秦沈客运专线水泥搅拌桩的施工

秦沈客运专线水泥搅拌桩的施工前言水泥搅拌桩就是采用水泥作为固化剂的一种深层搅拌法，它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处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，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。当水泥拌入软土中，水泥中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等与软土中的水份即发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙及含水铁酸钙等化合物。各种水化物有的继续硬化，形成水泥石骨架，有的与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换、团粒化作用、硬凝反应和碳酸化反应，生成新的化合物，从而提高水泥土的强度。其所形成的桩柱体是一种介于刚性桩与柔性桩之间具有一定压缩性的桩。本文以秦沈客运专线某段1—1.5m钢筋混凝土矩形涵洞为例，对水泥搅拌桩的施工进行探讨。一、工程概况秦沈客运专线某段1—1.5m钢筋混凝土矩形涵洞位于软弱地基段，其地质条件为：0~2.9为砂粘土基本承载力130Kpa2.9~5.8m为粉砂基本承载力100Kpa5.8~7.0m为淤泥质砂黏土基本承载力80KPa7.0~7.7m为细砂基本承载力200Kpa地面高程4.04m，稳定地下水位3.44m。设计采用深层搅拌桩加固地基，桩长7.0m，桩顶标高2.17m，桩径60cm，线路纵向间距1.2m，横向间距1.15m，共132根桩，桩顶设50cm碎石垫层。要求施工后的搅拌桩其单桩允许承载力不小于250KN，加固土试块（边长为70.7mm的立方体）的无侧限抗压强度平均值不小于2.0MPa，复合地基承载力不小于200KPa。我们采用水泥搅拌桩加固地基，固化剂采用425#普通硅酸盐水泥。二、工艺性试桩为了了解不同的水泥掺入比、水灰比的实际工程效果，从而得出合理的水泥掺入比和水灰比，确定施工工艺，我们在施工现场进行了工艺性试桩。因现场场地的限制，考虑将试桩作为工程桩且其承载力大小不对涵洞造成较大的影响，将试桩桩位选在涵洞翼墙外侧的桩位上。初步选定三种掺入比。⒈试桩参数：①水灰比0.45，掺入比aw=30%，水泥用量1145kg②水灰比0.45，掺入比aw=15%，水泥用量572.5kg辨③尤水灰躬比深0.4买5蓬，掺入舞比喊a碍w窃=24转%混，水泥用蹄量搜916k亩g进水泥用量旗计算月：魂Q驾（璃公斤）冠Q=A帆p铲．半ρ陈．模a豆ｗ痰．Ｌ待其中沸：榜A播p钢—驼—严桩截孝面鉴A漫p滋=某π著/肚4胡．愤（假0.五6巴）金2染ρ—乳—蚀土容重，年取旗ρ按=1.8吵KN/m倾3哲a棕ｗ木———庄掺入比喂，客a财ｗ笛=粪水泥园重城/巴土重畅L姐—喉—读桩长糟,末永考虑凿除弓桩头，将糖桩加抗长累0.5m改⒉汗试桩机械麻1偿台养SJ禾B然—驶1谷型深层搅郊拌机械暑，滋1协台天颗动纵120K狼W教发电机膝，竹1训台础H千B胶—康3本型灰浆泵抵，捕1仙台造200在L稳灰浆搅拌瓶机。⒊试桩蜘一共施三工士6齿根试桩，跑其品中佛1齐#赖桩掺入比总为瑞30耐%斗，贯2母#爷、辨4扎#碧、士5屈#融桩掺入比翅为蹄15待%研，枯3四#安、沸6披#术桩掺入比炼为孔24只%脏。齐试脾桩乞1补#锈施工时，惩发现喷浆范过程中输调浆管压力牵较大，浆志液不通畅赴，因此将条水灰比调症为只0.耽6浊。投搅拌注浆示过程中发大现桩位土烦上抬，掺怨入比较小绞的桩此种着现象较轻俗。神⒋跑质量检查楼⑴饼一天后开总挖检查，饭桩径均钟在封60c秤m灵以上，搅局拌桩外壁城与原状土伞间有一水振泥浆硬壳售层，水泥巨土外表成在细密的螺肺旋形，桩懂身水泥土廉较完整，象未出现大野块水泥或肿大块土。猴与桩间土居可明显分腹辨，符合氏设计及规翅范要求。融但局部水年泥土与土案有明显分默层，水灰释比较大的夕较少。裹⑵倾七天后，理作轻便动倒力触探试滑验检验桩瓦身强度。加贯入时，尚每贯闹入矛30c呀m抓，隔N次10与达拜到闹70~1线0脸0愧。耽⑶州十一天时撞，现场钻仁芯取样，方做无侧限抵抗压强度追试验。加并固土试块醉（边长所为思70.7种m词m雕的立方体诵）的无侧稿限抗压强叠度平均值罗为搅f兰cu11派=1.4觉9Mp败a陪（仅取掺命入窜比赞15归%守）雷三、承载唤力计算习搅拌桩桩配身惕9婶0娘天龄期的桐无侧限抗璃压强度平顿均值。备现场试桩香桩密身盼11孕d驴龄期的无疼侧限抗压唐强度平均筝值为枣f厨cuN浩=1.4捡9万M雕P辰a妇地(浑掺入斗比泰15%)杨根据《地疑基处理工稼程实例应齐用手册》脚：映f略cuT1芬/f确cuT2沙=0.2抱414T茫0.41亦97娇f祝cuT1层=瑞某个龄股期龄(T玩)粘的无侧限请抗压强度罢f弱cuT2夜=28淋d正龄期的无养侧限抗压俯强度联推讨得兆f迟cu1启/f锡cu2命=桑（威T付1桑/T喘2犯）关0.41谈97忙f而cu90诸=(90贷/11)洲0.4递1970阔f装cu11肌=3.6最Mpa钢>2喉Mpa概⒉毒单桩承载垒力计算哲根据《软喊土地基深辟层搅拌加臣固法技术唉规程》债（偶YBJ2落25-9森1矩）。盈N逃d卸=K.q准u库.Ap染N寨d色—墓—瓜搅拌桩单辰桩竖向承副载力谦（某K欣W蠢）K——姿A狱p兔—亮—连搅拌桩的滩截面歌积锤(环m补2耀)铁q申u敬—唉—蝇与搅拌桩郊桩身加固拿土配比相盖同的室内梨加固土试得块（边宜长卸70.7围m域m瓶立方体犬）抢9箱0摸天龄期的蜻无侧限抗梳压强度平杂均值。（拜Mpa革）踩因未做室塑内加固土步配比试验青，现取现亏场试桩所弱计算出墨的貌9虹0父天龄期的对桩身无侧薯限抗压强底度平均佩值涨f蔑cu90原=3.6滑Mpa苦K蒸取耗0.沿3谊，模Ap速=镰π腥（俘0.6/宇2尽）耐2猴=0.2欠83(责m愈2誓)陷N脑d裕=K.q附u熔.Ap钥=305及.64K好N>25泰0KN纸⒊旋复合地基化承载力的绸计算：棚根据《规究程》军（碑YBJ2兼25-9厅1乓）：必f昼sp估=m.N络d相/A巩p甲+数β江(威1-m)巷f越s吊其细中篮:f筛sp缓—惧—贡复合地基序容许承载边力原（际Kp鞠a迈）免m折—赔—含搅拌桩面给积置换率渡（莲%绳）劳f甚s淋—赴—烈桩间土地康基承载力润标准值裙（钞Kp统a卡）醋β—旗—宪桩间土承赠载力折减校系数。当洞桩端土为经软土鼓：幸β紧=0.遮5找～１；傲当桩端土肃为硬土示：溉β直<0.胡5穷；当不考粮虑桩间土泛软土作用信，而β长=匹0哄。扮因试桩桩盗端为细砂芒，基本承燃载财力伪200K址P孝a婆，为硬土贩，不考虑讨其桩间土纯的作用射，神β柳取情0传m=A隙p舌/他（晃1.2*笋1.策2义）造=0.2毕83/(猜1.2*呈1.2)罪=0.1斯97龙f掠sp毛=m.N谨d活/A乐p哥=212羡.25极Kpa>肾200长Kpa稍符合设计欲要求。慰四、正式猾施工厦考虑经过租计算，掺秤入比羽为引15意%招时已能满帖足设计的漠单桩承载画力和复合晚地基承载是力的要求宿，水泥掺往入比选定起为旦15释%丛。根据灰杜浆泵流量惊和每米桩两长水泥掺乎入量，确造定搅拌头繁的提升速雁度和下沉恢速度。正眠式施工参且数的选定登为属脏：水泥掺辈入土比没15元%纷，水灰竿比躲0.刘6宾，搅拌头政提升速熊度轮70cm胸/mi丝n述，搅拌头颠下沉速戒度体70c丢m/mi烂n撕，搅拌头裕转竭速喉30r/稍mi蝇n训，灰浆泵仪流两量盈25L/提mi妖n男。撒对于试桩快中桩身局央部水泥土洁不均匀，染我们分析畜有两方面粘的原因：定一是由于巧采用钻机兄先搅拌下参沉到位后萌喷浆搅拌啄提升的顺我序，但当习钻机搅拌过下沉到位屋后常发生驼喷浆孔被铅堵的情况交；二是水妖灰比较小掏的浆液稠武度大，液匀流不通畅敲、不稳定饶。睁搅拌桩施惯工工艺为贱：籍钻机就位依、对中，样调整钻杆咽垂直度。嗽制备水泥坦浆：严格喜按施工配忽合比拌制搅水泥浆，死压浆前将敬水泥浆经产过筛网过储滤后倒入得集料槽内妖。雕喷浆钻机光搅拌下沉睬：开动灰异浆泵，确灰认浆液从融喷嘴喷出耍时，启动准桩机向下润旋转，钻旅进、喷浆者直至设计热深度。妹提升搅拌街：搅拌钻着头由桩底扎反转均匀颜搅拌提升郑。盆重复喷射铃钻进搅拌贡：如第一暖次喷浆量轮已到设计剖要求，只貌需复搅，妙不喷浆，串否则重复鉴第擦③聪操作，保丰证灌入按窑施工掺入躺比及水灰醉比配制的谨浆量。胆重复搅拌还提升，按孕上粪述改④潜操作。华成桩完毕场，移位进产行下一根巷桩施工。麦正式施工课前，必须赤对搅拌机替的深度记剥录仪进行梢现场标定迟。施工过腊程中，每蝴根桩开钻钓前予以归感零调整，僻保证深度瞒记录仪误废差不大谋于扯5诚cm淹。故施工中，坚保证起吊逼设备的平韵整度和导捆向架的垂急直度，搅指拌桩的垂袜直度偏差纺不大糟于型1.5户%柿，桩位偏辉差不大维于肝50m差m娃。夫桩端因上非覆土压力伐较小，搅钱拌质量较祥差，将桩掀加递高缓50c乞m念，待开挖掘基坑时将剃上部质量费较差的挖冈去。酒为保证桩德端施工质稻量，当浆票液到达出谎浆口后，舱应喷浆座糕底触3晕0拿秒，使浆吴液完全到寒达桩端。邪尽量实行感桩身的全桑程复搅，矛若实在无妄法全程复纷搅时，复艰搅深度不叠得小于实法际桩长吹的指2/弊3妇。升桩机操作猪者与搅浆爽施工员保佣持密切联驼系，保证纪搅拌机喷貌浆时连续锐供浆。因毫故需暂停船时，应立赶即通知桩摸机操作者这。为防止善断桩，等伸恢复供浆新时应在断良浆面上或趣下重复搭肠接峰0.5旁m箱喷浆施工粪。因故停尊机超服过期3尘小时，拆境卸管道清佣洗。师搅拌机每写米下沉或皂提升速度溜、供浆与咱停浆时间爷、钻深等亡，均设专奶人记录，陈记录深度各误差不得现大贺于黄50c存m过，时间记纲录误差不磨得大响于去5胶s研。施工时续发现的问班题及处理船情况均详富细记录。锤施工完毕帽后，经秦蜻沈客运专主线检测项压目部进行芒钻芯取样枣和复合地熄基承载力戴检测达到荡设计要求泄。灯五、体会眼和认识扑在确定加敞固方案前族应探明加枕固区详细建的地质情莫况，包括精加固范围碗内填土组凡成与厚度络、软粘土刘分布范围保、含水量饮与有机质贺含量等。挡在咐DK27请1+27蜓0礼涵洞基底叨水泥搅拌斯桩的施工班过程中，呀发现部分隶地区钻机榆无法下沉图到设计标宫高，甚至挣出现将钻邀机机身抬扰离地面的殿情况。经侍地质补勘妈后发现地帜质情况与除设计有较袖大出入，偏原设计晓在夺7.0磨m惭处进入砂辛层，而经式补勘发现点局部地区绍在宿5.0趁m瓦处即进入籍细砂层，闯重新缩短脊桩长，并袄减小桩间只间距。由庄此，我们户对管段内倘后续的采柱用搅拌桩柿加固的十演八个涵洞盈基底和路绒基地基处掠理段进行屿了地质补权勘，其中牙十个加固租方案进行吼了调整。仍对于地层配中有中密城细砂夹层突等较硬地局层的情况垄，最好改军用碎石换身填或旋喷道桩加固。岸由于搅拌精头采用一枝字或十字睛型，切削案、搅拌加逃固软土十险分合适，壳但对于石夕块、树根愈等大块物郑切割能力牲较差。施孩工前现场纪应予平整孟，必须清效除地上障铜碍物，用默素土回填萍。荡在粉砂及教细砂中的美桩体，当慧第一次搅稼拌下沉到狭位后应一永次喷足水戏泥浆，加厕强搅拌。设第二次复堂搅时往往生难以搅入爆粉细砂层扭。险由于采用弦机械切削火搅拌，实揭际上不可幸避免地会贩留下一些柄未被粉碎炮的大小土仇团。在试甩桩中开挖志检查时部社分桩体可疮清晰地看角到搅拌头峰叶片所形术成的纹路振和被水泥货浆包裹的炒土团