水泥搅拌桩施工工艺.ppt
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1、常溧高速公路CL-7标,一、工程概况 1、工程概况 常州至溧阳高速公路起自常合公路嘉泽互通西侧2.55km处,随后向西南展线,在儒林镇的镇区及其工业开发区西北侧通过,路线在儒林煤矿采空区西侧绕过后在上黄镇西北侧通过,之后路线继续向西南展线,在埭头镇西北侧跨越中河后,与S241交叉,跨越丹金溧漕河后继续向西展线,在溧阳工业园区北侧通过,终点在新昌枢纽以北约1.53km处接扬溧高速公路。路线设计范围为K18+000.00-K57+218.177(含饶塘枢纽互通主线起点),设计里程长39.218km。常州至溧阳高速公路CL-7施工标段路线起点接常州至溧阳高速公路CL-6施工标段终点(桩号K50+70
2、0.00),位于溧阳市溧城镇境内,方里村西北侧;CL-7施工标段路线终点位于竹箦镇境内,张家庄北侧,与常州至溧阳高速公路CL-8施工标段起点相接(桩号K55+000.00)。路线全长为4.300km。本标段范围内主要软土层位为1-2层,局部地段中部分布2-2层,1-2层土性为灰色淤泥质粉质粘土,流塑,高压缩性,局部夹有机质,层顶埋深为0.63.1m,层厚为1021.2m。2-2层软土埋深较大,主要是桥梁桩基通过。2、特殊路基设计方案 本标段范围内全线除桥跨内均需进行软基处理,软基处理方式有:普通水泥搅拌桩、双向水泥搅拌桩、砼芯水泥搅拌桩、PTC管桩五种工艺。3、全线水泥搅拌桩总共96316根,
3、总长1329559m,其中常规水泥搅拌桩525800m,双向水泥搅拌桩785773m,砼芯水泥搅拌桩17986m,桩长基本分布在1017m之间,桩距1.21.6m之间,桩径50cm,梅花型布置。4、对于水泥搅拌桩处理小型构筑物时,应适当缩小基础底面下的桩间距,保证基底下最少有2排桩,设计时构造物基础底面以上0.5m至整平高程可只钻孔不灌浆。,第一部分 普通水泥搅拌桩,二、水泥搅拌桩机 1、钻机性能 1)具有正向钻进,反向提升功能;2)反向提升时具有匀速提升、均匀搅拌、匀速喷浆等功能。2、搅拌钻头 钻头不宜采用直径过大的钻头(以不大于设计直径30mm为宜,以免影响桩身成型质量),对使用的钻头要定
4、期检查,其直径磨耗量不得大于10mm。钻头叶片三层,每层两片,刀片厚23cm,并在刀片两端焊接合金,保证钻头不易磨损而确保桩径;上下层间距30cm,水平两片叶片夹角30,每片叶片宽10cm;每把刀片下焊接23个钉耙,尽量使土体切割搅拌均匀;喷浆口位于刀片下面距轴78cm外,保证桩身及桩周围均有水泥浆液。3、灰浆搅拌机 1)包括2台容积为1m3的灰浆搅拌机;2)泵量50L/min,泵压1500Kpa灰浆泵等;,4、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,正式施工前必须结合试桩由计量部门进行标定。标定过程中。市高指、项目经理部、监理组、计量设备供货厂商共同参与,标定结束后,有计量部
5、门、市高指、项目经理部、监理组共同铅封。施工过程中要有专人监控记录;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。5、电脑记录仪 电脑自动记录仪应选用定型产品,不得具有存储功能。应具备现场打印施工过程和成桩资料的功能。6、动力设备 满足工程需要的发电机组或市电。一台SJB-型深层搅拌机,动力大于45kw,再加上灰浆搅拌机、电脑记录仪等其他设备所需电力,故一台钻机正常运转需不小于55KW电力供应。三、配合比设计 为了经济、合理地确定水泥搅拌桩加固地基的技术参数,确定与地基土加固相适应的水泥品种、标号和掺入量,施工单位和监理在施工前都必须根据设计文件提供的地质资料,选取典型地段钻探取
6、样,进行室内配合比试验,试验方法可参照粉体喷搅法加固软弱土层技术规范(TB10113-96)、建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)进行。1、原材料 1)水泥 宜选择购买信誉好,质量稳定的大型水泥厂家生产的符合设计要求的42.5级普通硅酸盐水泥。配合比设计时所采用的水泥品牌应与大规模施工时拟采用的品牌、标号一致,经检验,合格后用于配合比设计。2)试料土 在需要加固处理的软弱地基内,选择有代表的土层,钻探取样采集必要数量的试料土。试料土含水量必须在同一地层不同部位至少3处取样判定。3)外掺剂 严格按设计要求的外掺剂种类或市高指要求选用,本工程设计外掺剂为水泥用量2%的生石膏粉和0.2%的木
7、质素磺酸钙。2、配合比设计 1)试料土制备 试料土制备时应除去土中所夹有的贝壳、树枝、草根等杂物;当采用湿法进行配合比设计时,应采取措施,保证土料的天然含水量;当采用干法进行配合比设计时,土料应粉碎、过5mm筛,室内加水至重新配置成相当于天然含水量的试料土,放置24小时,并防止水份蒸发。2)水泥用量 水泥用量应按施工图设计文件最小水泥用量50Kg/m,最大水泥用量 70Kg/m要求取中值、+5Kg/m和-5Kg/m三个水泥用量进行试验,地质情况复杂时,可在此基础上适当增加+10Kg/m、-10Kg/m等水泥用量的试验;并根据设计文件选择外掺剂的种类和掺入量,根据室内配合比试验结果确定实际施工时
8、水泥用量和相应的外掺剂的掺入量。3)试件的制作及养护 试件土必须与水泥、外掺剂充分搅拌均匀,每个试件所需的试料土、水泥、外掺剂的质量必须按拟定的配合比事先用天平称量,并控制试件达到一定的密度;试件的制模尺寸应为70.7mm+70.7mm+70.7mm的立方体。试件可在振动台上振实,也可人工捣实。每个制成的试件应连试模称取质量,同一类型试件质量误差不得大于0.5%;,应将制作好的试件带模放入保湿箱内进行养护(如脱模养护,必须等试块完全成型后,方能脱模);试件养护温度应为20 3,湿度应为75%;试件养护龄期宜为 7d、28d、90d。4)试件强度检测 试件强度严格按软土地基搅拌桩加固法技术规程(
9、YBJ225-91)进行测定,每组试件必须有三个以上平行试验。水泥土的强度以28天试块强度为准,一般要求桩身无侧限抗压强度R28 0.8Mpa,R90 1.2Mpa。四、湿喷桩桩位图的绘制 一、熟悉图纸 1、首先明确湿喷桩设计段落、桩径、桩距、桩长及桩数等基本参数,再根据设计段落内道路设计标高、原地面整平标高、道路横坡、护坡坡比等计算坡脚宽度,根据坡脚宽度和处理段落长度确定湿喷桩施工范围即布桩范围。处理较长段落时,可以以20米为一断面计算坡脚宽度,已增加路基处理宽度的精确度。2、根据道路设计曲线要素画出道路路基中线,再结合湿喷桩段落中桩坐标和处理宽度画出处理范围,并根据处理段落内小型构筑物基础
10、宽度和角度画出小构所属位置。3、根据桩径、桩间距、湿喷桩数量布置桩位,可以采用CAD中的矩阵布置,也可以由中线向两侧对称呈梅花形布置。有构筑物的段落,可适当缩小桩间距,保证基底下最少有两排桩。4、当路基坡脚范围内湿喷桩总数小于设计根数时,可在两侧护坡道范围内各增加一排桩以满足设计数量要求。如果布桩数量大于设计数量,可适当减少构筑物翼墙外侧桩数量。5、最后根据处理段落范围内桩排数、行数进行编号,以便于施工、质量控制、资料上报、计量以及湿喷桩质量检测。,6、制作汇总表 汇总表中包括道路桩号,原地面整平标高,湿喷桩桩距、桩长、桩数等内容。五、现场工艺性试桩 1、试桩目的 根据室内配合比实验结果,施工
11、单位必须考虑到不同的地质情况,进行现场工艺性试桩,以验证室内配合比,确定主要施工工艺指标。试验桩一般应在十根左右,在条件受到限制时,每种配合比不得少于二根。试桩时监理和业主代表应到场,同时应进行试桩工艺的详细记录。试验桩施工原则上在室内配合比试验28天强度确定以后进行,若工期紧并有施工经验时,经现场监理及市高指批准,可通过7天室内配合比试验成果确定试桩,但室内配合比试验7天的强度不得低于0.5Mpa。2、湿喷桩试桩 试桩要求满足设计水泥浆喷入量的各种技术参数。1)钻进速度:V 1.0m/min 钻进喷浆速度:V 0.40.7m/min 2)平均提升速度 喷浆时 Vp 0.40.7m/min 复
12、搅时 Vp 0.8m/min 3)搅拌速度:V=3050转/min 4)喷浆时泵内泵送能力3050L/分钟,并按机械类型及管道长度调整。通过试桩,要求掌握下钻、提升的困难程度;确定钻头进入硬土层电流变化程度;确定水泥浆液密度;确定合适的输浆泵的输浆量;掌握水泥浆经浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等技术参数。,六、现场施工 1、开工前准备 1)由市高指组织对工艺性试桩进行质量检测;2)根据工艺性试桩的检测结果编写施工组织设计,经驻地监理组审查,提出书面审查意见后,报总监审批同意后方可施工;3)编写安全操作条例,落实安全措施,经驻地监理工程师审批后方可组织施工;
13、4)搅拌桩施工的场地应事先整平,清除地上、地下一切障碍物(包括大块石头、树根和生活垃圾等);填前翻松20cm,掺灰5%拌合均匀并压实至90%。在拓宽路基外侧开挖临时排水沟,保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用,在施工期间不能长期积水。5)场地低洼处,沟塘处应及时排水,清淤及回填(压实度达到80%),不得回填杂土;6)进行桩位放样;7)准备好施工所需的水泥等原材料,并经检验合格。建立工地水泥库,水泥数量保证满足三天的施工用量,水泥库容量不少于60吨。水泥库四周挖排水沟,水泥堆放要垫空并覆盖,保证水泥不能受潮。8)准备好现场文明施工所需各种标志牌。,2、施工工艺流程 1)钻机定位
14、 将深层搅拌机移至加固位置,调整导轨垂直度,钻机对中桩位。2)浆液配置 水泥浆在浆液搅拌机内搅拌,先加入试验确定的用水量,按照试桩确定的水灰比加入相应量的水泥(水泥掺入量为 xx/m),同时加入生石膏粉(水泥用量的2%)和木质素磺酸钙(水泥用量的0.2%)配置水泥浆,搅拌时间大于4min,搅拌均匀后经筛过滤注入喷浆池内,浆液池容量不小于1根桩的用灰量加50kg。然后再进行下一次的配浆。浆池里的水泥浆随时搅拌以保证浆液不离析。喷浆时利用高压泵打入到钻具中,随着钻具的旋转均匀地搅拌到桩体中。每次配浆前后要注意罐内的清洁,以防水泥块等杂物堵塞管道。同时,在加入水泥时注意水泥中是否有受潮结块现象。3)
15、搅拌下沉:启动电机,放松起吊钢丝绳,空压机送气,使搅拌机沿导轨下沉进至设计深度。注意工作电流不能,大于额定电流,搅拌速度小于1.0m/min。4)提升喷浆:深层搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,持续喷浆1-2min,间歇后提钻并且边喷浆,边旋转,提升至离整平高程0.25m时,停止喷浆,搅拌数秒以保证桩头均匀密实。5)复搅下沉并局部补浆至桩底,进行桩身全长复搅。复搅深度原则上为桩身全长,如无法进行全程复搅,应报监理工程师批准。在喷浆及补浆的过程中,注意防止喷浆口堵塞。6)重新搅拌提升,直至离整平高程0.25m(或规定停灰面高程)处停止。7)提升至地面,桩体形成,机台立即打印出
16、搅拌桩单桩原始记录。严禁移机后补打资料,成桩资料打印必须有旁站监理监督,打印完成后交旁站监理签认。8)移位:移动桩机至下个桩位,重复以上步骤,进行下一根桩的施工。施工中搅拌机下沉或提升的时间设置专人记录,时间误差不大于5秒。9)成桩七天后,进行开挖检查,观测桩体成形情况及搅拌均匀程度,成桩28天后进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度试验。由于江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则的补充规定(苏高技(2003)250号)之规定,对桩体龄期不足28天的,抗压强度值不折减不增加;桩体龄期超过28天的,每超过一天标贯击数折减1%,当折减率达到30%时,不再进行折减。由于延后检测对施工单位不利,并考虑到
17、申报资料的传递,请提前10天上报成桩有关资料。抽检桩数的频率和检验标准按江苏省高速公路路基与桥梁施工指导意见汇编中“水泥搅拌桩检测工作实施细则”中的检测规定执行。湿喷桩的施工质量及检验要求如下表:,3、施工工艺要点 1)初始送浆时,注意送浆时间与钻杆提升速度的问题,严格控制施工时钻杆下沉速度。2)喷浆完毕,进行全过程复搅。3)由专业监理工程师根据地质资料保证钻杆的提升和钻进深度必须达到设计要求,同时通过电流表读数明显上升等情况控制桩长,确保桩钻入持力层50cm,桩底由驻地监理工程师根据现场情况确定。4)发现地层与设计文件有明显差异,即软土层厚度与设计桩长不符时:达到设计桩长软土层仍未穿透(电流
18、无明显变化)。未达到设计桩长(电流明显变大)。应立即停机,分析原因及时向监理汇报,由监理组向指挥部汇报,根据现场实际情况,由指挥部提请设计单位针对实际情况予以变更。5)严格控制钻进下钻深度、喷浆高程及停浆面,不得中断喷浆,确保搅拌桩长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。6)水泥浆量应按照预定的配合比进行配制,水泥损耗量平均不大于1kg/m,保证每根桩所需的浆液一次性单独拌制完成,用完后再拌制下一根桩所需浆液,并派专人记录每根桩的水泥用量。置备好的水泥浆不得停滞过长,超过2h的浆液予以废弃。浆液倒入集料斗时加筛过滤,以免浆内结块,损坏泵体。泵送浆液前,确保管路潮湿,以利输浆。7)钻机每次下沉(钻进开
19、始与结束)或提升(泵送开始和结束)时间派专人记录,根据设计提供的技术参数进行施工。喷浆前要等待送浆到桩底的时间,防止出现提升却未喷浆的情况,具体时间随机械类型与送浆管长度而定。8)钻进与提升时管道压力不宜过大(以不堵塞出浆孔为原则),以防钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。,9)浆液保证拌合均匀,供浆保持连续,一旦因故停浆,为防止断桩和缺桩,应使搅拌机钻头提升至停浆面以上0.5m,待恢复供浆后再下沉喷浆,补喷重叠长度不小于1m;因故停机超过3h,为防止浆液硬化堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。此根桩做废桩处理,或在12h以内采取补喷措施,补喷重叠长度不小于1m,特别困难时以电流表明显变化为准,但
20、在喷浆前要等待送浆到达时间,防止断桩,否则重新打设,新桩距报废桩的距离不得大于桩距的15%,并填报事故处理记录以备查阅。所有接桩补桩都报现场监理工程师认可。10)对输浆管及闸门要经常检查,不得泄露及堵塞,管道长度不宜过长,对使用的钻头要定期检查,其直径磨损量不得大于1cm,但不能采用直径过大的钻头(以不大于设计桩径+3cm为宜),以免桩身成型不好。11)在工作场地包括生活区和施工区做好排水工作,设置临时排水沟和给水井,配备合适流量的水泵,用以排除表面积水和防止水泥头(以小于53cm为宜)。12)施工应及时、认真填写原始记录,不允许事后编写。每天资料都应做好签认、汇总工作,发现问题及时改正。13
21、)每天认真校核桩机的领料数量及施工桩位,检查桩机的每批领料数量与该机完成的湿喷桩延米数量是否相符,并复核打印资料的准确性。加强资料管理,施工中认真填写有关技术资料,每根桩均要按实际生产的数据认真负责的填写资料,所有的资料数据必须真实可靠并得到监理工程师签字认可,施工中的所有资料必须完整无缺并整理归档。14)对成型后的湿喷桩达到22天龄期后进行2的自检,28天后进行强检,每个段落抽检不低于2根。4、重点工程施工措施 1)搅拌桩机就位、对点、调平。用水平尺调整机身的水平度,锤砣校正钻杆的桩位偏差;垂直度偏差小于1.5%,桩位偏差小于5cm;校正钻杆并用醒目的红绳在钻杆上标出下钻深度标记,符合设计桩
22、长。2)按确定的水灰比拌制水泥浆。配置开机第一根桩的水泥浆时,要充分考虑输送管道的充盈值,适当增加材料数量。泵送浆液前,管路保持潮湿,以利于输浆。3)钻进下沉,用输浆胶管将储料罐、浆体发生器同搅拌机连接好,启动搅拌桩机,,待搅拌头转速正常后,放松卷扬机起吊钢丝,借卷扬机自重并带动钻头旋转切土下沉至设计深度,钻进速度1.0m/min;注意电流表读数并分析掌握实际地层地质情况,水泥搅拌桩下沉至设计深度后,提升喷浆搅拌,提升速度0.8m/min,边喷浆边搅拌提升,搅拌轴转动速度采用中-低速档,切勿使用快档。4)参考技术参数如下:,5、施工中可能出现问题及对策 施工过程经常会出现各种问题,项目部在工程
23、开工前,召集项目部路基组技术人员,根据设计图纸,考虑以往的施工经验,结合现场的实际情况,总结施工中可能出现的问题,总结如下:,七、质量检验 1、质量检验方法 水泥搅拌桩的强度介于刚性桩与柔性桩之间,可从以下几个方面对加固质量进行检验:1)原始报表检查:施工原始报表应详尽、完善、如实地记录施工时间和工艺参数,完整地反映施工全过程。2)人工开挖验桩:是检验搅拌桩质量(桩体外观质量和整体性的最简单最直观)和桩间距的一种方法。一般在每个段落最后一根桩完成一周后进行,开挖时对桩头必须小心处理,不准用重锤敲击。,3)钻孔取芯、标准贯入试验(CPT):钻孔取芯和标准贯入试验方法参照粉体喷搅法加固软弱土层技术
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