1、湿喷桩的施工工艺及质量控制摘要:湿喷桩是地基处理中深层搅拌法的一种,是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴方法。本文结合临海高等级公路(启东段)工程实例,介绍湿喷桩加固软基的原理及施工过程中需要注意的事项,重点阐述了湿喷桩的施工工艺及质量控制,针对施工过程中的常见问题提出了处理方法。 关键字:湿喷桩;试桩;复搅;质量控制 中图分类号:O213.1 文献标识码:A 一、 工程概况 临海高等级公路(启东段)工程沿线局部地段存在软土地基,其特点是:软土埋层浅、厚度大、土质含水量大、承载力低,尤其在桥头高填土地段,为确保工后沉降满足规范要求,设计采用湿喷桩进行软土地基处理。本文以通启河大桥两侧高填土地段
2、 K139+000K139+625.2 范围内的湿喷桩施工为例,详细阐述湿喷桩的施工工艺及质量控制要点。 设计湿喷桩有效桩长 10 m,桩间距 1.2 m,设计桩径 500mm,设计水泥用量 55Kg/ m,共 19688 根,主要设计参数为:水泥掺入量为所加固湿土重的 15%,水灰比 0.5,设计桩顶标高+0.80m,复合地基承载力特征值120kN/m2。 二、 湿喷桩加固原理 喷湿桩是一种高压喷射注浆技术。湿喷桩加固软土地基实质是水泥加固土基的过程,即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基的过程。湿喷桩即水泥深层搅拌桩,是利
3、用专业工程钻机,将带有叶片的钻头往下旋转切割土体和钻至设计深度后,利用装在叶片上的喷嘴喷射水泥浆。 钻头在保持高速旋转的同时,以一定的速度提升。高压射流使一定范围内的土体结构遭到破坏,并与水泥浆液混合,水泥浆与土体混合物胶结硬化后即在土基中形成具有一定强度的圆柱体,从而达到增加地基承载力的效果。 1、水泥的水解和水化反应 湿喷桩施工是首先将水泥拌和成水泥浆,并掺入外加剂石膏,石膏兼有缓凝和早强的作用,掺入量取水泥用量的 2.0%3.0%。水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后,再和软土中的水继续进行水解和水化反应,生成钙质化合物,这是所形成复合地基强度的主导因素。2、粘土颗粒与水泥水化
4、物的作用 当水泥中的各种水化物生成后,一部分自身继续硬化,形成水泥骨架;另一部分则与周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。从水泥加固土的原理中可以看出,影响湿喷桩强度的主要因素有:一是水泥所占水泥土的比例;二十水泥与土基的接触程度。这为湿喷桩施工质量控制提供了指导意义。 三、湿喷桩的质量控制 为确保本工程的施工质量控制,我们除严格执行建筑桩基技术的有关规范和规程外,将从质量技术措施和质量管理组织措施两方面实行目标管理层层落实。 3.1 施工技术措施 3.1.1 施工质量控制 施工质量控制时必须保证全桩的水泥用量、保持持续喷浆及保证喷浆长度、加强复搅特别是上部 5m 范围的复搅,具体如下: (1)
5、为保证湿喷桩的垂直度,首先保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,控制湿喷桩的垂直度偏差1.5%,桩位偏差5cm。 (2)为保证控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面,确保喷浆长度和水泥浆喷入量达到设计要求。如因意外原因断浆,必须以最早的时间(3h 以内)补喷,重叠复喷 100cm 以上,超过 3h 按照规定重新补打一根桩。确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量,每米用浆量误差不得大于 1%。 (3)严格控制水泥进场质量,不合格水泥不能进场,水泥必须先复试后使用,使用水泥都应过筛,为防止制备好的浆液离析,放浆前必须搅拌 30 秒后再倒入储浆筒。 (4)水泥浆必须按规定的配比进行水泥和水的拌制,
6、保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成,使用前过筛并在 3h 内用完。浆液储量不少于一根桩的用量,否则不得进行下一根桩的施工;施工时输浆管路保持潮湿,以利于输浆。 (5)加强复搅控制,特别是上部 5m 的复搅,复搅时在全桩长范围内以不大于规定的速度进行匀速复搅,以增加水泥土的均匀性且复搅宜一次完成。 (6)对输浆管经常检查,不得泄露和堵塞,管道长度不得大于60m。定期检查钻头,保持钻头直径误差在(-1cm+3cm)之间,如发现磨损情况,发现问题应及时更换。 (7)泵送浆液必须连续,不允许有断浆现象发生。若发生断浆,立刻停止提升,待处理完毕后,搅拌下沉至断浆处以下 1.0m,再往浆搅拌提升,以防止
7、断浆。 (8)合理安排桩位施工顺序,先施工一个区域四周的桩,形成一个封闭的区域,再逐渐往中心施工,有利于整体的成桩质量和软基处理效果。 3.1.2 水泥搅拌桩的施工常见问题及处理方式 喷浆阻塞:原因可能是水泥受潮结块或制浆池滤网破损或者是清浆不彻底。处理措施应改善现场水泥存储环境及时清渣并时常检查滤网的破损状况。 喷浆不足:原因可能是输浆管弯折、外压、泄漏或输浆管道过长。处理措施应及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。当场地条件不具备时,可适当调增泵送压力。 进尺受阻:原因可能是地下存有尚未清除的孤石、树根或其它。处理措施应停机排除障碍或移位。 速度失稳:原因可能是设备自身控制系统问题
8、或机组人员操作不规范、不熟练,处理措施做到不合要求的设备不得进场,制定完善明确的责任制并搞好岗前培训。水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程,如施工质量不好, 一旦被路堤等构筑物所覆盖,便构成隐患且不好检查及补救。因此,紧抓施工的各环节,严格施工过程的管理非常重要。施工质量的控制更是一项细致的技术工作。最好建立施工班组自检互检,技术负责人抽检和配合监理旁站监督的质量保证体系。 3.1.3 质量检验 施工过程中随时检查施工记录,重点是水泥用量,压浆过程中是否有断浆现象和喷浆提升时间以及复搅次数,对每根桩进行质量评定。搅拌桩成桩 7 天后钻孔取芯检测,桩身 7d 无侧限抗压强度值均0.5Mpa, 搅拌桩成桩
9、28 天后钻孔取芯检测,桩身 28d 无侧限抗压强度值均0.8Mpa,全部达到设计要求强度值。 3.2 施工质量管理组织控制 施工单位对湿喷桩施工必须保持高度的重视,加强现场管理和过程控制,及时发现施工中出现的问题并予以解决,杜绝质量隐患,确保湿喷桩的施工质量。 项目经理部建立健全的质量控制体系,层层把关。试验室做好原材料的检验工作;现场安排专人(2 台钻机配 1 人三班制)24h 全过程旁站,详细记录每根桩的钻进复搅时间、水泥用量(点水泥袋数量) 、钻杆垂直度、电流变化情况、施工桩长等,发现问题详细记录并马上向上级汇报;项目部质量巡查小组不定时现场巡查,检查现场施工情况和旁站人员的工作情况并
10、及时解决现场出现的问题。建立完善实施质量保证体系所必需的组织机构,促进质量保证体系有效运行。加强职工质量教育,使全体工作员工牢固树立“百年大计,质量第一”的思想。制定工序质量控制措施,积极开展“三工序”质量活动(检查上道工序、保证本工序、服务下工序)进行质量关键点的管理记录,行使质量否决权,上道工序质量不合格,决不进行下道工序的施工。做好原材料的现场验收、送样复试资料、分项工程验收资料、工程测试、检验验证资料的收集整理工作。 结语 本文通过对湿喷桩加固软基的原理介绍,提出了湿喷桩施工工艺及质量控制要求,并针对施工过程中的常见问题提出了处理方法。临海高等级公路(启东段)工程根据本文施工工艺及质量
11、控制要求施工,所施工的 19688 根湿喷桩,在施工结束 7 天后用轻便触探器进行桩身质量检查,同时测量成桩的桩径、桩距,合格率 100%,成桩 28 天后优良率达到95%以上,达到了设计要求。 参考文献: 1马劲松. 浅谈喷湿桩施工质量控制要点J. 建筑工程, 2011(4): 80-81. 2张来德. 软土路基湿喷桩施工工艺 J. 企业技术开发, 2011, 30(5): 63-64. 3钱国超, 陈功. 高速公路海相软土地基水泥搅拌桩加固技术. M.北京: 人民交通出版社出版, 2008-05. 4张留俊, 王福胜. 公路地基处理设计施工实用技术. M. 北京: 人民交通出版社出版, 2004-08. 5郑俊杰等. 地基处理技术. M. 武汉: 华中科技大学出版, 2005-07.
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