水泥搅拌桩处理软土地基应用分析

摘要：本文介绍了水泥搅拌桩在软基处理工程中应用,分析了水泥搅拌桩的设计、施工准备工作、试桩、施工工艺并分析了施工控制要点。

关键词：软基；水泥搅拌桩；施工工艺

1 引言

水泥搅拌桩处理软基是用特制机械设备把水泥浆送入地下，通过地基土强制搅拌混合发生一系列物理、化学反应形成固态柱体,将软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度加固土桩复合地基提高地基强度,减少地基沉降,在深层软土地基加固工程中得到广泛应用。本文根据具体工程对水泥搅拌桩处理软基进行了分析与探讨。

2 水泥搅拌桩设计

2.1 水泥搅拌桩片面布置

根据施工场地及场地土层钻探分析，对水泥搅拌桩进行设计,直径采用0.5m,间距采用1.2-2m。在平面上呈六边形布置。桩身设计无侧限抗压强度大于1.2MPa。

2.2 材料设计要求

水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比控制在0.4-0.5之间。为增加水泥搅拌桩水泥浆液和易性和稳定性,提高早期强度,施工现场天然含水量较高,制备水泥浆时掺加高效减水剂和早强剂,掺量由室内配合比试验确定。通过室内配合比试验最终确定添加2%TMS早强剂。

2.3 水泥掺量

水泥搅拌桩水泥掺量由室内配合比试验确定,根据土壤天然含水量、孔隙比的不同,水泥掺入量应相应变化,根据本工程天然含水量一般在50-60%,天然孔隙比1.5-1.79,水泥剂量参考值为65(kg/m)。

3 施工现场准备工作

3.1 场地平整

清除树根、石块进行压实,处理段落四周,挖好排水沟保证雨后施工现场不积水。

3.2 放样

处理段打上起点及中桩,处理边界用灰线画出,经监理工程师认可后才能施工。只能放出局部小样段落记清桩号,四周多放出两排桩位作为下次放样依据。

3.3 施工机械准备

水泥搅拌桩施工机械,施工前经当地计量部门检验标定,钻机导向架内外两侧由上至下每隔0.5m标注一个刻度以便施工过程中随时观察水泥搅拌桩深度,钻机导向架中间挂有能检查钻机垂直度标线检查水泥搅拌桩垂直度,每台钻机必须悬挂标示标牌,标明水泥搅拌桩各项技术指标、施工配合比等,施工现场配备能测量泥浆比重比重计,专职质检人员随时检查施工过程中各项参数指标。

3.4 施工原材料准备

水泥浆液搅拌桩固化材料采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥质量满足国家标准质量产品并经监理试验室检验合格后使用。现场库存水泥必须能够满足2d施工用量。水泥库四周要挖排水沟,地坪高出原地面50cm以上,下垫油毛毡和彩条布,四周及顶部要用防雨布覆盖,做好良好防雨措施。

4 试桩

在水泥搅拌桩施工前进行试桩,根据试桩情况确定各种机械参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等在试桩过程中熟练掌握下钻和提升阻力情况。从试桩数据确定检验室内试验是否适满足施工要求,成桩28天后检测桩身无侧限抗压强度是否满足设计要求。本次试桩参数如下水灰比为0.5,水泥掺入量为40-70kg/m,水泥浆液搅拌时间4min,钻进速度0.8m/min,提升速度0.9m/min,搅拌转数r=45转/min,钻进、复搅、提升时管道压力0.2MPa,喷浆时管道压力0.4MPa。经过检测满足设计要求。

5 施工工艺

5.1主要施工顺序

清表平整场地放样稳定钻机钻进至设计桩底喷浆同时搅拌提升钻杆至桩顶处停止搅拌重新喷浆搅拌至桩底停止钻进喷浆1分钟搅拌提升钻头至地面打印施工数据停止搅拌机械移动钻机至下一桩位继续施工。

4.2三喷六搅施工工艺

喷浆下沉,开机前后台按设计要求计算出水量和灰量,配合后搅拌均匀,将浆液倒入集料斗中,开启灰浆泵,喷浆管有浆体出现时,启动搅拌机电机,放松起吊钢丝绳,使搅拌机沿导向架边喷浆边搅拌下沉,下沉速度控制在0.8m/min左右。下沉速度由电气装置电流检测表控制,在钻塔上用记号标出钻具下沉深度；搅拌提升,搅拌机下沉到设计深度后,停浆以0.9m/min左右速度搅拌提升,为保证桩头强度搅拌至地面以上50cm处；提升,为使土体和灰浆搅拌均匀,分别以为0.9m/min左右速度值重复上述过程。

三次下沉、三次提升,为使土体和灰浆更好地搅拌均匀,分别以为0.8m/min、0.9m/min速度值再一次喷浆下沉,搅拌提升至设计顶面时关闭灰浆泵,集料斗中灰浆正好排空后移动桩机进行下一根桩施工。

6 施工控制分析

根据规范及施工图要求,水泥搅拌桩施工控制时保证水泥用量、保持桩体持续喷浆及保证桩体长度、加强对桩体复搅,拌制水泥浆时要严格按照配合比拌制。水泥浆浆液,进入管道前要用筛过滤，防止结浆液块损坏搅拌机械,管路应先通水,以保持管道湿润有利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录施工开始、结束时间及记录固化剂、外掺剂用量。根据试桩确定技术参数进行施工。搅拌机提升至地面以下2m时减小转杆转速；当喷浆口即将提出地面时停止提升转机,搅拌数秒以保证桩头均匀密实。路基填筑须在水泥搅拌桩施工完养护一个月后进行,打完水泥搅拌桩后铺设土工格栅。土工格栅上铺设30cm集配碎石。

7 结论

本文通过试验确定水泥及早强剂配比,通过试桩确定了施工中各项施工参数,分析了三喷六搅施工工艺,为广大施工一线人员提供一定参考意见。

参考文献

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