保水泥质量、数量能满足施工要求。施工、监理单位应按规定频率进行水泥质量检验,满足规范要求,严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。施工单位应指派专人负责水泥的供应、统计工作,每个施工班组、项目部及监理应分别建立水泥使用台账。监理单位应对每日水泥用量进行统计,及时分析水泥用量与水泥搅拌桩施工量的关系,纠正施工中的不正常现象。

3.2.3 加强工艺性试桩管理,严格开工报告审批制度

在施工前,项目经理部应对参加本项工程施工的全体人员进行技术、安全交底,认真学习技术规范、设计文件及学习业主组织的“软基处理技术培训”文件,领会各项质量指标及安全规定,以确保本项工程能够保质保量按期完成。根据设计文件及业主相关规定绘制施工布桩图,并上报签认。选择典型地段按设计文件提供的地质资料及室内配合比试验结果进行工艺性试桩。且每种配合比不少于3根,总桩数不少于10根,以验证室内配合比,确定主要施工工艺指标。通过试桩掌握满足设计单桩喷灰量的各种技术参数,如钻杆下沉和提升速度,喷粉压力、搅拌机转速及进入持力层电流和钻进速度等。另外,通过工艺性试桩掌握下沉和提升的阻力情况,从而选择合理的搅拌钻头形式、钻机功率及搅拌叶片的宽度和倾角等。

根据工艺性试桩结果,编写施工组织设计、安全操作条例,严格执行开工报告审批制度,未经监理工程师批准不得开始施工。按照设计要求对施工场地进行整平,清除障碍物、回填沟塘,根据签认的布桩图放样,定位桩位。

3.2.4 加强对施工现场管理

监理单位应加强对旁站人员的培训及职业道德教育,高度认识水泥搅拌桩施工质量的重要性,认真履行监理职责,完善监理程序,细化监理职责,应做到全方位、全过程的施工监理。水泥土双向搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程,应坚持全过程施工监理,并制定每日值班表。

施工前,监理人员应对水泥原材质量、计量设备、搅拌叶片的伸展直径和机械性能进行检查;应对桩位放样进行抽查,其容许偏差应控制在±50 mm;应检查机架垂直度、机架底盘的水平度。

施工过程中,监理人员应随时检查施工记录和计量记录,严格控制桩长、单桩水泥用量及单桩施工时间。随时检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、搅拌机提升和下钻速度以及到设计桩长最后30 s的电流和钻进速度等。

如遇机械故障、停电等原因喷粉中断时,监理人员应督促施工单位在3 h内采取补喷措施,其重叠长度不应小于1 m。如果无法在原桩位补喷时,应紧靠原桩位旁进行补桩,并在施工记录备注中填写完整,做好记录备查。

单桩施工结束后,应立即打印成桩资料,严禁补打资料,所有在桩机移位后或室内打印的电脑小票均视为假资料。旁站监理应监督作业班组打印成桩电脑小票,打印好的成桩电脑小票交旁站监理保管。旁站监理应在打印好的电脑小票上手写编号,格式采用:施工标段→桩机编号→旁站监理姓名→日期→序号,其中序号按时间顺序递增且必须连续。施工单位需安排专人负责收集、扫描每日打印的成桩电脑小票,上报监理及业主。

3.2.5 加强对施工、监理单位内业资料的管理

在施工过程中,项目经理部、监理单位应认真做好水泥搅拌桩施工管理工作,细化管理程序。根据各自的管理特点,制定各单位用表。

项目经理部:水泥搅拌桩施工承包协议登记表,水泥搅拌桩施工桩机登记表,水泥搅拌桩施工桩机日工作量统计台账,水泥搅拌桩水泥调拨台账,水泥搅拌桩施工现场记录表等。

监理单位:水泥搅拌桩施工情况日报表,旁站监理工作安排台账,水泥搅拌桩桩机性能验收表,水泥搅拌桩水泥用量台账,水泥搅拌桩施工监理记录表。所有表格应保存完好,及时归档。

4 结论与展望

桩体工程施工结束,经建设单位委派的两家第三方检测公司自检、强检,干法水泥土搅拌桩芯样完整,综合质量评定优良率为96%。

4.1 水泥土双向搅拌桩的优点

1)水泥土双向搅拌桩正、反向同时搅拌,形成全程复搅,使水泥土混合物能得到充分搅拌,从而能使搅拌桩桩体搅拌更均匀,水泥与土充分混合,胶结好,成桩质量高。2)工艺简单,克服人为减少复搅的因素,减小管理难度。3)扰动减少,由于设置同轴的正、反双向钻头,相互抵消了土体对钻头产生的水平旋转力,从而降低钻杆的左右晃动及钻头对桩周围土体的扰动。4)施工的桩长增长,且因机械改进减少复搅施工过程,从而大大缩短了单根桩成桩时间。5)更加经济,由于双向搅拌桩能使桩体搅拌更均匀,大幅度提高桩身强度,从而可以扩大桩间距,使单位体积的软土地基处理工程量减少,达到降低造价的目的。

4.2 干法水泥土双向搅拌桩的缺点

虽然干法水泥土双向搅拌桩能有效解决常规水泥土搅拌桩由于施工过程中冒粉、搅拌不均匀等引起的桩身质量问题,提高桩身质量。但也存在不足之处:对于地下水位以上桩体部分,水泥土水化反应不够充分,水泥土呈颗粒状,桩身成桩质量较差,特别在1.5 m范围内,水泥土标贯击数过低,对桩体质量等级评定严重不利,有望对桩机进行改进。

4.3 展望

对于水泥土双向搅拌桩钻机来说,是土木建设领域中机械的一次革新,大大缩短搅拌桩成桩时间及降低了软基处理施工难度。因此,笔者希望有以下改进:

1)能否结合干法和湿法优点,研制出下部采用干法而上部采用湿法施工的机械。笔者认为水泥土双向搅拌桩钻机作为干、湿法两用机有望能实现。

2)干法水泥土双向搅拌桩钻机送粉与钻进由两人在不同地点控制,存在时间差异,人为因素很大,能否电脑统一控制,自动控制喷粉与钻进。

参考文献

[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]JTJ017-96,公路软土地基路基设计与施工技术规范[S].

[3]缪小靳.粉喷桩加固软土地基[J].中南公路工程,2002(4):28-29.

[4]龚晓南.地基处理手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

水泥土搅拌桩施工监理 篇9

某高等级公路扩能改造工程沿线经过某中低山区, 工程区内在一些水源充足的沟谷中分布有深度不等的软土层。地质勘察报告显示, 软土层厚11~14m, 该软土含水量为30%~45%、孔隙比为1.2~2.0, 属于淤泥和淤泥质土, 路基存在严重不均匀沉降问题。同时, 软弱层与持力层的交界面具有向路堤方向倾斜的坡度 (约9%) , 地基自身存在下滑失稳趋势, 加大了路堤软基处理的难度。综合考虑软土地基稳定和沉降两方面的因素, 决定采用水泥土搅拌桩方案。本文就水泥土搅拌桩在软土地基处理中的基本原理和设计要点, 施工工艺与常见问题进行了详细讨论。

2 水泥土搅拌桩基本原理

2.1 水泥土搅拌桩的组成

水泥土搅拌法是利用水泥或其他胶凝材料作固化剂, 利用特别制作的搅拌器械, 在地基深层处将固化剂和软弱土层强行拌合, 利用固化剂和软弱土层之间产生的物理和一系列复杂的化学反应, 提高软弱土层水稳定性和整体性, 使之成为具有一定强度的良好地基[1]。根据固化剂掺入状态的不同, 可以分为浆液搅拌 (湿法) 和粉体喷射搅拌两种。湿法以水泥浆为主, 搅拌均匀, 易于复搅, 水泥土硬化时间较长;干法以水泥干粉为主, 水泥土硬化时间较短, 能提高桩间的强度, 但搅拌均匀性欠佳, 很难全程复搅。

2.2 水泥土搅拌桩的加固原理

水泥土的强度主要取决于两个方面:其一, 水泥硬化后形成的骨架作用, 饱和的软弱土层与水泥强行拌合后, 水泥发生水化和水解反应, 形成具有整体性的氢氧化钙胶凝体, 将小土团和细小的土颗粒胶结在一起, 构成稳定结构体;其二, 离子交换作用。水泥的水化过程中, 土颗粒中的钠离子和钾离子与生成的钙离子进行离子交换, 形成了稳定钙离子, 增强了土体的整体强度。水泥与地基土拌合后经上述的化学反应形成坚硬的桩体, 同时桩间土也有少量的改善, 从而构成桩土复合地基, 提高地基承载力, 减小地基沉降, 提高地基稳定性。

2.3 水泥土搅拌桩的受力与变形特点

水泥土搅拌桩的变形和受力特点可以简单归结为上部大下部小[2]。具体为: (1) 在上部荷载的作用下, 桩身上部压缩模量大, 下部压缩模量小。桩端压缩模量接近为零。桩的主要沉降由于桩身压缩引起。 (2) 在荷载作用下, 桩的上部所受压力较大, 使之与桩周的摩擦力发挥的比较充分, 为纯摩擦桩。在一定地质条件下, 桩体有一临界桩长, 超过临界桩长部分对承载力几乎不起作用。

2.4 水泥土搅拌桩的优点及适用范围

作为复合地基的重要组成部分, 水泥土搅拌桩复合地基具有众多的优点[3]。其一, 充分利用原土, 减少原材料的运输成本;其二, 根据上部结构的特点, 灵活采用柱状、格栅状、壁状、块状等加固形式;其三, 施工时噪声小、无振动、污染小, 对地下管线及周围原有建筑物影响小;其四, 土体加固后重度基本不变, 对软弱下卧层不产生附加沉降。适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、饱和黄土、素填土等土层。

3 水泥土搅拌桩的设计和计算

3.1 增强体单桩竖向承载力特征值的确定

增强体单桩竖向承载力特征值应通过现场静载试验确定, 初步设计时按式 (1) 估算。

式中, Ra为增强体单桩竖向承载力特征值;Up为桩的周长, m;qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值, k Pa, 对于淤泥可取4~7k Pa, 对淤泥质土可取6~12 k Pa, 对软塑状态的黏性土可取10~15k Pa, 对可塑状态的黏性土可取12~18 k Pa;lpi为桩长范围内第i层土的厚度, m;αp为桩端端阻力发挥系数, 可取0.4~0.6, 承载力高时取低值;qp为桩端端阻力特征值, k Pa, 可按地区经验确定, 对于水泥搅拌桩、旋喷桩应取未经修正的桩端地基土承载力特征值。

根据岩土工程勘察报告和《建筑地基处理技术规范》要求, 取桩径φ500mm, 初步设计桩长为16m, Up=1.57m, Ap=0.196, 各参数取值为:qs1=8 k Pa, qs2=9k Pa, lp1=7m, lp2=9 m, qp=1 600k Pa, α=0.5。

代入 (1) 式中:Ra=1.57 (8×7+9×9) +0.5×1600×0.196, 计算得增强体单桩竖向承载力特征值=371.89k N。

3.2 复合地基承载力特征值的确定

复合地基承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基静载试验确定。初步设计时按式 (2) 估算。

式中, fs p k为复合地基承载力特征值;fs k为处理后桩间土承载力特征值, k Pa, 可按地区经验确定;λ为单桩承载力发挥系数, 可按地区经验取值;m为面积置换率;Rg为单桩竖向承载力特征值k N;Ap为桩的截面积, m2;β为桩间土承载力发挥系数, 可按地区经验取值。

按设计要求fs p k=310k Pa, 据经验可取fs k=170k Pa, λ=1, β=0.8, 当面积置换率为10%时可得:fspk=1×0.1× (371.89/0.196) +0.8×0.9×170=312.14k Pa>310k Pa, 满足设计要求。

3.3 水泥土搅拌桩间距的确定

根据工程的设计要求, 也为了便于施工, 水泥土搅拌桩采用正方形布置, 桩间距D按式 (3) 确定。

其中, 面积置换率m=10%, 解得D=1.4m。

3.4 设计结果

该工程采用水泥土搅拌桩复合地基, 单桩承载力特征值为371.89k N, 截面的置换率为10%。桩径为φ500mm, 正方形布置, 桩间距1.4m。有效桩长为16m, 打穿软弱土层。水泥土搅拌桩强度等级为C20, 顶部垫层为0.3m厚的砂砾石, 中间夹一层双向土工格栅加强垫层刚度。

4 水泥土搅拌桩施工与质量控制

4.1 水泥浆搅拌法 (湿法) 的施工工艺

本工程结合岩土工程勘察报告和现场考察, 采用水泥浆搅拌法 (湿法) 的施工工艺, 其主要步骤为定位、预拌下沉、喷浆搅拌上升、重复搅拌桩下沉与上升、清洗、移位。

1) 桩的定位

起重机和搅拌机械到达指定的施工桩位并且对中。对于地面起伏不平的情况, 应该使起吊施工机械保持良好的水平。

2) 搅拌桩的预拌和下沉

当搅拌机的冷却装置运作正常后, 打开起动机, 缓慢放松起重机的钢丝绳, 使得搅拌机械可以沿着导向架搅拌和均匀下沉。电机的电流监控表可以对下沉速度进行控制, 如果下沉速度过于缓慢, 可以从输浆系统补给充足的清水, 以提高钻进速度。

3) 喷浆搅拌和上升

搅拌机械下沉到指定的深度后, 开始按照设计好的配合比拌制水泥浆液。在开始压浆前应将水泥浆液倒入集料斗中。水泥浆液达到出浆口后开始喷浆搅拌30s, 等桩端土和水泥浆液充分拌合后提升搅拌头。

4) 重复搅拌桩的下沉与上升

搅拌机械提升到设计好的加固深度时, 在集料斗中的水泥浆液应保证刚好排空。为了保证软土与水泥浆液的拌合质量, 应第二次将搅拌机械边旋转边沉入图层中, 施工至设计加固的深度后提出搅拌机。对桩顶1.0~1.5m范围增加一次输浆液, 以提高搅拌桩的强度。

5) 集料斗的清洗

在集料斗中注入清水, 打开灰浆泵, 清洗管路中残存水泥浆液, 将附着在搅拌机头上的软黏土清洗干净。

6) 搅拌机移位

重复以上步骤, 进行下一根桩的施工。

4.2 质量控制

1) 加强全过程的施工监理, 严格检查施工记录和计量记录是控制施工质量的重要手段, 检查重点为水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。

2) 水泥土搅拌桩复合地基承载力的检验应进行单桩或多桩复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验。检测分两个阶段, 第一阶段为施工前为设计提供依据的承载力检测, 试验数量每单项工程不少于3根, 如单项工程中地质情况不均匀, 应加大试验数量。第二阶段为施工完成后的验收检验, 数量为总桩数的1%, 每单项工程不少于3根。上述两个阶段的检验均不可少, 应严格执行。对重要的工程, 对变形要求严格时宜进行多桩复合地基静载荷试验。

3) 对重要的、变形要求严格的工程或经触探和静载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时, 应在成桩28d后, 采用双管单动取样器钻取芯样作水泥土抗压强度检验。采用钻芯法检测时应采用双管单动取样器, 避免过大扰动芯样使检验失真。当钻芯困难时, 可采用单桩竖向抗压静载荷试验的方法检测桩身质量, 加载量宜为 (2.5~3.0) 倍单桩承载力特征值, 卸载后挖开桩头, 检查桩头是否破坏。如不符合设计要求, 应采取有效补强措施。

5 结语

1) 本工程按上述设计要求和施工要点对软弱土路基进行水泥土搅拌桩加固处理, 经检测验收, 满足设计要求, 效果良好。

2) 水泥土搅拌桩承载力高, 主要取决于水泥与饱和软黏土搅拌后形成的稳定结构体。其次, 水泥与路基土搅拌后形成的坚硬桩体对桩间土体有一定的排水和挤密作用, 从而构成桩土复合地基, 提高地基承载力, 减少了路基的沉降。

3) 垫层的设置影响了荷载在土中的传递, 由于垫层的调节作用, 减小了桩土应力比, 增大了土体承担的荷载, 并且使荷载在土中传递的深度加深, 减小了路基的沉降。

4) 水泥土搅拌桩施工速度快, 工艺流程简单, 处理深度大范围广, 在经济效益上, 具有灌注桩、预制桩及其他桩不可比拟的优势。

摘要：论述了水泥土搅拌桩在软土地基处理中的基本原理和施工工艺, 结合工程实例, 较为详细的分析和总结水泥土搅拌桩在软土地基施工中所遇到的技术问题, 并提出了解决的方法。

关键词：水泥土搅拌桩,软土地基,施工工艺

参考文献

【1】JGJ79—2012建筑地基处理技术规范[S].

【2】王俊杰, 唐彤芝, 彭劼.基处理新技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2013.

水泥土搅拌桩施工监理 篇10

关键词：水泥土搅拌桩海底淤泥质软地基加固

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)005-001-02

随着国民经济的进一步发展，城市基础设施建设步伐也在不断加快，相应可用土地资源量日显紧张，尤其是在经济发达的沿海地区，为了获得更多的可用土地资源，来发淤泥质软基的滩涂资源已成为很多城市建设发展的重要目标。为了提高城市综合防洪能力，加上可能陆地资源的有限性，很多水工构建物如：水闸、泵站等不得不考虑在淤泥质软土地基上修筑。由于海堤滩涂淤泥质呈现淤泥厚度不等、压缩性较高、综合承载力较低的特点，其可塑性和强度均较差。而像水闸等水工建筑物所需的基础通常需要承受相当大的上部荷载，其基础底部压力往往比淤泥软基持力层所能承载的压力要大很多。因此，在这种淤泥质软基上修筑各类水工建筑物，必须采取合理有效的加固处理措施，否则就可能造成软基出现局部沉降破坏甚至构建物整体滑动等地基失稳现象。

水泥土搅拌法(MIP法、DJM法)是海堤淤泥质软土地基中常采用的地基加固措施之一，主要利用水泥、石灰等原材料作为地基淤泥固化的主剂，经特制的水泥土搅拌机械按照设计要求在地基深部，将淤泥质软土与配合好的固化剂浆液间进行强力拌合，从而使软土在固化剂作用下硬结，从而有效提高淤泥质软土地基的可塑性和承载强度，达到对加固软基的目的。

1.水泥土搅拌法

修筑在海堤上的水闸等建筑物，是提高城市防洪水平的重要保证性构建物，其对地基要求较高。由于水闸等建筑物通常修筑在淤泥质软土地基上，其地基天然可塑性和强度基本都不能满足建筑物对地基的基本要求，因此，需要在淤泥质软土中外加相应加固原材料，利用固结原材料自身特性，构筑能够满足建筑物地基要求的人工地基，以提高建筑物地基综合性能水平，保证建筑物安全可靠的发挥出其应有的功能特性。修筑深层搅拌水泥土桩是海堤构建物常设计的人工地基之一，主要通过相应深层搅拌机械将淤泥质软土与水泥、石灰等固化剂相结合，形成水泥土，并在搅拌机械等外力作用下，使其充分发挥出原材料内部间的物理和化学作用，从而使淤泥质软土不断硬结聚合，以形成成具有完整性、稳定性和满足建筑物地基可塑性和强度要求的水泥加固土，并随水泥土强度的不断增长稳定，最终形成水泥土搅拌桩。利用水泥土搅拌桩对于淤泥质软基进行加固，不仅会取得良好的加固效果，同时加固后的人工地基可以立即承受来自上部的压力，整体施工进度较快，施工原材料可以就地取材，工程总造价也比较低，是一种非常优越的软土地基加固方法。水泥土搅拌桩法所形成的水泥土搅拌桩可以有效

提高淤泥质软土地基的承载力，比较适合用于加固正常固结的淤泥、淤泥质软土、粉土、饱和黄土等软地基，但不适用宜固结性能较差的黏性土。由于水泥土搅拌桩在施工过程中需要软土和水泥等进行充分融合，以形成水泥加固土，因此，水泥土搅拌软基加固技术不适用于天然含水量小于30％或天然含水量大于70％的地基中。对于强酸性(PH值<4)的软土地基也不适宜采用该加固方法。

2.水泥土搅拌桩在施工过程中应该注意的要点

2.1精度控制

为了增加水泥土搅拌桩相互间的作用力，提高淤泥质软土地基加固水泥土搅拌桩整体的性能水平，在施工过程中要严格控制控制水泥土搅拌桩的精度。在施工中，要按设计要求，严格按桩位进行打孔布置，并且桩的深度偏差应不大于5cm，相应垂直度偏差应严重控制在1％以内，水平桩位与设计图间的误差应杨控制在5cm以内。

2.2连续作业

在整个水泥土搅拌桩施工过程中，应严格按照施工工艺流程作业，并确保桩边喷边搅拌作业的连续性，避免粉造成桩性能水平不达标现象出现。如因机械设备故障等其它原因出现断粉现象时，应按照施工组织设计要求重新下钻补喷，以保证水泥土搅拌桩综合性能水平。

2.3保证桩头均与密实度

在实际施工过程中发现，桩头是整个水泥土搅拌桩在制作过程中需要严格控制的一个核心点。当整个桩顶设计标高与地面标高非常接近时，应在地面以下1m范围内进行连续粉喷、搅拌，而且要严格控制搅拌机械的提升速度，应慢速，避免提升速度过快影响桩头密实度；当桩粉喷至即将出地平地面时，应停止提升搅拌机械，并继续搅拌数秒后，方能提出搅拌机械，以保证桩头均匀密实，提高水泥土搅拌桩综合性能水平。

2.4确保桩各段喷粉均匀

在施工过程中，实时观察和分析监测电子流量计的数据信息。在桩开始粉喷时，应先按仪器使用步驟将电子流量计的显示屏置零(回位)，并让电子流量计在整个施工过程中连续计量，便于给施工技术或管理人员提供详细、实时可靠、连续的数据信息。以确保各段喷粉的均匀度，保证整个施工高效连续稳定进行。

3.应用案例分析

3.1工程基本概况

某水闸位于沿海深淤滩涂地带，其闸室的基础面积为330m2(b(宽)=15m，l(长)=22m)，闸室所处地域地下水位平均埋深约1.2m，闸门底板基础设计埋深d(深)=6.5m。经详细计算分析知，该工程完建时其基底应力为最大，其设计基底应力为120kPa。该建筑物地基处从上往下的土层依次分别为素填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、细砂、淤泥——淤质粉质黏土层、以及淤泥等。由于该工程所处位置为深淤软土地基，根据现场地质勘察相关资料分析，其天然地基可塑性和承载力均不满足水闸建筑物地基的需要。因此，为了提高水闸建筑物综合性能水平，需要采取相应的软基加固技术，保证整个工程施工进度和质量水平。

3.2加固方法选择

由于该工程淤泥——淤质粉质黏土和淤质粉质黏土土层厚度较厚，大约在6.1～6.4m和4.6～5.2m之间，其它土层相对较薄，而且淤泥质土层的含水量w(％)大约在45％左右。经过加固方法技术和经济等方面的综合分析比较后，最终采用水泥土搅拌桩作为本工程的淤泥质软土地基加固措施。为了使水泥、石灰等固结计能与淤泥进行充分物理和化学作用，就必须要使所构建的水泥土搅拌桩能够穿透该地基中渗透系数较大的细砂层(其厚度为3.8～4.5m)，因此本工程中设计桩打孔深度为9m，即水泥土搅拌桩打入深度相对与淤泥顶表面不透水层大约不2.5～3m。并通过计算分析，当水泥土搅拌桩桩径设计为500mm，水泥掺量为60kg／m，大约占被加固的淤泥质湿土质量的18％时，其人工构筑地基的软弱下卧层顶面处能达到的承载力值为195.22kPa，大于该处的实际承载力168.78kPa，故软弱下卧层强度满足《建筑地基基础设计规范》要求：通过其它计算，该方案中的单桩承载力、负荷地基承

载力等均能满足《建筑地基基础设计规范》要求；在最大负荷条件下，通过水泥土搅拌桩加固后其下卧层沉降变形量为51.3mm，原小于规范中最大沉降变形量150mm的要求。因此，该设计方案确实可行，不但技术上可靠，而且经济性能也比较高。

3.3地基加固效果校验

根据施工组织设计中的施工工艺参数和施工流程，严格按照相关设计图纸要求，认真完成了测量放线和桩位定位、搅拌机就位对中(严格控制垂直度偏差在1％以内)检查、预搅下沉(观测电子流量计的值，搅拌机械下沉速度要严格控制在1.2min／m以内，并保证机械工作电流在额定电流左右，避免电流速度过快出现堵转电流增大烧毁搅拌机械)、喷粉搅拌提升(当桩深度达到设计要求时，开始逐步喷粉搅拌提升，要严格将提升速度控制在1.0m／min以内，且整个喷粉搅拌过程为连续的)、重复搅拌下沉等步骤后，并经全面检查在没有漏桩情况下就完成了整个水泥土搅拌桩施工工作。

水泥搅拌桩成桩7天后采用轻便触探法对浇筑的桩进行桩身质量检验。(1)检验搅拌均匀性：用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。(2)触探试验：根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。

当搅拌桩达龄期后，采用静载试验以校验水泥土搅拌桩的综合加固性能水平。本工程中采取钻孔取芯和静荷载试验相结合进行施工质量校验。按照3％水泥土搅拌桩总数进行取芯校验，通过详细的取样和记录，结果表明所有抽检水泥土搅拌桩的桩长、桩芯、桩头等部位的连续性、均匀性、以及强度承载力等均满足设计和相关规范要求。然后采用1.0×1.0×1.5m的混凝土块压重平台对水泥土搅拌桩进行静压荷载试验静载试验，并严格按设计和相关规范规定时间要求对沉降量进行读取记录，经分析水泥土搅拌桩的沉降量完全满足设计要求。

4.结束语

为了提高淤泥质土层软基综合加固处理性能水平，首先做好工程区地质勘探工作，除要进行常规土层地质特性勘探外，还应特别查明地基中各土層含水量、土层中各类有机物含量、以及工程区地下水的酸碱度等工况特性，以便为工程设计提供详细的数据信息。水泥土搅拌桩是海底软土地基处理中常采用的是加固手段之一，不仅可以充分利用了地基中原地层土，降低工程总成本，同时其加固性能效果很明显，可以有效加快施工进度，保证工程建设安全可靠、节能经济的高效进行。

注释：

①建筑地基处理技术规范(JGJ79－2002)[S]，北京：中国建筑工业出版社，2002.

②牛志荣，李宏，复合地基处理及其工程实例[M]，北京：中国建材工业出版社，2000.

③陈涛，刘宏，戚德印，水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用[J]，水利科技与经济，2009，15(12)：1122-1123.

④建筑地基基础设计规范(GB50007－2002)[S]，北京：中国建筑工业出版社，2002.

水泥土搅拌桩施工监理 篇11

油田勘探区域北起燕山南麓, 南至渤海5米水深线;西起涧河, 东至秦皇岛一带, 勘探面积5797平方千米, 其中陆地面积4797平方千米, 滩海面积1000平方千米。依据工程地质详勘报告得知, 冀东油田采油区域主要地层由滨海相及海陆交互沉积物构成。在勘探范围内自上而下选择5个地层进行分析, 各层土的特征分述如下:

第①层杂填土:分布不连续, 黄褐-浅褐色;松散;湿;以粉土为主, 局部夹粘性土, 含碎石及植物根系, 不均匀, 下部为素填土;层厚0.4m~2.2m。

第②层位粉质粘土:分布连续, 灰-灰褐色;软塑-可塑;切面较光滑, 韧性及干强度中等, 含有机质及腐殖物, 局部夹粘土及粉砂薄层, 属高压缩性土, 层厚4.8m~9.2m, 工程性质差, 地基承载力特征值为75KPa。

第③层粉土:分布不连续;灰黄色;稍湿-湿;切面粗糙, 摇震反应中等, 韧性及干强度低, 土质较均匀, 含砂性, 属低压缩性, 层厚0.7m~2.3m, 工程性质一般, 地基承载力特征值为115KPa。

第④层粉砂:分布连续;灰黄色;稍密-中密;饱和;以长石、石英为主, 分选性好, 级配较差, 局部夹细砂薄层;层厚1.5m~4.7m, 工程性质稳定, 地基承载力特征值为125KPa。

第⑤层粉砂:分布连续;灰-黄褐色;软塑-可塑;切面稍光滑, 干强度中等, 韧性中等, 土质较均匀, 局部含粉砂薄层, 底部含姜石。层厚2.70m~6.30m, 地基承载力特征值为100KPa。

根据以上地质报告分析, 第 (3) 、 (4) 层均可以选作为持力层。

二 水泥土搅拌桩的加固机理

水泥土搅拌桩是通过特制的深层搅拌机械, 利用水泥作为固化剂, 在地基深处将软土与固化剂强制搅拌, 固化剂和软土间发生化学反应, 使软土固结成具有一定强度稳定性的地基, 所形成的复合地基其承载力提高较多。目前, 水泥土搅拌桩地基加固技术已经广泛应用于软地基处理中, 尤其适用于饱和软粘土地基的加固。

三 水泥土搅拌桩的设计

1 单桩竖向承载力的确定。

依据《建筑地基处理技术规范》, 单桩竖向承载力按下式估算:

式中:F c u-与搅拌桩桩身水泥土配合比相同的室内加固土试块, 在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值 (KPa) 。

η-桩身强度折减系数。干法:0.2~0.3;湿法:0.25~0.33;

Up—桩的周长 (m)

Q b—土的加权平均侧阻力的特征值 (KPa) 。

L—桩长 (m)

Q p—桩端地基土未经修正的承载力特征值 (KPa) 。

α一桩端天然地基土的承载力折减系数。

Ap—桩身横截面面积 (m2) 。

本工程桩周土的加权平均侧阻力的特征值见表1:

固化剂选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。要求桩身水泥土强度大于2.0M p a。水泥掺量以现场土及所选用的水泥试验配合比确定。水泥浆水灰比可选用0.5~0.55;根据地勘报告中地层厚度计算, 桩长确定为8.2m, 水泥土搅拌桩桩径一般选用0.5m。

2 复合地基承载力的确定

根据井架重量和钻井基础面积计算结果分析, 处理后地基承载力大于或等于100Kpa。即Fspk=100Kpa, 方可满足工程设计要求。桩的平面布置形式按正方形布桩, 桩距为1.0m, 桩土面积置换率m= (d/d e) 2=0.178。复合地基承载力按下式确定:

四 水泥土搅拌桩的施工要点

1 桩机定位、对中

放好搅拌桩桩位后, 移动搅拌桩机到达指定桩位, 对中。

2 调整导向架垂直度

采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求, 垂直度小于1.0%桩长。

3 预先搅拌下沉

启动深层搅拌桩机转盘, 待搅拌头转速正常后, 方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌, 下沉速度可通过档位调控, 工作电流不应大于额定值。

4 拌制浆液

深层搅拌机预搅下沉同时, 后台拌制水泥浆液, 待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号325#普通硅酸水泥拌制浆液, 水灰比控制在0.45~0.50范围, 按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。

5 喷浆搅拌提升

下沉到达设计深度后, 开启灰浆泵, 通过管路送浆至搅拌头出浆口, 出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置, 按设计确定的提升速度 (0.50~0.8m/min) 边喷浆搅拌边提升钻杆, 使浆液和土体充分拌和。

6 重复搅拌下沉

搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后, 关闭灰浆泵, 重复搅拌下沉至设计深度, 下沉速度按设计要求进行。

7 喷浆重复搅拌提升

下沉到达设计深度后, 喷浆重复搅拌提升, 一直提升至地面。

五 结束语

水泥土搅拌桩地基加固技术的应用, 不但提高了钻井基础的安全性、可靠性, 同时其机动灵活、施工周期短的特点更是减少了钻机停等时间, 提高了钻井速度, 特别是在油田老区施行精细开发时, 经常存在临时调整井位的情况, 水泥土搅拌桩地基加固处理技术在一定程度上为调整钻井方案提供了时间支持, 这对优化井位部署, 实现油田科学开发、精细开发帮助极大。

参考文献

[1]《建筑地基基础设计规范》 (GB50007—2002) .