湿喷桩施工工艺.doc

湿喷桩施工工艺及质量控制吴峰涛 徐州市公路工程总公司【摘要】：本文具体阐述江六高速湿喷桩施工工艺及质量控制,并针对本工程中所存在的问题提出有效措施,使其达到规范要求。 【关键词】： 湿喷桩 、施工工艺、质量控制、有效措施一、工程概况江六高速仪征四标起讫桩号K51+739.3-K62+062，标段全长10.323km，湿喷桩总量为501438.5延米，桩径50cm，桩距有1.1m、1.3m和1.5m三种，桩长有7.5m、9.5m、11m、11.5m、12m、16m和16.5m七种，桩位布置成梅花形，设计水泥用量50kg/m，添加生石膏粉占水泥用量的2%-3%，采用提升喷浆施工。二、主要材料1、水泥湿喷桩拟采用海螺水泥厂和扬州亚东水泥有限公司所生产的P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。2、石膏石膏兼有缓凝和早强作用，掺入量取水泥用量的2%，采用纯净的生石膏粉作为添加剂，要求通过0.075的方孔筛85%。 3、试验配合比设计土水泥水石膏水灰比7天抗压强度28天抗压强度土样湿密度土含水率备注3554522.51.350.50.911.681.8131.6采用海螺水泥3554522.51.350.52.43.141.8131.6采用亚东水泥3554520.20.90.450.570.851.8131.6采用海螺水泥35545180.90.40.531.231.8131.6采用亚东水泥根据试验室配合比设计，最后确定采用扬州亚东水泥有限公司所生产的P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。三、试桩成果江六高速仪征四标在湿喷桩施工过程中分别于2010年1月及4月经过两次试桩。第一次在K54+059.72-K54+115.52段试桩36根，第二次在K54+659.82-K54+689.82段试桩30根。设计桩长16m，桩径50cm，桩间距1.5m，分别采用45kg/m、50kg/m、55kg/m水泥用量外加2%生石膏粉，检测结果见下表。第一次试桩：含灰量100-90优89-80良79-67.5合格67.5不合格或上部75下部6045kg/m（14根）41.7%50%8.3%050kg/m（12根）50%42.9%7.1%055kg/m（10根）60%40%00合计优良率50%44.4%5.6%0第二次试桩：含灰量100-90优89-80良79-67.5合格67.5不合格或上部75下部6045kg/m（10根）90%0010%50kg/m（10根）90%10%0055kg/m（10根）100%000合计优良率93.3%3.3%3.3%0根据以上试桩结果，最终确定湿喷桩采用45kg/m水泥+2%生石膏。四、湿喷桩机械及配套设备1、钻机：本标段采用JS-2型湿喷桩桩机，电脑纪录并打印喷浆量设备采用上海科钲电子科技有限公司生产的SPY-1型湿喷桩监测记录仪。深搅桩施工机械动力电机为45KW，钻头叶片三层，每层两片，上下层间距300mm，水平两片叶片夹角30度，每片叶片宽100mm。2、灰浆搅拌机：包括2台容积为0.5m3的灰浆搅拌机；泵量50L/min，泵压1500Kpa的灰浆泵，并配有电磁调速电机；3、计量装置：计量装置在浆喷桩施工过程中起到质量监测的作用，施工前已经由计量部门进行标定。施工过程中有专人监控记录；施工过程中监测一般包括深度计、流量计、各种压力表、电压表等。4、电脑记录仪：电脑自动记录仪选用定型产品，不具有存储功能并具备现场打印施工过程和成桩资料的功能。五、施工工艺按设计水灰比制备水泥浆液底部搅拌喷浆30秒预搅下钻至硬土层50cm测量放线确定桩位桩机就位对中清表整平关闭搅拌机械、提杆出孔，同时打印电脑小票喷浆搅拌提钻至地面以下25cm重复搅拌提升至地面以下25cm移机进行后续桩体的施工喷浆复搅下沉至孔底施工时先施工一个区域四面的桩，形成一个封闭的区域，再逐渐往中心施工，有利于整体的成桩质量和软基处理效果，具体施工工艺如下：1、场地整平和施工测量放样根据施工图设计提供的原地面整平高程，用推土机对原地面进行推平整理，并用压路机进行碾压，确保压实度不小于90%。然后根据桩位布置图将将每根桩放样好，并用竹签标定，并撒上石灰以明示，桩位布置与设计的偏差应控制在5cm以内。2、钻机定位：湿喷桩机移至施工段落就位，将搅拌机钻头准确落在桩位上。钻机对准桩位后，确保孔位偏差符合规范要求，水平偏差不超过5cm。钻机平台水平，导向架及钻杆竖直，竖直度偏差不得大于1.0%。启动电机，运转正常方可下钻。钻机就位前开始拌制水泥浆，根据确定的每米水泥用量确定拌浆量，每次拌和一根桩的用灰量超加50KG。搅拌灰浆时，按先加水，后加水泥和外加剂的顺序投料，每次灰浆搅拌时间不少于3分钟，要将水泥浆充分拌匀。水泥浆从拌和机倒入集料斗时必须过筛，把水泥硬块剔除。3、预搅下钻：搅拌机就位以后，启动搅拌机电机，待搅拌头转速正常后，边旋转切土边下沉，搅拌轴的转速控制在3050转/分钟，下钻的速度为1.0m/min。搅拌深度由搅拌机上深度仪指示，桩长按打穿软土进入相对硬层50cm控制，采用设计桩长和电流变化双控原则。以地勘资料和设计图纸中提供的处理长度为基础，结合施工机械的电流变化，以确认是否打穿软土层。一般电流发生突变，达到6070A，即认为已钻入相对硬土层，为防止卡钻随即采用低速间断下钻，直至达到设计深度。(根据施工机械的差异，此电流数值可相对变化。) 4、上提喷浆搅拌：搅拌机钻到设计深度后，启动挤压式灰浆泵，同时根据试桩结果调整灰浆泵压力档次，喷浆时管道压力在0.50.7Mpa之间，浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后，原地喷浆搅拌30秒，然后搅拌喷浆提升，提升速度控制在0.40.7m/min，搅拌转数选用高档，约50转/分钟。根据电脑流量显示每10cm达不到设计喷浆量，应及时复喷，以保证有足够的灰量。喷水泥时严格控制喷浆标高和停浆标高，不得中断喷浆，确保桩体长度，注意考虑送浆长度的因素，确保控制送浆的时间。提升至地面以下1m时，宜用慢速，搅拌提升至地面25cm时，发送器停止向孔内喷浆，搅拌数秒以保证桩头密实。5、重复搅拌下沉、喷浆：重复重复搅拌下沉、喷浆至孔底，复搅速度0.40.7m/min。6、重复搅拌提升使水泥搅拌均匀，直至离地面25cm，搅拌速度控制在0.8m/min。7、关闭搅拌机械、提杆出孔，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，同时打印施工过程资料和成桩资料，打印完成后交旁站监理签认。8、移机就位进行下一根桩的施工，施工程序为重复(1)(7)作业。六、质量控制要点及检验 (一)、质量控制要点1、钻机就位质量控制：(1)深层搅拌桩设备安装时，枕木下地基要稳固，机器底座要水平，搅拌头导轨要垂直；(2)搅拌机就位后，检查钻机是否横平竖直，方向架的垂直度偏差小于1.5%；就位对中时，检查钻头是否对中，允许偏差小于5cm。(3)按设计要求的桩顶、桩底标高在钻塔上做出相应的明显标记志，以便在施工中控制好桩顶和桩底标高，以满足设计和规范要求。2、制浆质量控制：(1)根据成桩试验所确定的搅拌桩水泥用量和水用量，然后在配制浆液处挂牌施工；(2)水泥在进入灰浆桶时要过筛，不得有大颗粒进入。水泥浆的制备要使用专用的制浆桶，对每桶所用水泥和水的用量进行检查，发现问题及时纠正。浆液罐容量不小于一根桩的用灰量加50kg，当上述重量不足时，不得开钻下一根桩的施工。(3)水泥浆液应严格按设计的配比拌制水泥，拌和时间不少于3分钟，以保证水泥浆液搅拌均匀。制备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过2h的浆液应降低标号使用，浆液倒入储浆罐时应加筛过滤，且需随时搅拌，以保证浆液不离析。(4)水灰比确定后所拌制浆液的浓度用比重称测试，应经常抽查，每台班不少于4次，并做好记录。3、搅拌喷浆过程(1)钻进：遇到局部粘土等质地较硬的层位时，可适当泵送清水，以减小施工钻进阻力；应控制下沉速度，借设备自重以0.51m/min的速度搅拌钻进至设计深度。桩长按打穿软土进入相对硬层50cm控制，采用设计桩长和电流变化双控原则。当电流发生突变，一般电流达到6070A，可认为进入相对硬层，根据机械设备的差异，此电流数值可相对变化。(2)上提喷浆搅拌：钻进设计桩长时，一定要原位喷浆搅拌30秒以后，再上提喷浆搅拌；提升至地面以下1m时，宜用慢速，提升至地面0.25m时，停止喷浆，搅拌数秒以保证桩头均匀密实；凡成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机致使成桩的工艺中断时，应将搅拌头下沉0.5m，等恢复供浆时再继续成桩，若中途停止输浆3小时以上者，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，并清洗干净。当施工中遇到停电，机械故障原因中断喷浆时，应在12小时内复搅复喷，保证二次复搅复喷搭接长度不小于1m。(3)复搅按施工图要求进行下沉喷浆复搅和上提复搅各一次。(4)资料打印成桩后，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料，成桩资料打印时注意必须有旁站监理监督，打印完成后随时交旁站监理签认。(二)施工过程监控项目一览表检查项目检查内容水泥和石膏粉用量检查1、 对水泥用量进统计2、 对石膏用量进行监控3、 结合所完成的工作量进行比较桩距、桩径1、 施工放样2、 桩位及桩间距3、 搅拌桩钻头质量及规格4、 钻杆长度搅拌过程1、 钻进深度、桩身长度2、 搅拌头转速和提升速度3、 钻进时电流量4、 复搅次数和复搅深度5、 施工中异常情况处理方法喷灰(浆)量6、 喷浆量7、 停浆时间及停浆面高程(三)、质量检验1、质量标准水泥搅拌桩的施工质量及检验要求检查项目质量要求和允许偏差检查规定备注检查频率检查方法1、桩距偏差5cm抽查2%尺量2、桩径设计值抽查2%尺量3、桩长设计值全部检查施工记录4、桩垂直度1.0%全部检查施工记录5、单桩喷浆量设计值全部检查施工记录6、桩身28d强度0.8Mpa抽查5钻孔取芯检测2、质量检测方法（1）所用的水泥、石膏应严格按照规格及试验规程进行检测，各项质量指标应符合设计要求；（2）水泥搅拌桩成桩7天后，进行开挖检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，检查频率为2%。并不少于2根。（3）成桩28天后进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度，检测频率为总桩数的5，并不少于2根，要求28天强度R280.8MPa，90天强度R901.2MPa。（4）单桩承载力不小于118KN，复合地基承载力，对桩距1.1m的不小于160Kpa，桩距1.3m的不小于130Kpa，桩距1.5m的不小于110Kpa。 （5）原始报表检查：施工原始报表应详尽、完善。七、存在问题及有效措施湿喷桩施工过程中存在问题：1、爆管、堵管。水泥浆比重是控制成桩质量的关键要素，比重过小容易离析，但比重过大会导致爆管及堵管的现象发生，特别是气温高的夏季容易发生。同时机械故障停止输浆一定时间后，未及时拆除管路清洗干净也易出现堵管现象。2、断桩。沿深度方向0.3m长度范围内桩身水泥含量过少，且芯样为软-流塑状态的软土或松散沙土时，判定该桩为断桩。产生断桩的原因主要是：湿喷桩喷浆提升速度过快，水泥浆泵送量小、遇到软土层时涌浆、泵送水泥浆不连续，储存灌中水泥浆液过少、因故障中断喷浆，未深入旋喷好的层次重叠复喷。3、搅拌不均匀。两种情况：一种不够均匀，水泥土搅拌纹理不连续，含水泥粒块且颗粒直径2cm。另一种不均匀，水泥土无搅拌纹理，夹水泥块或较多水泥富集块，且水泥颗粒直径2cm。有效措施：1、 做好湿喷桩机械的计量标定，并现场抽查标定结果。2、 严格按照湿喷桩施工作业指导书指导施工，旁站人员监控好现场水泥用量、水泥浆比重及每根桩的成桩时间，并严格按照质量控制点指导监控施工。3、 湿喷桩成桩过程要与电脑连接，采用电脑控制，及时打印电脑小票核对成桩质量。4、 做好现场信息收集工作，并采取每天机械不少于一名