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【摘要:】随着我国铁路建设的迅猛发展,各地的道路建设规模逐渐扩大。随着软土地区新建铁路日益增多,软基的处理好坏对工程投资、工程质量和工程寿命具有严重影响。本文以实例进行分析,通过介绍新建铁路玉林至铁山港线DK23+950~DK24+135段地基采用水泥土搅拌桩加固地基,介绍了水泥搅拌桩复合地基技术,希望能够对软基处理提供好的技术参考。
【关键词:】软基 ;水泥搅拌桩 ;施工
1、水泥搅拌桩复合地基技术
水泥搅拌桩复合地基技术的施工原理为:选用水泥(或石灰)材料作为施工所用固化剂,在特定搅拌机械设备的强制搅拌作用下,将固化剂(浆液或粉体)与地基软土拌和成桩,加工成具有一定强度和性能,并且具有整体性和水稳性的水泥加固土,以此作为承载建筑设施的复合地基。通过搅拌作用,提高软土地基土强度和增大变模,实现软土地基的加固效果。
2、水泥土搅拌桩软基处理技术要求
2.1水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区,必须经现场试验确定其适用性。水泥土搅拌法形成的水泥土加固体,可作为坚向承载的地基。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状和块状等形状。
2.2对铁路软基确定处理方案前,应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成,软土层的分布范围、分层情况,地下水位及PH值,土的含水量、塑性指数和有机质含量等。
2.3材料和机具要求。水泥土搅拌桩地基加固软土的水泥采用Po32.5及以上普通硅酸盐水泥,水泥掺入量不小于被加固湿土重量的15~20%,水泥浆水灰比为0.45~0.55。在制作水泥浆时,可适当掺入外加剂,如石膏、三乙醇胺、木质素碳酸钙,其掺入量宜分别取水泥重量的2%、0.05%、0.2%。地下水具有侵蚀性时,掺入优质粉煤灰,比例为20~30%,以及AR-3型外加剂,掺量为5%。
2.4技术要求。深层搅拌桩的施工顺序宜从中间向进行,或由一边推向另一边的方式施工。深层搅拌桩施工完成28天内不得有任何机械在上面行走,28天以后,按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)要求进行单桩载荷及复合地基载荷试验检测。待检测合格后,方可进行上部路基施工。
所采用的机具设备主要包括深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速度量测设备等。
3、施工前期准备工作
3.1水泥搅拌桩复合地基施工中主要使用PH-5、PH-7粉浆两用型桩机,这种桩机最大加固深度可达18m以上。桩机配置的搅拌刀片受底盘高度限制最多只能配置4个。另一种桩机为STB-1型专用水泥搅拌桩桩机,采用的轴管行走部分施工受装机限制,不方便移动,在移动桩机时均需要通过枕木铺垫将水泥桩桩机调平。桩机配置的搅拌刀片可根据地基土质的实际情况增加到6~8个左右。为了确保水泥搅拌桩复合地基施工的施工资料规范化,喷浆或喷粉量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的在有效期内的监测仪器进行自动记录。
3.2室内配比试验:采集该工点土样,当存在成层土时应采集各层土土样,至少应采集最软弱层土样,进行室内配比试验,测定各水泥土试块不同龄期、不同水泥掺入量、不同外加剂的抗压强度,寻求满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量及外加剂品种、掺量;一般要求试块(边长7.07cm立方体)标准养护90天立方体无侧限抗压强度不小于1.5MPa。配制的灰浆应流动性好、便于泵送、喷搅。
3.3成桩工艺试验:利用室内水泥土配比试验结果,选择有代表性地段进行现场成桩试验,检验成桩效果,以确定满足设计要求的施工工艺和施工参数。在试验桩竖向全长钻取芯样,检查桩身混凝土密实度、强度,试桩数量不得少于3根。
4、施工工艺
针对新建铁路玉林至铁山港线DK23+950~DK24+135段地基采用水泥土搅拌桩加固地基,桩径0.5m,桩间距1.2m,按正三角形布置,桩长至硬底以下不小于0.5m,桩长3.5m,桩顶铺0.5m碎石垫层,内铺一层双向土工格栅,极限抗拉强度不小于80kN/m。
4.1施工工艺流程
场地平整、压实测量放线定出桩位复核地面试喷,桩机就位、对中,双向控制导向架垂直度喷浆搅拌下,拌制浆液、送浆喷浆搅拌提升重复喷浆搅拌下沉重复喷浆搅拌提升桩机移位施工下根桩全部完成
4.1.1清理施工现场
施工前按照技术规范的要求进行场地清理,填压实至场地平整标高线位置,砌筑临时排水边沟。
4.1.2施工测量
在施工道路周围组建闭合导线施工布控网,依据施工布控网数据和设计图纸求测设桩位。
4.1.3搅拌桩机的定位和对中
依据图纸要求测量好搅拌桩桩位后,将搅拌桩机移动到达桩位并对中。
4.1.4导向架垂直度的调整采用全站仪,经纬仪和吊线锤来双向控制导向架的垂直度,偏差应在1.5%以内。
4.1.5搅拌并制作浆液用水泥标号Po42.5普通硅酸盐水泥拌制浆液。
4.1.6喷浆和下沉搅拌
搅拌桩机装置启动后打开灰浆泵,把浆送到搅拌头的出浆口,等待搅拌头正常运转之后,钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度在施工时要重点掌控好,工作电流符合要求并控制在额定电流值范围内。
4.1.7喷浆和搅拌提升
搅拌桩机搅拌下沉到达设计要求的深度后,启动搅拌桩机提升的装置,边喷浆边搅拌提升,按施工规范确定的提升速度控制在0.5m/min到0.8m/min范围内,并且使浆液和土体搅拌均匀,施工至桩顶0.5m以上。
4.1.8第一次重复喷浆搅拌下沉
搅拌钻头提升至桩顶以上0.5m后,重复喷浆搅拌下沉到达设计深度,下沉速度需符合施工规范要求。
4.1.9搅拌桩机移位
每根桩施工完后,移动搅拌桩机至下一根桩位,重复以上步骤进行下一根桩的施工。
4.2水泥管理工作
在施工中,做好水泥的管理工作对于水泥搅拌桩施工复合地基施工管理具有重要意义。良好的水泥管理工作应确保:建立水泥台帐,方便施工人员控制现场和进行相互对比;准确控制施工中每天的水泥消耗量,由施工管理人员每天清点每桩机的水泥量,检查水泥消耗是否正常;控制水泥进场,进场时应确保水泥性能满足施工要求,并由桩机组和旁站人员共同清点和签字确认水泥进场量;水泥堆放整齐,做到原库存水泥和新进水泥分开存放,杜绝胡乱堆放水泥现象;出台详细的水泥管理制度,针对施工现场水泥台帐制定合理的水泥管理方案。
5、结束语
5.1水泥搅拌软基处理属于隐蔽工程,如施工质量不好,一旦被上部结构物所覆盖,便构成隐患且不好检查及补救。因此,紧抓施工环节,严格施工过程的管理非常重要,只有在施工过程中加强对施工各环节控制才能确保工程质量。在理论的基础上,根据实际工程的地质情况经计算对工艺做必要的调整,有利于保证工程质量
5.2水泥搅拌桩技术对于软基处理具有非常重要的意义,它以其自身特点发挥着越来越大的作用,也推动了我国建筑事业的发展。
参考文献
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