水泥搅拌桩施工技术.doc

水泥搅拌桩施工技术在温福铁路不良地质路基路堤加固中的应用中铁十五局集团三公司 王世鹏 摘要 根据温福客运专线路不良地质路基路堤加固工程应用实例，介绍了水泥搅拌桩施工方法和质量检测方法关键词水泥搅拌桩施工控制 1、工程概况温福铁路是我国铁路中长期规划“八纵八横”主通道沿海快速铁路的重要组成部分，北接浙江省温州市。我单位承建温福铁路（福建段）标段，起止里程为DK81+022DK137+113，全长56.09Km。该铁路为国家级双线电气化干线,设计旅客列车速度200Km,（预留提速250Km/h条件）。该线经过低山丘陵区、山间谷地区、滨海平原区，地形复杂，尤其是滨海平原及潮间滩涂区，淤泥土层深厚，属复杂的软土地基，工程量浩大。DK105+933.45DK106+640段位于第四系全新统（Q4m）海积土层，淤泥、灰黑色、流塑，厚度约34米的地基上。原设计为挖除换填，设计变更后采用水泥搅拌桩进行软基加固。2、设计标准2.1 水泥搅拌桩搅拌桩直径D=50cm，桩间距1.2m，三角形布置。2.2 桩长2.5m，且嵌入硬土层不0.5m，具体桩长根据松软层厚度决定。2.3 水泥浆液采用PO32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.5。每延米水泥用量不少于50Kg。2.4 复合地基承载力280KPa，桩体水泥土无侧限抗压强度1200KN。2.5 桩顶设0.4m厚砂卵石垫层一层T80kn的双向土工格栅。3、施工准备3.1确定施工参数试验室在施工前现场取土样做室内配方试验。根据室内试验配方于现场做工艺性试桩四根。工艺性试桩确定满足设计要求的各种技术参数：水灰比0.5，水泥浆液比重1.73-1.75，每米喷浆量50-55升，每米水泥用量57.4-66千克、每米成桩时间4-5分钟；3.2材料、机械设备及劳动力安排3.2.1水泥搅拌桩采用合格的P.O. 32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。施工用水泥的存放于水泥棚内。水泥棚地面进行防潮处理，水泥堆下的地坪高出地表15cm，上铺防潮材料，备好雨布，以防下雨使水泥受潮。水泥分批进场，每批水泥进场后使用前，及时通知监理工程师现场见证取样，样品送项目部中心试验室或监理工程师指定的试验室检验，合格后使用。3.2.2在设备配置上，采用适合本工程地质条件的PH-5型单头水泥搅拌机3台进行搅拌桩施工，施工能力为400-500米/日。3.2.3在人员配备上每个机组配技术人员一名，两名机械操作手，四六名工人共计七九人。3.3测量放样搅拌桩施工前先进行场地平整，清除地表一切障碍(包括大块石、树根、草皮和生活垃圾等)。测量定位前先对设计院提供的导线点、水准点进行复核，复核准确无误后对导线点、水准点进行加密，精度复核达到规范要求后开始准确测量定位。加密点所选位置应便于施工，能为随时复核提供方便。加密导线点和水准点应不容易松动或被破坏。待桩位定位准确后开始组织机械进场。采用拓普康332型全站仪准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按1.2米桩距用小木棍在施工范围内标示出桩位（按三角形布置）。4、施工4.1施工工艺流程桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。施工工艺流程图桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩4.2钻机就位钻机运至到施工现场前把场地平整到位，钻机定位才可能水平不倾斜。钻机就位后应进行加固处理，确保钻机稳定不会滑动或倾斜，然后检查钻头是否垂直并在钻头上吊一垂球便于随时控制垂直度，防止桩倾斜。4.3准备开钻开钻前检查钻机是否运转正常，待一切准备就绪方可开钻。开钻时采用正循环钻至设计深度，开钻过程中实行全过程监督，专人负责随时检查垂直度，如果发现倾斜大于1%，马上停钻整改直到满足要求方可继续开钻。4.4注浆打开高压注浆泵反循环提钻并开始注浆。注浆时应严格控制水泥浆的质量，水泥的用量、水灰比必须满足设计及规范的要求。边注浆边搅拌，搅拌时应充分搅拌到位，搅拌均匀。关键部位还应停顿搅拌，至工作面以下0.3m时进行反复搅拌。注浆的过程中时间不得停歇过长，如果出现断桩现象应及时进行处理，处理长度不应少于100cm。重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度，反循环提钻至地表。成桩结束施工下一根桩。5、施工控制要点5.1水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。5.2为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。5.3对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。5.4灰浆应搅拌均匀、加筛过滤，现制现用，停放时间不得超过2小时。5.5为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。5.6水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每米成桩时间4-5分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。5.7为保证水泥搅拌桩桩尖、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩尖，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。5.8在搅拌桩施工过程中采用叶缘喷浆的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。实践证明，叶缘喷浆搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。5.9施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。5.10施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。5.11现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：a施工桩号、施工日期、天气情况；b喷浆深度、停浆标高；c灰浆泵压力、管道压力；d钻机转速；f钻进速度、提升速度；g浆液流量；h每米喷浆量和外掺剂用量；i复搅深度。5.12搅拌杆的垂直偏差不得超过1%，桩机与桩位的对中误差不得大于2cm，成桩后的桩位偏差不得大于8cm。5.13桩浇筑后7天之内不得进行填筑施工，桩头要小心整理，不得用重锤敲击，并禁止使用机械挖掘，桩头应整平，并高出基底标高23cm。6、质量检验6.1水泥搅拌桩施工质量检验见下表：水泥搅拌桩施工允许偏差序号项目允许偏差检查方法1桩位（纵横向）50mm尺量按成桩总数10%抽检，且每检验批不少于5根2桩身垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50100 mm后，钢尺丈量4桩长不小于设计值检查钻杆长度和施工记录5桩体无侧限抗压强度不小于设计值桩身钻芯取样按成桩总数0.2%抽检，且不少于3根6复合地基承载力不小于设计值现场平板荷载试验按成桩总数0.2%抽检，且每检验批不少于3根6.2水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩身搅拌均匀程度及桩的无侧限抗压强度。在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观