水泥土置换桩在基坑工程中的应用.doc

1、1水泥土置换桩在基坑工程中的应用摘要：本文讲述了新型止水帷幕结构水泥土置换桩在基坑工程中的实际应用。通过新工艺的特点、工艺流程、质量控制、施工效果等，全面评估此新型止水结构的实用性、经济性，以及社会效益。 关键词：止水帷幕；工艺流程；质量控制；效果分析 中图分类号：O213.1 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 近年来基坑降水受周边建筑物沉降、地下水资源浪费等诸多条件限制，适用范围受到制约，使得深基坑的止水帷幕型式得到更为广泛的发展。通常的止水帷幕型式以深层搅拌桩、高压旋喷桩最为常见。但因其受土层条件影响、施工工艺缺陷等因素难以保证止水效果。在此情况下，几种新型的帷幕型式得以产生，例如：

2、长螺旋搅拌桩、水泥土置换桩等。本文介绍在云南昆明地区率先使用的水泥土置换桩止水帷幕型式。该帷幕型式在成桩效果、止水性能、工程造价上均优于常规帷幕型式。 2 工程实例 本文工程实例为昆明市西山区城中村改造 5 号地块基坑支护工程，基坑深度 17.017.6m，基坑周长 626.5m，面积 22700m2。本工程4 层粉质粘土层及4a 粘土层为相对隔水层，帷幕桩桩端为此隔水层，距地面 22.5m。本工程帷幕设置为支护桩与帷幕桩套搅的方式，帷幕顶标高为2-2.1m，由现有地坪施工，帷幕桩采用水泥土置换桩，水泥土置换桩桩径600，间距 300mm，搭接 200mm，有效桩长为 22.3m28.2m。

3、图 1 支护及止水结构平面布置图 3 施工工艺 3.1 工艺原理 通过长螺旋成孔，并用长螺旋钻杆中输料管与地泵连接，将预先拌合好的水泥土拌合料压入孔中成桩。 图 2 施工工艺原理示意图 3.2 工艺流程 相关材料到位控制配合比搅拌成水泥土混合料测量定位钻机就位钻孔至设计深度钻孔至设计深度中心压混合料拌合物清桩间土凿桩头 3.3 操作方法 3.3.1 钻机就位 每根桩就位前应核对图纸与桩位，确保就位符合设计要求。钻机必须铺垫平稳，确保机身平整，钻杆垂直稳定牢固，钻头对准桩位。钻尖与桩点偏移不得大于 10mm。垂直度控制在 1%以内。 3.3.2 测放桩位 3根据设计要求定出孔位，做出标记。 （1

4、）钻尖与桩点偏移不得大于 10mm。垂直度控制在 1%以内。 （2）对每根桩进行编号，并严格按照施工部署的顺序进行测放。 （3）每日施工完后现场进行实际核对并汇总，杜绝漏桩。 注：置换桩施工必须进行跳打，相邻桩的施工时间确保 3 天以上。 3.3.3 开钻、清泥 开钻前必须检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻头直径控制在 400+20mm，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.01.5m/min 或根据试桩确定。 成孔过程中，一般不得反转和提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口。 进入软硬层交界时，应保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖

5、块、杂填土层或含水量较大的软塑性土层钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常，钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，应及时提升排土，直至电流变化为正常状态，钻出的土应随钻随清，钻至设计标高时，应将钻杆周围土方清除干净，钻进过程中应随时检查钻杆垂直度，确保钻杆垂直，并作好记录。 图 3 机械成孔实景图 3.3.4 终孔 钻到设计标高后，应由质检人员进行终孔验收，经验收合格并作好4记录后，进行压水泥土拌合物作业。 3.3.5 高压泵输送水泥土拌合物 采用 90kw 的高压泵输送，与钻机距离一般应控制在 140m 以内。 混凝土的泵送要连续进行，当钻机移位时，地泵内的混凝土应连续搅拌，泵

6、送混凝土时，应保持斗内混凝土的高度，不得低于 30cm。 3.3.6 压灌成桩 成孔至设计深度后开启定心钻尖，接着压入制备好的水泥土拌合物，而后边压灌边提钻。压灌水泥土拌合物的提钻速度由桩径直径、输灰系统管线长度、内径尺寸、单台搅拌机一次输灰量在孔中的灌入高度、供灰速度等因素确定。压灌与钻杆提升配合好坏，将严重影响桩的质量，如钻杆提升晚将造成活门难以打开，致使泵压过大，憋破胶管，如钻杆提升快，将使孔内产生负压，流砂涌入产生沉渣而削弱桩的承载力，因此要求压灌与提升的配合要恰到好处。一般提升速度为 2m/min 或现场试桩全地确定。 图 4 料场后台实景图 1 图 5 料场后台实景图 2 4 质量

7、保证措施 4.1 测量员要对轴线桩位进行复核，确保每根桩位置都符合设计要求，5桩位正确。 4.2 质检员要对置换桩施工的每一道工序认真进行复核， （钻机就位、桩体材料制备、桩顶标高等）严格按设计要求和施工验收规范进行施工，做好隐蔽工程验收工作。 4.3 试验员要严格控制水泥土拌合物的质量，定期检查其坍落度及和易性，按规定做好试块及进行养护。根据设计说明，每立方各种材用量：水泥 150400kg,石屑 200500kg，粘土 600900 kg，粉煤灰或石灰50150 kg。经过现场试验后，水泥用量为 250Kg/m3，并以 (重量比):水泥:粘土:石屑:粉煤灰或石灰=1:4.15:1.25:0

8、.4 进行施工。水泥采用P.O42.5，水灰比为 0.60.65。 4.4 钻孔过程中操作人员要密切注意钻进情况，发现钻杆剧烈抖动等异常情况应立即停机，技术管理人员立即采取措施予以解决。 4.5 成桩过程中，为保证桩身质量，提钻速度要和灌注的桩体材料相匹配。 4.6 遇到突然停电事故，要及时启动自备发电机将钻杆提出钻孔，并及时拆卸输送导管，清除输送泵及导管中的水泥土拌合物，并用水及时冲洗干净。 4.7 所在桩位统一编号，施工桩逐一填写记录表，并在图上标示，防止错打或漏打。 4.8 压灌时必须连续进行，泵斗内要有一定的水泥土拌合物容量，混凝土容量要高出进料口 30cm 以上，以防吸进空气，当泵口

9、水泥土拌合物低于进料口时应即时通过口哨通知钻机停止提升钻杆，待水泥土拌合物6搅拌好时再进行压灌。 4.9 在压灌过程中，孔底 12m 段提钻速度放慢，中段可快些，上部3m 放慢。直至达到设计标高，并超出设计标高 1.0m 停止压灌。 4.10 压灌前计算水泥土拌合物用量，成桩后检查每充盈系数不小于1.0。 6 实施效果分析 6.1 总体效果 该置换桩自 2011 年 9 月 18 日开始施工至 2011 年 12 月 10 日结束。根据现场实际情况，该水泥土置换桩止水、成桩效果良好，完全满足设计要求。 6.2 经济效益 如采用常规 600mm 的深层搅拌桩或高压旋喷桩，止水桩至少需双排，总根数

10、为在 1604 根，而现采用的 600mm 的水泥土置换桩为单排，且分组嵌于支护桩间，总桩数仅为 959 根，并省去了桩间喷护工序。 水泥土置换桩虽然每米的造价相对常规工艺较高，约为普通工艺的1.61.8 倍，但由于其良好的止水效果，可降低为普通止水桩的总工程量的 0.50.6，且因其出色的成桩效果，可减少桩间喷护工序，从而节约工程总造价，节约幅度约为 10%20%。在地下水位较高、存有大量红粘土的区域采用此工法，可具有显著的社会效益和经济效益。 6.3 实施效果图片展示 7图 6 止水结构实际效果图 参考文献 1 GB50202-2002 建筑地基基础工程施工质量验收规范 2 JGJ/T233-2011 水泥土配合比设计规程 3 JGJ120-2012 建筑基坑支护技术规程 附：作者简介 姓名 性别 出生日期 毕业时间 毕业学校 专业 学历 齐忠富 男 1979.3.23 2003.7 兰州交通大学 土木工程 本科