江苏高速公路工程钉形双向水泥土搅拌桩软基处理技术

钉形双向水泥土搅拌桩在高速公路软基处理中的应用一、水泥土搅拌桩在高速公路应用中存在的问题水泥土搅拌桩明显提高软弱地基的承载力和减小软弱地基的沉降量，以及缩短工期、功效高、无污染和成本低等优点，水泥土深层搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的应用。但通过对水泥土搅拌桩应用现状分析研究表明水泥土搅拌桩在应用过程中存在着不少问题，产生桩身质量的主要原因有以下几个方面：1、搅拌不够均匀水泥土搅拌桩的施工机械采用单向旋转搅拌叶片，难以把水泥土固化剂和软土充分搅拌均匀，造成桩身水泥土土中有大量的土块和水泥土结块。2、水泥土浆沿桩体垂直分布不均匀由于土压力、孔隙水压力、喷浆压力的相互作用，造成水泥土浆沿钻杆上行，部分水泥土浆冒出地面，影响水泥土土搅拌桩桩体中的水泥土掺入量，从而出现沿桩体深度的水泥土含量逐渐减少，造成了水泥土浆沿桩体的垂直分布不均。3、水泥土搅拌桩的有效长度和有效处理深度大大减小由于水泥土搅拌桩的搅拌不均匀及水泥土浆沿桩体垂直分布不均匀，导致水泥土搅拌桩的有效长度和有效处理深度大大减小，且桩体下部强度较低时，有时会出现断、漏、错桩等情况。二、钉形双向水泥土搅拌桩的产生在充分研究了水泥土搅拌桩的加固机理和影响水泥土深层搅拌桩成桩质量和桩身质量的因素基础上，针对水泥土搅拌桩在施工过程中出现冒浆等情况从而导致水泥土浆沿桩体垂直分布不均匀、搅拌不够均匀、水泥土搅拌桩的有效长度和有效处理深度大大减小，且桩体下部强度较低时，有时会出现断、漏、错桩等问题，研制出了钉形水泥土双向搅拌桩。结合钉形双向水泥土搅拌桩在高速公路软基处理中的应用实例对其成桩原理、施工工艺及桩身质量检测等进行阐述。三、工程概况本项目沿线属巢湖水系，地表水系较发育。主要河流为白石天河。区内主要为新构造运动的沉降地带，松散堆积物厚度较大。在软土分布区和现代河流发育地段，上部主要为河漫滩相沉积的粘性土等细粒土及粉细砂透镜体，下部为河床的砂层、砾卵石层等粗粒物质，含细粒土，具有典型的二元结构，从而构成了双层含水的水文地质结构。其中上部主要为细粒土组成，厚度15-30米不等，构成了潜水含水层，富水性差，地下水位埋深1米左右。下部粗粒土厚度较大，空隙大，连通性好，富水性好，为承压水，主要接受上部潜水含水层中的地下水补给，为本区主要含水层。本标段沿线软土主要分布于XX25+984-XX27+250段，软土厚度不等。XX25+984-XX26+670段软土厚度为8-11m，上腹有较薄的硬壳层为粉质粘土，下伏粉质粘土，可塑状。XX26+670-XX27+250段软土厚度为3-8m，软土分布较均匀，软土上腹有粉质粘土硬壳层，下伏粉质粘土，可塑状。本段设计采用的钉形桩，具体设计参数如下:桩长:10－14M，其中扩大头直径1.0M，长度5M，下部桩体直径0.5M，长度5－9M，桩间距1.8-2.2M，正三角形布置。钉型双向水泥土搅拌桩设计采用固化剂为32.5级以上复合水泥土，水灰比不大于0.5，水泥土掺量为13%。蝴四、榜钉形五双向腿水泥土踏搅拌桩砍的成桩愤机械及成桩原贞理舞钉形粉双向赖水泥土童搅拌桩的成桩脑机械是对现行烟水泥土储搅拌桩成桩机寒械的动力传动矮系统、钻杆以胸及钻头进行改脑进，采用同心辈双轴钻杆，在迟内钻杆上设置像正向旋转叶片垂并设置喷浆口宿，在外钻杆上麻安装反班向旋转叶片，匹通过外杆上叶晶片反向旋转过花程中的压浆作碑用和正反向旋餐转叶片同时双填向搅拌缺水泥土方的作用，阻断鸟水泥土料浆岔上冒，把缝水泥土则浆控制在两组球叶片之间，保陶证馋水泥土停浆在桩体中均娱匀分布和搅拌肯均匀，确保成趁桩质量，同时各将搅拌叶片设驱置成犯在地面以下的江任意深度处川可伸缩坡的温叶片，以方便从施工窗水泥土屠搅拌桩的上、强下不同截面的倒桩身。钉形称双向羡水泥沿土搅拌桩即通近过搅拌叶片的图伸缩使桩身上羞部截面扩大而抽形成的类似钉址子形状的轿水泥土链搅拌桩。光具激钉形双向水泥毒土搅拌桩施工确机烫械防软晚绢猛逐搅拌桩下沉搅宣拌带电动阔机线艺阁公锯姜湿钻杆及刀忍片党少氧况际黎刀片详图坡五、钉形双向赢水泥土搅拌桩植的届施工准备欢1探、施工技术准谱备旺（饶1杆）、认真阅读合设计文件及工炕程地质勘察报支告，进行施工愈图会审，有问尾题预先解决。役（暑2开）、根据本工侍程相关施工图奖、技术规范、错操作规范组织粘施工人员学习迎，切实掌握施烟工工艺。巡（侍3愿）、在技术质捷量部门的组织先下，进行工程掉质量策划，并崖在施工方案的已编制及施工过白程中体现质量丧策划结果。磨（务4条）、核对工程观技术资料表格太，根据公司质鹰量体系程序要浸求，严把质量贩关。吵（盲5炼）、根据已审及查批准的施工哭方案编制技术轨质量及安全交尽底书，并对全山体施工人员进停行详细交底。旦（驴6费）、室内配合沙比试验宜钱浓男①烫、试验目的：爽了解固化剂吗为艺32.践5峡级以上复合态水泥土鹿掺量水灰比对倒钉型种水泥土恳搅拌桩强度的缘影响，求得龄赢期与强度的关船系，从而为施辫工提供参考依郑据。鸣钳唤②贤、试验结论和长建议：肠水泥土调掺艘量芒1孔3刮％等的试件夜经障2闷8妄天龄期后的无丈侧限抗压强度看应符她合术≥逼1.6MP改a饲的设计要求。现根据设计和施瓦工现场的要求剩，钉型寸水泥土关搅拌桩的实验进室初步配合比肢确定为：根据巨多年的施工经灯验水灰比取规漠范中值完全符着合要求，对即槽0.粪5林；纸水泥土袍掺量为天然土呼重量确的涉13羽%务，控15塑%慧两种（图纸要悼求不低干于添13道%榆，因此没有配挨置小刺于崭13宰%瞧的掺量）摔（蓄7咏）、施工主要圾技术参数虎施工主要技术尘参数表充序号饱名称距技术参数于序号之名称仇技术参数秧1叉钻进速坑度健/桃（允m/mi并n粪）店0.锹5暑～傻0.8锣6祸叶片间凶距岁/mm孝15浸0丈～秩250溜2帜提升速精度搅/穷（鲜m/mi负n认）佣0.锅7灌～鉴1.0暖7码叶片宽竹度敬/mm瞧8皱0哈～白100名3返内钻杆转唉速朗/姻（流r/mi恩n旁）妹≥跌50辜8遇叶片厚奋度常/mm我2涨5盈～贞40博4案外钻杆转辫速愈/屿（墓r/mi探n税）闪≥施70爆9使叶片倾再角请/晨o胡1估0爪～剥20疫5众喷浆压胸力侨/MPa班0.2-0.谅4益2群、工、料、机宪准备政（仿1孟）、人员配置殃配备管理及主酬要施工人员表拴序号孝人员类别汇人员数量榨备注北序号脊人员类别眠人员数量掘备注惰1移施工总负责层1释人规8秋记录员课1犁人解2师技术总负责龟1鬼人用9替质检员茂1递人通3寄现场总负责闪1愁人列10错电工竞1迈人飞4灾试验工程师恳1啦人愁11深前场残4垫人底5已安全工程师宜1装人陡12佳后场款2象人粒6填测量工程师钢1咳人冤13净机长堵2削人振7握材料员拉1呈人漫（鹰2别）、机械设备倡配备五试桩主要设备社配备表密序号贷设备名称陡规格型号蝴单位逝数量衣序号辛设备名称专规格型号雁单位斤数量棵1救钉形双向水泥曲土搅拌桩机内SJB-2照台归1演6极磅秤云1000阻XX辜g动台岩1灿2剂灰浆拌制机浩JW180蹄套倍1腊7支钢卷尺市50m尼把很1寺3银输浆泵残BW200-滔4雹台裤1佳8仗水准仪眯DSZ2衡台救1世4构电焊机悲BX-200留台差1饰9兽全站仪警GTS-33柜2N漫台迟1桨5匠发电机返台给1蜡1唤（顿3银）传、材料准备相挽菜按照施工进度陈计划，备足充稳分的掌水泥土黎，加强养水泥土挥的保管储存，膜对每批进场材宏料进行自检、帅报检。施工现棉场水源丰富，海有很多河流及叹池塘，水质清蜜澈洁净，符合班拌合用水要求晴。畅蜓继捧踩趋3泰、拖施工现场准备民州除（面1极）、秀施工道路塔畅通，泼没有通道的地伐方需先修筑一山条便道，饺确保施工机械巧能进入施工现军场。势（拨2肥）甲、在软基施工殖附近安装临时卡变压器、架设炭线路，确保施申工用电完备。壳（太3谨）泡、对施工现场杜进行必要的平极整、碾压等工析作，确保地耐怜力满足桩基施神工要求。舱（粉4捐）跨、完成场地临侧近道路、管线愧、高压输电线辱、构筑物、边束坡、环境等保易护措施。搅拌水泥浆址六、钉形双向弱水泥土搅拌桩送试验段的选择课及目的泊1队、试验段选择斯水泥土亦搅拌桩试验段浩的选择拳具有代表性路留段的桩项，冰且该路段步地势平坦，机谅械进场便利，俗受干扰小，能弄在短期内完成壳试验，对后续筒施工有较好的铃指导作用。凡芦槐2土、具体试桩目貌的赌（假1柄）、提供满足尖设计和施工要待求的各种操作特参数，确定距搅拌下沉、提卵升速度和重复致搅拌下沉、提抹升速度让；汗（视2途）、确定该地膊质条件下，符果合质量要求的英各合理掺量和消水灰比；驰（回3巴）、纠检验施工设备姨，确定该地质炼条件下合理的救工艺流程；副（睡4店）、确定进入壳设计地质层的猪判别方法；仪（震5买）、确定工作挺压力，单位时朗间喷入量及喷读搅次数；类（耀6紧）、验证搅拌哀均匀程度和成觉桩直径丸。译七玩、糕钉形双向水泥脊土搅拌桩的枯施工方法及工棚艺流程集狭吗1吩、施工方法友钉形双向杆水泥土标搅拌桩采用湿也喷法，双向搅级拌。具体施工驱工序为揉：瓶①愈平整场地至设厌计高度，按施沾工图设计桩位凶放样大；挎②受桩机运至工地战，先行安装调剖试，往内外钻运杆旋转、浆泵埋及计量设施一屋切调试正常后艘，桩机移至桩砖位统；谢③敲将搅拌头对准浪桩位，先启动涌内钻杆电机并参下沉钻杆，当企喷浆口至地正下吊0.3狼m济后时，启动浆怖泵开始喷浆煎（当地质较软灯时可以采用先搜搅拌，在提钻顺时进行喷浆，放应根据具体设艺计要求进行施告工）像；坛④恢当反向叶片至盼地面时启动外盏钻杆电机，待温转速正常后，躺边旋转边切土深下沉边喷浆直清至加固深度保；嫂⑤汤在桩底持续喷盘浆搅吐拌稳1宗0却秒以上后关闭饺浆泵，边旋转唤搅拌土体边提茄升钻杆至地面犬；洞⑥鸟地面剥下嗓2称m惰范围内，因上炒履土压力较小机，进行二次喷运浆搅拌，并采划用叶片反压搅心拌，桩体上颈部狂0.5议m朋以内进行捣实磨；去⑦垫关闭电源，移体动设备。翼（根据设计的查搅拌及喷浆次虚数重复以上操似作）盈2汤、施工工艺流麻程抹钉形双向捆水泥土驶搅拌桩施工工辅艺流程图惭（镜1胳）、座搅拌机就位：庆搅拌机到指定妖桩位并居中；英（股2慕）、草喷浆下沉：启软动搅拌机，使浪搅拌机沿导线美架向下切土，庆同时开启送浆尸泵向土体喷报水泥土卸浆，两组叶片泡同时反、正向枯旋转（外钻杆帽逆时针旋转，际内钻杆顺时针塘旋转）切割、宅搅拌土体，搅故拌机持续下沉悬，直到扩大头锹设计深度；都（驾3年）、份施工下部桩体弓：改变内、外搬钻杆的旋转方世向，将搅拌叶得片收缩到下部毕桩体直径；喷乒浆切土下沉：葛两组叶片同时沸正、反向旋转就切割、搅拌土而体，搅拌机持巧续下沉，直到煎设计深度，在扶桩端应就地持勉续喷浆搅己拌帖1杜0驻秒以上；呈（盘4脱）、蝶提升搅拌：搅容拌机提升、关月闭送浆泵，两钉组叶片同时正接反向旋转搅拌苹水泥土聋，直至扩大头势底面标高；复（根5赔）、牛伸展叶片：改蓝变内外钻杆的挪旋转方向，将帅搅拌叶片伸展框至扩大头径；顶提升搅拌：提竟升钻杆，两组泪叶片同时正反粉方向旋转搅拌描水泥土封土，直到地表矿或设计桩顶标菊高以上现50cm旅；济（基6务）、庆切土下沉：搅沫拌机沿导线架絮向下切土，同踩时开启送浆泵鲁，向土体喷掏水泥土诸浆，两组叶片缠同时正、反向蓄旋转切割、搅塞拌土体，搅拌求机持续下沉，宿直到桩底设计帮标高；攻（阔7辞）、倦提升搅拌：关添闭送浆泵，两岗组叶片同时正菠反方向旋转搅淡拌哀水泥土柜土，直到地表宜或设计桩顶标脸高以上友50cm猴，完成单桩施饺工。谋（理8棉）、柄机具移位粒：山上一根桩施工薯完毕，清除叶宏片及钻杆上泥砖浆，钻机移位轧，进行下一根呀桩施工。桩成型现场响八当、英钉形双向水泥绘土搅拌桩的萌施工质量检查摊与检测奔1摔、鱼成桩质量检查偿钉形搅拌桩质毯量检查应贯穿笛施工全过程，其施工过程中应蚊随时检查现场粗施工和计量记壤录，并按规定幅的施工工艺对仅每根桩进行质后量检查。检查铁的重点是：搅坛拌机提升和下卸沉速度，内外两钻杆转速，停饥浆处理方法，帅桩长和单桩施蒙工时间，以及握水泥土批用量等。公2呀、乖承载力、桩身揉质量及强度检总验才钉炭形薯水泥土杆搅拌桩作需必结合设计要求咏进行质量检查汗验收，就一般情况下验蚂收如下请：倒苗召（权1族）、钉贸形港搅拌桩试桩成筑桩障7俭天后任意选瑞择际3泳根进行浅部开臭挖观察桩体成宗型情况和搅拌筑均匀程度，并总检验桩身直径强。并对起这肤3弱根桩桩顶陪下驾0.土5靠、槽1.蒸0醋、准1.5m倘钻取芯样进行编桩身抗压强度炮试验，由设计疫提供康的军7贪天参考强度作贡为最小强度值眨。慕核结（索2堵）、成典桩芹2跟8俱天后对试桩区圈域进行复合地泽基承载力检测颂，检测以一处疤计，一处包旷括川3鞠个点。土眯闹（溜3拉）拦、的成桩职2计8册天后，再任意腰取尊3批根进行小应变轮动测试验以检寺验成桩质量。鲁成银桩非7捧天后进赤行垃N10载标准贯入额触探检测，以炎触探击数用对撒比法判断桩身伏强度。处啄毕（渔4个）、午成爸桩殖2辰8元天后，任意继取龄3麻根在桩顶加下筑0.瞧5迁、绩1.格0区、山1.5m庸处钻孔取样制次成试件，进拳行高2惊8暗天盐、变9洁0汤天（此取紫2顽8佛天试件标养才至反9渴0配天后试验）桩远身无侧限抗压睡强度试验，为洪保证试样尺寸档，钻孔直径不点小于废108mm朗，取样数量为肠每破组逗3模件，要求桩爷体素2敞8家天抗压强月度罗≥唯1.6MPa米（设计要求值耽）党。对扩大头部吨分，宜在小直财径桩外坦取芯，通过芯御样对桩长、扩秒大头长度、强东度、均匀性等洗综合评价。帝离往（涝5雾）、评定检测响标准：宿钉形双向区水泥土姿搅拌桩质量检做验标准女表寿序号宾检查项目维质量要求和允戏许偏差凳检查规定陶备注剖检查频率热检查方法拘1默桩位古+秧50mm狗2%泻全站仪走2拖垂直度尖1%袖5%坝测机架垂直度队3想桩顶标高弟+3练0匆，刺-50mm塔2%纠水准仪循扣除桩顶松散匪体且4堪桩径纯≥妇设计值弊2%血卷尺测量始浅层开挖俊5抄桩长剂≥祸设计值梯100%走施工记录纳6退扩大头高度弱≥朝设计值桃≥撕0.5%船钻芯取样糕7牲桩身强度丹≥竖设计值以≥泉0.5%泰标贯和强度试碍验援8贵承载力检测架≥冰设计值维0.1%性(扶单项工程不少园于三屠点平)厨复合地基静载园试验和单桩载是荷试验岭成街桩誓2膜8储天后进行嗽湾则现场开挖检军测孔继粪舱谣差缎沉现场取芯取出的芯柱宇九贼、良钉形双向水泥伪土搅拌桩的厚质量保证措施耐1哀、双向搅拌机金和灰浆制备系竭统开机延前类,座必须进行调显试叙,腾检查桩机运转剪和输料管畅通慌情况。津2旦、根据掺量设射计配比进行施敢工，成桩采用府两搅一喷的施顿工工艺，下降华速度控制在某0.5m菜/mi掀n籍～扰0.8m傅/min邮成内，提升速度朝控制在锡0.7m普/mi榜n垄～抄1.0m忙/min增烦内撞,奖以确保桩身搅申拌均匀，桩身正无夹层、断产层性,恼若遇硬塑土可近作为桩端持力周层鹿时管,裕终止搅拌电流拒值控制在府80A喷。嘱3弦、施工中采用猾水平靠尺、吊给锤或全站仪校弦正桩架平整度递和导向架的垂事直度，确保双群向搅拌桩施工参中的垂直度。退4爷、采用流量仪行控制输浆速度淡。使注浆泵出拒口压力和试桩嗓时所得压力差黄不多。坐5冰、为保证桩端愿施工质理量眯,驻施工完毕后，哀要进行桩顶整颜形，并养护。镰6冶、趟水泥土尝浆液应严格按扛设计要求配阀置墓,脾制备浆液不得环离均析柄,交不得停止时间捡过赵长惑,涝浆液倒入集料零斗时加以筛五滤许,扛钞以防止浆内结群块损坏泵毫体衔,塘堵塞输浆管。肤7吊、施工时因故流停予浆摊,兔宜将搅拌机下址沉至停浆点以办下厨1m器猜待恢复供浆时舍再喷浆提用升奇,填若停机超促过愧3滴弊小羡时常,最为防止浆液硬布结堵象管狮,墓宜先拆卸输浆货管守路连,线今妥为清洗。移8饮、双向搅拌机掌喷浆提升的速香度和次数必须惰符合施工工艺醋的要萌求挠,摘专人记录搅拌巷机每米下沉和葬提升的时间。魂9共、施工时各班妥长，机长必须扎严格按设计要丰求把好机架定毁位，下沉速度享、灰浆配比、兔喷浆搅拌提升谎速度，单桩喷肺浆量等质量控鬼制点。瞧1默0衣、定位放线需阅经现场监理验左收、签证，才皂可进行下道工滨序施工。券1眨1之、施工中如发穴生卡钻或遇到忌地下障碍填物尸,误应立即切断电因源顺,山将钻具提升出往地箩面泻,僚将障碍物排除石后革,工再开始施工。槐1裁2今、材料员应认乖真收发材烧料既,僚发现不合格材何料不得使罩用脏,什水泥土薪堆放场地需要耀垫高，临时堆鲁放要搭设雨蓬妨。愚控制仪服器胀丸善邀捡凉就辈压浆泵及压力胆控制表听十遇、垦钉形双向水泥岛土搅拌桩的财施工安全防护虾措施机1咐、尊进入霸施工岂现场人员一律乏佩戴安全帽，拴不准穿拖鞋、注高跟鞋，不得屯赤脚作业。高燥空作业人员佩刚带并系好安全暗带，穿防滑鞋吴。施工时严禁晃嬉戏、打闹。档2特、等各种机电设备虹的操作人员，孤都必须经过专煌业培训，考试侦合格具有上岗库证书，懂得本贸机械的构造、态性能、操作规网程，能维护保欺养和排除一般闪故障。圈3漠、黑所有电力线路博和用电设备由放持证电工安装窑。由专职电工征负责日常检查藏和维修保养，拿禁止其他人员肉私自乱接、乱杀拉电线。度4水、膀现场施工用电主线路一律采用匙绝缘导线搜，但移动式线路使不用胶皮电缆闭，普使用时提前认