浅谈水泥深层搅拌桩的施工控制
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在高速公路软基处理施工中的深层水泥搅拌桩施工是利用水泥做为加固剂,使用特制的深层搅拌机械,在地基深部将软土、水和水泥进行强制搅拌,使软土硬结形成桩体,从而提高整个地基的承载能力的一种施工工艺。如何有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量,确保软土地基处理的效果是施工实践中需要探讨的一个课题。现结合施工实际谈一些相关看法。
一、施工准备
1.材料
水泥一般采用32.5#矿渣水泥或硅酸盐水泥,按规范和合同文件要求对进场水泥进行胶砂强度、安定性、细度、凝结时间等项目试验,符合标准后方可投入使用。
2.水泥浆配合比
水泥浆水灰比控制在0.45～0.50,根据实际情况可适量加入0.5%的减水剂。
3.搅拌设备的选择
钻孔搅拌设备选用ST-1型或PS-5型深层搅拌机,并配备注浆自动记录设备,水泥浆制设备采用灰浆拌和机。
4.布设
绘制各施工段的桩位平面布置图并编号,注明该段加固深度,对施工场地进行平整,布设桩位点。调查、了解各工点施工范围内的地上、地下的各管线及其它设施并绘于平面布置图上。
5.试桩
水泥深层搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土和泥炭土。该工艺施工是籍搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也越高。但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数,确定泥浆的最佳水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅拌深度等参数,以指导下一步水泥搅拌的大规模施工。
在正式开始施工前,根据地质情况选取代表性工点,至少进行5棵试桩,以便取得符合设计要求的工艺控制数据,包括水灰比、注浆压力、钻具钻进速度、提升速度、提升时钻头反转速度、搅拌遍数、复拌遍数、复拌深度、单位时间注浆量、每延米注浆量等数据,这些作为正式施工控制的依据。
二、施工工艺
深层搅拌桩施工场地应事先平整,清除桩位处的障碍物。水泥搅拌桩应采用32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前,承包人应将水泥的样品送监理工程师指定的实验室检验,检验合格并经监理工程师同意后方可施工。施工工艺如下:
地面清理根据设计布设桩位搅拌机进场,定位调平搅拌机正钻下沉至设计深度配置水泥浆打开注浆泵,反转均匀提升钻机边喷浆边提升至设计加固高度重复正钻下沉至设计深度提钻成桩结束移至下一桩位。
三、施工质量控制
水泥搅拌桩的桩位偏差不大于5厘米,桩身垂直偏差不超过1.5%,或对桩机的定位及垂直度进行认真检查并填写检查记录表。水泥搅拌机的喷浆提升速度、搅拌次数、喷浆压力等必须符合工艺要求,并有专人检查并记录,当因故停止喷浆时,应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5米处,待恢复供浆时再喷浆搅拌提升,并在记录中记明这种异常情况及其深度。搅拌机预搅下沉时不宜冲水,当遇到硬土层搅拌下沉太慢时,经旁站监理认可后,方可适量加水,但冲水对桩身强度有较大影响,需加大喷浆量,增加复搅遍数。
水泥浆使用机械拌制,拌和时间不少于3分钟,用比重计测其比重,并检测稠度,且应过筛,不得产生离析。比重、稠度应与强度试验制备试件时一致。拌制水泥浆的罐数、水泥和外掺剂用量及泵送浆的时间、压力需有专人记录。泵送必须连续,且喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录并打印,施工完成,附在施工原始记录后面。
当水泥浆到达喷浆口后,应喷浆搅拌30秒,在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再提升搅头,边喷浆、边提升、边旋转搅拌,提升到原地面下30~50厘米时,不停浆原地搅拌30秒再下沉搅拌。施工原始记录由专人逐桩现场认真填写,不允许后补。水泥浆拌制数量,应满足单桩总量拌制,一次用完,均匀喷浆。
四、质量检验
水泥搅拌桩质量检点是:水泥用量、水泥浆稠度及比重、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷浆压力、喷浆时间、复搅次数和复搅深度及停浆处理方法等。水泥搅拌桩施工质量检验规定如下:
1.在成桩3天内,用轻便动力触探检查每米桩身的均匀性,检查频率为每工点施工总桩数的1%,且不少于3根。
2.成桩7天后,采用浅层开挖桩头目测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量,并测量成桩直径。开挖深度为停浆面以下1.5米处。检查频率为工点总桩数的5%。
3.在成桩28天后,钻芯取样用双管单动取样器钻芯取样做无侧限抗压强度试验,每根桩取3处,即距桩顶及柱底1.0米,桩中间,每处取2个试件。检验频率为每工点总桩数0.3%,且不少于1根桩。同时从钻取的芯样中检查搅拌均匀性、桩长及桩底是否穿过软土层。
4.在成桩28天后,对单桩承载力及复合地基承载力进行检测。检测频率为每施工段桩总数的0.5%,且不少于1根桩。
综上所述,水泥搅拌桩属于隐蔽工程,施工中必须严格控制各个环节,做好桩体检测,避免造成质量隐患。