长螺旋钻机旋喷搅拌水泥土止水帷幕桩施工中常见质量问题及质量控制措施.docx

【其他】长螺旋钻机旋喷搅拌水泥土止水帷幕桩施工中常见质量问题及质量控制措施王兵(北京建材地质工程公司，北京 100102)摘要：经过对长螺旋钻机进行改装，施工旋喷搅拌水泥土桩并将其应用于止水帷幕工程。结合工程实践，总结了旋喷搅拌水泥土止水帷幕桩施工中常见的质量问题和产生的原因，给出了常用的质量控制措施。关键词：长螺旋钻机；旋喷搅拌水泥土桩；止水帷幕；质量问题；质量控制措施中图分类号：TU472.36文献标识码：A文章编号：1007-9386(2009)06-0059-02旋喷搅拌水泥土止水帷幕桩桩系采用水泥作为固化剂，通过长螺旋钻机在钻孔和钻孔周围将软土和固 化剂强制拌和，利用固化剂和软土发生一系列物理、 化学反应，使其凝结成具有整体性、水稳性好和较高 强度的水泥加固桩体，并依靠施工工艺使桩体互相咬 合，形成一个止水帷幕挡墙。达到止水效果。本文结 合工程实例，对长螺旋钻机旋喷搅拌水泥土止水帷幕 桩桩施工中常见的质量问题、产生的原因和施工质量 控制措施进行探讨。1 常见的质量问题及产生的原因(1) 喷浆管阻塞：原因分析为水泥受潮结块或制 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。(2) 喷浆不足：原因分析为输浆管弯折、外压、 泄漏或输浆管道过长，沿程压力损失大。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。(3) 进尺受阻：原因分析为地下存有尚未清除的 孤石、树根或其他。处理措施应停机排除障碍或移 位。(4) 速度失稳：原因分析为设备自身控制系统问 题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。(5) 偏桩：偏桩一般有桩平移偏差和垂直度超标 偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层 原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。 处理措施做到 施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜； 放桩位时认真仔细，严格控制误差；桩机的水平度和 垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。(6) 断桩、夹层：由于提钻太快泵送浆液跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。处理措施做到 保持浆液泵送的连续性，可以采取加大泵量，配备储 料罐等措施。严格控制提速，若桩点间距太近，考虑 间隔跳打的施工方法。(7) 窜孔：在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会 遇到这种情况，打完X 号桩后，在施工相邻的Y 桩 时，发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落，当Y号桩 泵入混合料时，X号桩的桩顶开始回升，此种现象称 为窜孔。发生窜孔的条件有如下三条：被加固土层 中有松散饱和粉土、粉细砂；钻杆钻进过程中叶片 剪切作用对土体产生扰动；土体受剪切扰动能量的 积累，足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的 影响，施工中采取的预控措施：采取隔桩、隔排跳 打方法；合理提高钻头钻进速度。水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程，如施工质量不 好， 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。2 施工简介某工程位于北京市朝阳区酒仙桥路东侧、将台路 南侧，按建筑使用功能划分，由办公楼、酒店、附属 商业及纯地下室组成，以上各建筑部分均拟设3层地 下室。基坑开挖深度：-16.0917.19m。根据地质 情况和实际条件，拟采用单独设置止水帷幕挡墙的止 水方案。根据场地环境条件和水文地质条件，通过分析计 算，确定在基坑周边设置搅拌旋喷桩隔水帷幕，可靠 的切断坑内外水力联系，并在基坑的工作面内设疏干59王兵：长螺旋钻机旋喷搅拌水泥土止水帷幕桩施工中常见质量问题及质量控制措施井的方式控制地下水。考虑该场地含水层厚度大，为砂层，渗透性能良好，水量较大，只采用护坡桩间旋 喷的隔水效果难以满足要求，因此，拟采用单独设置 隔水帷幕挡墙的止水方案。隔水围幕桩桩径：有护坡 桩剖面为600，其余剖面为800；桩间距：有护坡桩 剖面为0.45m，其余剖面为0.60m；桩顶标高： 有护 坡桩剖面为现状地面，其余剖面为-4.5m；桩长：有 护坡桩剖面为22.5m和17.20m，其余剖面为16.09m。3 施工的质量控制措施3.1 施工前准备工作的质量控制(1) 施工准备及场地平整。包括：施工现场三 通一平已经完成；供电设施已经全部就位；施工 范围内的所有障碍物已经清除或设立明显标志避开， 确保安全生产；在准备施工帷幕桩的地段，已经用 推土机将地表垫平。(2) 施工放样。用全站仪准确地放出施工段落的 起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距 用钢筋棍在施工范围内标示出桩位。经总包和监理检 验合格后用钢钎打0.5m深小孔并用白灰灌入。便于 桩位的固定和施工中桩位的查找。(3) 原材料的质量控制。水泥质量是关键，所用 水泥品种和质量经现场抽样检查，符合设计及规范要 求。不合格或过期、受潮、硬化、变质的水泥拒绝进 场使用。施工用水为人畜饮用水。(4) 桩机安装就位。水泥搅拌桩桩机安装完毕 后，进行了全面的检查调整。主要有以下五点：钻 头直径及钻杆长度满足设计要求；输送水泥浆的导 管未发现漏浆或堵塞；水泥制浆罐和压力泵工作正 常；电源已经和桩机电路接通，电缆和电路符合要 求；桩机机身的竖直度满足设计要求。3.2 实施过程中的质量控制(1) 制浆质量的控制。现场每个搅浆场地均立牌 标示出水灰比和每罐浆液的水泥和水的用量。必须按 设计给定的水灰比进行拌制，备好的浆液还应不停地 搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，浆 液应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。(2) 泵送浆液质量的控制。泵送浆液前，管路应 保持潮湿，以利输浆。泵送浆液过程中，泵的压力必 须足够和稳定，供浆必须连续，拌和必须均匀。遇到 浆液硬结堵管，必须立即拆卸输浆管道，清洗干净。 (3) 桩长的控制。钻杆标线控制法：施工之前必 须丈量钻杆长度,可用红色油漆在钻杆上划桩长的明 显标志(桩长应不小于设计要求)，以便掌握钻杆钻入深度，确保设计桩长。3.3 单桩水泥用量的控制(1) 控制好水灰比。按单桩长和设计提供的每米 水泥用量计算出单桩水泥用量，严格按设计给出的水 灰比进行制浆，不得随意乱调水灰比。(2) 控制好输浆泵。泵必须有足够的压力和持久 稳定的输浆能力，输浆量必须与桩机的钻进速度、搅 拌速度及提升速度相匹配(这点是靠施工经验和试桩 技术参数得来的)。(3) 控制好桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速 度。确保单桩施工完毕后，为该桩所配制的水泥浆能 全部用完，不得有剩余。只有控制好单桩的水泥用 量，桩身强度才有保证。3.4 桩机操作的控制(1) 柱机对位后，精调桩身竖直度，使搅拌轴保 持垂直。(2) 启动搅拌钻机，钻头边旋转边向下钻进。同 时，启动压力泵工作，边钻进边喷浆。(3) 钻至设计标高后停钻，关闭搅拌钻机，钻进 结束。(4) 再次启动搅拌钻机，钻头呈反向边旋转、边 提升、边喷浆，使土体的水泥浆进行初步拌和。(5) 搅拌机提升至地面以下1.0m时宜用慢速；当 喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证 桩头均匀密实。施工时因故停浆，为防止断桩和缺 浆，应使搅拌机下沉至停浆面以下0.5m处，待恢复 供浆后再喷浆提升。(6) 根据设计要求在地面下一定深度范围内进行 重复搅拌。(7) 根据成桩试验确定的各项技术参数来指导施 工。现场操作人员应详细记录每米下沉时间、提升时 间，记录送浆时间、停浆时间以及施工桩长等参数的 变化。3.5 其他质量问题 本工程除了应用以上的常用质量控制措施，还根据本工程的实际情况采取了一些针对性的质量处理措施。 (1) 喷浆管堵塞。现场处理措施为严把制浆质量 关，现场采用水泥浆二次搅拌，第一次搅拌的水泥浆 经过滤网过滤后，清除水泥结块后经过第二个搅浆池 二次搅拌，并经过第二次过滤后进行注浆。现场安排专人检查滤网，发现损坏及时更换。(2) 喷浆不足。根据现场的实际情况(南北长300m；东西长200m)，现场安排在基坑东西侧各4个 搅浆场地，尽量减少注浆管长度和沿程压力损失。现 场安排专人检查单桩注浆量，发现注浆(下转第62页)60吕日安：石山岭采空区的地球物理探测方法及地质效果由于道间距太大，绕射波同相轴不够明显。图4为以2m 道间距测量的距中轴线左50m 线DK114+780 DK114+822的一张地震记录，从其中可以看到顶点 在DK114+800的弧形绕射波同相轴。由于减小了道 间距，绕射波同相轴变得明显了。根据各测线地震记录中的绕射波分布，推断了测 区煤矿采空区的分布，并根据各测线绕射波的分布情 况推断了煤矿采空区的走向。3 结论根据地震记录中的绕射波和调查了解的情况，推 断出与3个煤矿窿口有关的3组煤矿采空区。其中，与 窿口B有关的煤矿采空区位于设计隧道出口一带，可 能对隧道建设有一定影响，应该予以注意。在地质和地球物理条件较好的情况下，采用地震 勘探方法可以较好地确定采空区的空间分布。【收稿日期】2009-10-22 (上接第60页)量不足和喷嘴压力小，及时调整。(3) 进尺受阻。地层中含有杂填土层、粉土层、 粘土层和中砂层等，在粘土层钻机进尺缓慢，有时不 进尺。现场采用不同地层不同进尺和提升速度。同时 勤检查钻头，钻头磨损严重，应及时更换。(4) 速度失稳。处理措施为根据不同钻机不同转 速，与注浆泵保持泵量保持一致。安排专职操作人员 操作，操作人员固定，不得随意转换钻机。若转换钻 机需重新培训。(5) 偏桩。现场安排专人负责钻机对位和垂直度 检查，不合格严禁开钻。场地软硬不均导致钻机偏斜 的，应处理好场地后方准开钻。为防止因为相邻钻孔 施工而导致的地层软硬不均引起的偏桩，所有钻孔均进行跳打施工。部分地段采用跳3颗桩和跳4颗桩进行施工。(6) 断桩、夹层、窜孔。所有钻孔均进