水泥搅拌桩在内河重力式码头施工中的质量控制.doc

水泥搅拌桩在内河重力式码头施工中的质量控制The cement injections quality control in the dock construction of inland rivers gravity王夏勋，关晓莉，沈立军WANG Xia-xun ，GUAN Xiao-li，SHEN Li-jun（浙江江南春建设集团有限公司，浙江 萧山 311243）摘 要：水泥搅拌桩在内河重力式码头中施工质量控制和质量检验，为以后同类工程的施工有着参考意义。关键词：水泥搅拌桩 ；内河重力式码头施工；应用1 工程概况杭州浦阳江水泥有限公司自备码头改造工程位于经济发达的萧山区义桥镇丁家庄村。本项目在公司现有土地内进行，东北侧紧邻浦阳江，东南侧为杭州浦阳江水泥有限公司。码头工程为原有码头改造，码头改造后停泊等级为300t级，设计船型为387.31.8m，共布置4个装卸泊位（改建3个泊位），通过能力可达到88万吨。码头设置根据现有地形采用顺岸式布置方式，总用岸线长度210m（其中60m岸线保留不改造）。后方布置相应堆场、道路和生产辅助用房等设施。建设单位改建300t泊位3个（改造泊位长150m），用于矿建材料、煤炭等散货的装卸作业，码头前沿作业宽度为15m。 码头结构形式为重力式码头，地基采用800钻孔灌注桩和600水泥搅拌桩进行处理，基础底板为钢筋混凝土，墙身为掺15%块石砼，胸墙为钢筋砼。为提高软土地基的承载力和整体稳定性在灌注桩施工之前先进行水泥搅拌桩施工，水泥搅拌桩的直径为600mm，间距为1500mm，水泥搅拌桩的桩底以进入粘土层50cm 进行控制。2 工程地质条件根据浙江中材工程勘测设计有限公司的地质勘探揭示, 码头挡墙沿线地基表层为素填土, 以下主要为:粉质黏土、淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土夹粉砂、粉质粘土、砂砾。码头挡墙沿线的天然地基承载力和稳定性不能满足要求，需要进行软基处理。3 施工程序施工准备钻机就位、调平搅拌至设计要求深度边喷浆、边搅拌提升搅拌头至预定的停浆面重复搅拌至设计加固深度搅拌提升搅拌头至预定的停浆面提升搅拌头到无障碍高度，水平移动搅拌机进行相邻桩的施工。4 施工质量控制4.1 施工准备控制为确保水泥搅拌桩的质量，首先就要保证所用水泥的质量和数量满足要求。在开工前按照水运工程质量检验标准JTS257-2008的要求进行水泥原材料的复检，在复检结果合格后才进场使用，本工程搅拌桩水泥品种设计要求为P.C32.5。按设计要求水泥掺入量在在1317之间，并根据实际土质的容重计算出每延米的水泥用量（3.14*0.3*0.3*1750*0.13=64kg3.14*0.3*0.3*1750*0.17=84kg）。施工用水使用自来水。水泥浆液的水灰比为0.5，要求调制的水泥浆具有较好的流动性和和易性。其次是施工现场准备，确保水泥搅拌桩施工能够顺利进行。由于本工程位于浦阳江畔，因此首先要确保围堰的安全稳定，围堰采用钢管编织袋围堰；再进行平整场地，将施工场地平整至3.0高程，清除一切障碍物，用经纬仪和钢卷尺放出每根水泥搅拌桩的位置，在桩中心用毛竹片标出，为防止毛竹片被施工机械刮倒，在以毛竹片为中心周围用白灰洒出一个直径为600mm的圆（即搅拌桩的位置）。同时与施工班组做好技术交底工作，将相关的施工图纸和地质资料复印一套给搅拌桩的施工班组。4.2 试桩控制在有代表性的区域选择3根进行试桩，确定施工参数。经过试桩确定钻进的速度为1.0m/min，提升速度定为0.5 m/min，在桩底停留搅拌时间为30s，在桩顶停留搅拌的时间为30s，喷浆压力为0.450.55Mpa，停浆面标高为设计桩顶标高以上50cm。4.3 施工过程控制桩长控制：由于本工程的水泥搅拌桩桩底标高是按照进入粘土层50cm进行控制，因此首先要根据地质报告剖面查出每个断面的粘土层顶高程，然后将粘土层再减去50cm作为该代表断面上水泥搅拌桩的桩底标高,如某个断面粘土层顶标高为-12m，即该断面上的水泥搅拌桩底标高为-12.5m。停浆面标高为设计桩顶标高以上50cm，本工程水泥搅拌桩顶标高为-0.5m，因此停浆面高程为0.0m。因此在该断面上的施工桩长为12.5m。但由于地质报告的断面并不能非常详尽地反映每根搅拌桩所在位置的具体粘土层位置，因此在控制桩底标高是否进入粘土层主要是通过搅拌机电流表是否进行突然增大来反应，若在搅拌过程中突然电流加大则认为进入了粘土层，则在此基础上再向下搅50 cm就达到了设计要求的桩底深度。通过搅拌桩机的电流突变情况来控制桩底深度，然后在与地质报告作比较，发现两者的粘土层顶标高基本相符合。为了保证水泥搅拌桩的有效桩长，也必须严格控制停灰面的标高。由于本工程停灰面在高程0.00m，而经平整后的地面高程是3.0m ,因此在地面以下3米即可停灰。因此在开始搅拌前将钻杆钻头垂直于地面上，然后再钻杆末端电动机位置下方3米处的铁架上焊接一根钢筋作为标记，当边喷浆边提升搅拌当电动机下方和焊接钢筋齐平时则已经到达停灰面。水泥用量控制：水泥用量是确保桩体强度的关键，为确保桩体水泥每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，首先选用袋装水泥，搅拌机配备电脑记录仪，同时现场用比重计控制水泥浆稠度。做到一桩一配浆，一桩一清池(灰浆池)。另外项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。为确保水泥质量，致使水泥不受潮不结块，因此在现场水泥堆放处用油布和铁架搭设设置可靠的防雨淋措施。垂直度控制：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、右距离相等和机械上的表盘来进行双重控制，把桩机的垂直度控制在1.5的范围内。搅拌和提升速度控制：搅拌和提升速度控制是确保桩身搅拌均匀和水泥用量达到设计要求的关键所在，因此在施工时其速度必须按照试桩时的速度控制。5 常见问题的处理喷浆阻塞：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。施工中发现喷浆量不足时，则整桩复搅，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。施工时由于跳闸停电或者机械故障等原因停浆，则将搅拌头下沉至停浆面0.5m以下位置，待恢复喷浆时再喷浆搅拌提升，若停机超过3个小时，则先拆卸输浆管路，并妥加清洗。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，桩基工做到持证上岗。6 质量检验 在水泥搅拌桩施工完成后及时进行质量检测。在龄期达到7天后先将桩的顶部挖出，并清理桩头，在清理桩头时不得用重锤或重型机械操作，宜用铁锹和小锤进行清理。桩头清理干净后，目测桩身顶部的水泥土是否搅拌均匀，状体是否圆匀，桩顶高程和桩与桩之间的距离是否符合设计和规范的要求，桩的直径是否达到设计要求。开挖检查的数量为总桩数的5%，本工程共415根水泥搅拌桩，共开挖检查21根，均符合设计和规范要求。在水泥搅拌桩的龄期达到28天后由业主委托第三方检测机构进行桩基质量检测。质量检测包括：取芯检测、轻型动力触探（N10）和低应变检测。取芯检测的根数为总桩数的2，且不少于3根，本工程共取芯检测5根，从取芯情况来看，桩长都达到设计要求，桩身水泥灰含量适中，搅拌均匀，芯样成块状，胶结良好，无侧限抗压强度达到设计要求的0.65Mpa。取芯检测结果列于表1表1水泥搅拌桩钻孔取芯法检测结果汇总表桩号 桩径/mm 设计桩长/m 取芯长度/m 设计强度/Mpa 取芯平均强度/Mpa 桩身质量52 600 12 12.5 0.65 0.69 合格99 600 13.5 14 0.65 0.73 合格196 600 12 12.5 0.65 0.70 合格273 600 9.7 10 0.65 0.71 合格353 600 5.5 6.0 0.65 0.68 合格轻型动力触探（N10），的根数为总桩数的2，且不少于3根，在成桩7d内进行，采用轻型动力触探（N10）检测桩身的强度。根据贯入30 cm的锤击数来判定桩上部强度是否合格。本工程共检测5根，锤击数均大于设计要求的锤击数，说明上部强度满足设计要求。低应变桩基检为总桩数的100%，共检测了415根桩，其中I类桩为411根，II类桩位4根，水泥搅拌桩的完整性良好。在本工程施工中和工程上部结构完工后，项目部对工程结构进行设置沉降位移观测点进行观测，沉降量在1cm以内，沉降量完全控制在重力式码头允许的要求范围内。由此分析水泥搅拌桩的施工质量控制是成功的，达到了设计的目的。 7 结束语 水泥搅拌桩在软基处理中位于重要的受力结构部位，关系上部结构的安全和正常使用，且属于隐蔽工程，一旦出现质量不合格的情况较难发现，因此，紧抓施工环节，严格施工过程的管理是非常重要的，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。参考文献：1梁 萌，张治强，张树仁，等. JTS 257-2008 水运工程质量检验标准 S .北京：人民交通出版社，2008.2王海滨，舒宁，孙