水泥粉喷桩加固软土地基施工技术

1、106全国中文核心期刊路基工程2007年第1期(总第130期水泥粉喷桩加固软土地基施工技术雷世建(中铁五局集团第六工程有限公司湖南怀化418000摘要介绍水泥粉喷桩加固软土地基的施工工艺、技术要点及质量检测等, 供同类工程施工参考。关键词粉喷桩加固软土施工工艺技术要点质量检测1前言随着我国公路、铁路建设的快速发展, 在软土地基上修建路堤以及构造物越来越广泛。由于各地软土性质的差异, 对于用水泥粉喷桩加固软土地基的施工技术, 必须根据道路等级和软土地基的复杂程度, 在有代表性的场地上进行相应的现场试验。通过试验检验设计参数和处理效果, 避免盲目施工, 以期收到良好效果。2加固原理c m 。315

2、试件制作与养护将已称量好的土样按水泥的不同掺量, 拌合均匀。在选定的试模内装入一半试料, 放在振动台上振动1m in 后, 装满试件再振动1m in, 最后将试件表面刮平, 盖上塑料布防止水分蒸发。将拆模后的试件装入塑料袋封闭, 。11 根据水泥土室内配合比试验求得的最佳, 通过特殊的搅拌钻机, 出, 就地将软土和固化剂强制搅拌, 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应, 使软土结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥桩体而组成复合地基。桩与桩间土共同作用提高软基的承载力。3配合比试验311试验目的了解加固水泥的掺入量、水灰比对水泥土强度的影响, 求得龄期与强度的关系, 为施工工艺提供可

3、靠的参数。312试验设备利用现有土工试验仪器及砂浆混凝土试验仪器, 按照土工或砂浆混凝土的试验规程进行试验。313土样制备土料应是工程现场需要加固的土, 现场采得土样后, 立即用聚氯乙烯塑料袋封装, 基本保持天然含水量。314水泥掺入比根据要求选用水泥掺入比为7%、10%、12%、14%、15%、18%等制备水泥土试件, =(掺加水泥质量/被加固土体的质量 ×100%。目前一般水泥用量为4550kg/m(桩径50雷世建, 男, 工程师。配比, 进行现场成桩工艺试验。(2 在相同的水泥掺入比条件下, 推求室内试件与现场桩身强度的关系。(3 确定桩土共同作用的复合地基承载力。(4 确定施

4、工机械、人员的最佳组合。(5 搜集相关试验数据, 为下一步大面积施工提供依据。412试验方法(1 在桩身不同部位切取试件, 运回试验室内切割成与室内试块同样尺寸的试件, 在相同龄期时比较室内外试件的强度关系。(2 单桩与复合地基承载力试验。(3 凿除桩头、整平, 在桩径1/4处, 采用轻型触探仪进行检测。413工艺试桩不同地区具有不同的地质条件, 为了克服盲目性, 确保粉喷桩加固达到预期的效果, 在工程大面积开工前, 必须进行工艺性试桩, 以掌握现场的成桩经验及各种操作技术参数。(1 满足设计喷入量的各种技术参数, 如钻进速度、提升速度、搅拌速度, 喷气压力, 单位时间喷入量等。(2 确定搅拌

5、的均匀性。(3 掌握下钻和提升的阻力情况, 选择合理的技术措施。(4 根据地层、地质情况确定复搅桩长, 工艺性试桩不应少于5根。雷世建:水泥粉喷桩加固软土地基施工技术1075施工工艺水泥粉喷桩施工工艺流程见图1 。量仪等, 但这些方法存在一些缺点, 还需进一步研究解决。(2 施工机械和设备。现有国产设备, 只能加固20m 以内的软土, 对超过20m 以上深的软土, 一方面钻深不够; 另一方面空压、动力及喷搅工艺也有待改进。(3 粉喷桩的质量检测。虽然在行业技术规范中已有几种测试方法, 但尚待完善。比如在地表浅部测试结果比较明确, 但深部结果比较模糊, 因此, 需要通过研究, 摸索一套精确检测粉

6、喷桩质量的方法。(4 由于地质条件千变万化, 软土基底不可能象“镜面”一般平整, 加之设计中不可能把每根桩处的地质情况都详尽地勘察准确, 因此, 只能在施工过程中靠掌握和调整施工工艺来决定桩长。根据施工实践, 实际桩长可由两个方面控制:一是二是当钻机以档即8m in 75。就无侧限抗压强度而言, 复23倍以上, 可见, 复搅对提高水泥土均匀性, 提高粉喷桩桩体强度是必不可少的。现行规范规定复搅长度为桩上部1/3段并不小于5m , 这是基于粉喷桩受力特性而定的。但对于天然含水量大于液限的地基土而言, 桩间土承载力很低(5060kPa , 为了提高复合地基承载力, 只有通过增加面积置换率和提高单桩

7、承载力两种途径解决。但面积置换率增加是有限的(一般控制在20%, 即桩距110m 左右 , 而单桩承载力提高则很明显, 因此, 对高含水量土的复搅长度应尽量加长, 一般按桩长的2/3进行复搅。(6 输灰管道长度。粉体喷射机至主钻机之间是橡胶管连接的, 其内径为50mm , 水泥粉被高压空气由粉体发射机吹送到主体钻头出口处喷射。一般情况下, 钻头喷射口要维持一定的压力水平才能保证水泥粉顺利射出, 该压力水平与喷灰口所在地层深度有关。由于粉体喷射机送粉量最大压力为015MPa, 为了施工安全, 保证水泥用量, 管道长度一般不超过60m , 特殊情况下不大于80m , 超过60m 时应采取保证喷灰量

8、的措施。(7 地基土的含水量对粉喷桩质量的影响。粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上, 这不仅与掺入粉体的质量有关, 而且与施工工艺、地基土的性质也有关, 尤其是地基土的含水量。根据工程经验, 地基土的天然含水量小于30%及大于70%时不宜采用。当土的含水量小于30%, 土中的水分不足以使粉体进行水化作用。但当含水量(1 平整场地, 作好排水系统。(2 放样定位。(3 移动钻机, 准确对孔, 误差不得大于50mm 。(4 利用支腿油缸调平钻机, 度误差应不大于1%(5 , 以、正转预搅下沉。钻至接近设计深度时, 应用低速慢钻, 原位钻动12m in 。为保持钻杆中间的送风通道的干燥,

9、从预搅下沉开始直到喷粉为止, 应在钻杆内连续输送压缩空气。(6 粉体材料及掺合量:粉体材料采用普通硅酸盐水泥, 其掺合量常为4550kg/m(桩径50c m 。(7 提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时, 按015m /min 的速度反转提升。当提升到设计停灰高程后, 应慢速原地搅拌12m in 。(8 重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀, 须再次将搅拌钻头下沉到设计深度。提升搅拌时, 其速度应控制在015018m /min 。(9 为防止空气污染, 在提升时喷粉距地面015m 处应减压或停止喷粉。施工时, 孔口应设喷灰防护装置。(10 提升喷灰过程中, 须有自动计量装置且应具备储存和打印记录功能

10、。该装置是控制和检验粉喷桩质量的关键, 应予足够的重视。(11 钻具提升至地面后, 钻机移位对孔, 按上述步骤进行下一根桩的施工。6技术要点(1 影响粉喷桩质量问题的关键是粉体的计量。目前有多种计量方法, 如电子秤、气固二相流108全国中文核心期刊路基工程2007年第1期(总第130期佛山大福路主干道软土路基综合处理技术赵平关继发(西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055摘要根据主干道软土路基各段的不同地质情况, 采取了不同的综合处理方案, 以沉降速率为控制, 精心施工, 严格监测, 取得良好的技术经济效果。关键词软土路基综合处理技术沉降速率施工监测1工程概况大福路是广东佛山市总体规划

11、道路网中南、北方向的城市主干道, 途经同济东路、季华路、绿景东路等, 其向南延伸的道路工程和东平大桥工程是佛山市公路网规划四纵, 九横, 两环主骨架中的重要组成部分。南延道路工程的兴建不仅能完善中心城市的道路网结构, 改善该区域的过河交通, 缓解澜石大桥的交通压力, 为佛山规划建设成为组团式城市, 加强禅城、有利条件。其设计标准为城市点为滨河路(K2T 路口、体育中心、, 设计终点K3+64513, 设计总长135015m 。见图1 所示。赵平, 女, 副教授, 博士。大于70%时, 若按常规掺入粉体数量, 由于水分过多, 水泥土桩体强度不够, 在这种情况下必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工

12、工艺。高含水量、大孔隙比和粘粒含量多时, 当钻头反转提升喷灰时, 产生一个垂直向下挤压力和一个径向水平推力, 由于土呈流塑状, 束缚力极低, 桩体在成形过程中向下及四周水平方向挤去, 影响竖向桩体形成, 在地表下12m 通常出现所谓“掉桩”或“下沉”。其实桩体的摩擦力足以承受桩的自重, 不可能“掉桩”, 在施工过程中只要当时立即回填土并重新复喷复搅, 就能克服这种现象, 如果不作处理将会造成过大的路堤沉降。(8 粉喷桩的支承式与悬浮式对沉降的影响。当粉喷桩打穿软土层进入较硬的持力层时, 沉降很小; 若不打穿软土层成为悬浮式, 沉降就大。这说明自桩尖下卧软土层的沉降还相当大, 而且持续时间较长。但现有粉喷桩机限于深度, 无能为力。为解决这个问题, 除了机械设备要进一步改进外, 在设计理论上也需有所突破, 对下卧层软土的沉降有一个正确的评估。7质量检测(1 成桩7天内应采用轻便触探仪(N 10 检查桩的质量, 触探点设在桩径方向1/4处, 抽查频率为2%。(2 桩身无侧限抗压强度试验应于成桩28d 后在桩体上部(桩顶以下015m , 110m , 115m 截取三段桩体进行现场实测, 检查频率为2, 每一工点不得少于2根。(3 在取得粉喷桩材料与波速关系的前