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探讨三轴搅拌桩施工研究

探讨三轴搅拌桩施工研究

【摘要】本文主要从三轴深层水泥搅拌桩的施工工艺流程及技术要点进行总结,通过施工过程中发现的问题及采取的处理方案,为三轴深层水泥搅拌桩在深基坑支护工程中的应用提供了经验。

【关键词】三轴搅拌桩;止水帷幕;基坑支护

一、施工准备方案

三轴搅拌桩施工在施工前期应先进行现场试桩试验,以确定搅拌桩的适用性和工艺参数,保证搅拌桩达到设计所需要的桩长、直径以及抗渗等要求,具体试桩方法见试桩方案。

通过对水泥掺量,灰浆的水灰比、外掺剂的掺量和种类(减水剂、膨润土),搅拌机下沉和提升速度,灰浆泵流量和下沉提升速度的匹配参数的试验,确定合理的水泥掺量,使其既能满足质量要求,又能不浪费材料,节约经费;确定合理水泥的水灰比和外掺剂种类用量,使其既方便施工,又能保证桩体质量;确定好搅拌机的下降和提升速度,做到施工既快速施工又满足质量验收要求;根据试验桩的灰浆泵的压力、料管和送灰管送灰流量的测定,测出相关参数,保证机器运转正常,浆液供应满足成桩速度的要求。

二、施工方法

1)施工场地平整

施工前,必须进行施工区域内的场地平整,清除表面硬物,素土须夯实。施工时施工范围内如桩机架设区域如有软土,则桩机施工道路需铺设垫层。按照桩位平面布置图,确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料堆放位置。

2)桩位放样

根据业主提供坐标基准点,按设计图放出桩位,设立临时控制桩,做好技术复核单,提请监理验收。

(1)由现场测量员根据设计图纸和测量控制点放出设计桩位,桩位平面偏差不大于2cm,并根据设计间距在两侧定位架上用红色油漆做好标记,保证搅拌桩每次定位准确。

(2)施工测量的最终成果,必须用在地面上埋设稳定牢固的标桩的方法固定下来。

(3)施工放样以工程设计图中三轴搅拌桩体的理论内边线为沟槽的内边线。

(4)在沟槽的两侧设置可以复原中心线的标桩,以便在已经开挖好沟槽的情况下,也能随时检查沟槽的走向中心线。

(5)施工测量的内业计算成果应详加核对,由测量计算者和复核校对者二人共同签名,以免计算出错,导致放样错误。

3)开挖泥浆槽

三轴搅拌桩施工期间会置换出大量泥浆,因此在施工前要在桩位处开挖1米深的泥浆槽,并另开挖100m3储浆池,置换出的泥浆及时用挖掘机倒入储浆池,沉淀后再用密封泥头车装运至指定弃渣点。

4)桩机就位

移动搅拌机到达作业位置,并调整桩架垂直度达到3‰以内。桩机移位由班长统一指挥,移动前必须仔细观察现场情况,发现障碍物应及时清除,桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。

桩机应平稳、平整,每次移动后可用水平尺或水准仪检测桩机平台的平整,并用线锤对立柱进行垂直定位观测以确保桩机的垂直度,并用全站仪经常校核,全站仪检测频率为每天至少一次,必要时请专业监理工程师到现场复测。

三轴搅拌机桩机定位后再进行定位复核,偏差值应小于5cm。

工程实施过程中,严禁发生定位桩及定位线移位,一旦发现挖机在清除导槽沟时碰撞定位桩及定位线使其跑位,立即重新放线,严格按照设计图纸施工。

5)桩基垂直度校正

桩架的垂直度指示针可调整桩架垂直度,并用线锤全站仪进行校核。在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用全站仪校直钻杆垂直度,使铅垂正好通过铁圈中线。每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在3‰内。

6)桩长控制标志

搅拌桩桩长控制很重要,施工前应在钻杆上做好标识,控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长,当桩长变化时擦去旧标识,做好新标识。

7)水泥浆液拌制

水泥采用试验合格的P.042.5水泥,水泥浆在搅拌桶中按规定的水灰比配制拌匀后排入存浆桶,再由2台泥浆泵抽吸加压后经过输浆管压至钻杆内注浆孔。为了保证供浆压力,供浆平台距离施工地点控制在50米之内,水灰比0.5~0.6。

8)桩机钻杆下沉与提升

按照搅拌桩施工工艺要求,钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。钻杆下沉速度不大于0.8m/min,提升速度不大于0.5m/min,现场设专人跟踪检测、监督桩机下沉、提升搅拌速度,可在桩架上每隔1m设明显标记,用秒表测试钻杆速度以便及时调整钻机速度,以达到搅拌均匀的目的。

9)注浆、搅拌、提升

开动灰浆泵,待纯水泥浆到达搅拌桩头后,在桩底部分适当持续搅拌注浆至少5分钟,确保水泥土搅拌桩底与土体充分搅拌均匀,达到较高的强度,并做好每次成桩的原始记录。按计算要求的速度提升搅拌头,边注浆、边搅拌、边提升,使水泥浆和原地基土充分拌和,直至提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。搅拌桩桩体应搅拌均匀,表面要密实、平整。桩顶凿除部分的水泥土也应上提注浆,确保桩体的连续性和桩体质量。

10)报表记录

施工过程中由专人负责记录,记录要求详细、真实、准确。

11)验桩

根据有关规定每天做两组共六块7.07×7.07×7.07cm3的水泥土试块,按规定条件养护,到达龄期后做无侧限抗压强度试验,试验报告及时提交监理。

三、三轴水泥土搅拌桩施工技术措施

针对本工程三轴水泥土搅拌桩施工特点、难点,重点抓好桩机就位垂直度控制、成孔、水泥浆拌制等工序,并将各大工序再加以细化。

1、定位、钻孔、移机

1)操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动,确保钻孔轴心就位不偏,垂直度偏差不得超过0.3%,同时控制钻孔下钻深度的达标,利用钻杆和桩架相对位移原理,在钻管上划出钻孔深度的标尺线,严格控制下钻、提升的速度和深度。

2)三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度。

机械设备沿基坑围护轴线移动,采用套接一孔法施工,详见图1。

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图1三轴搅拌桩施工顺序示意图

2、搅拌注浆

根据设计所标深度,钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速下钻,匀速提升,并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和,在桩底部分必须重复搅拌注浆,保证整桩搅拌充分、均匀,确保搅拌桩的质量。

3、水泥浆质量控制

1)所有使用的物料,应符合设计及国标和市标规定。水泥必须具备出厂质量证明书,进货时应对其品种、标号、出厂日期等进行验收,并按有关规定贮存;每供应500吨水泥,必须取样送检。

2)水泥筒仓要稳固。

3)制备水泥浆液及浆液注入。在施工现场搭建拌浆施工平台,平台附近搭建水泥库,在开机前应进行浆液的拌制,水泥浆液的水灰比按设计要求,水泥掺量20%。

4)浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按设计要求配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶,存浆桶内仍需设置搅拌装置。

参考文献:

[1]JGJ199-2010,型钢水泥土搅拌墙技术规程[S].

[2]DB33/T1082-2011,浙江省型钢水泥土搅拌墙技术规程[S].