水泥搅拌桩施工工艺要点及检测方法

水泥搅拌桩施工工艺要点及检测方法

【摘要】结合工程绥北高速水泥搅拌桩工程实例,总结了施工工艺要点及检测方法,可供类似工程参考。

【关键词】水泥搅拌桩,软土地基,施工要点,检测方法

1概述

随着我国经济的快速发展,水泥搅拌桩的地基加固处理方法开始被大量采用于软土地基处理中。绥化至北安高速公路是我省中部地区的干线公路,也是我省南北沟通最便捷的运输通道,路线起自绥化市,经望奎、海伦止于北安市,路线全长208.548km。全线针对软土地基层的厚度、和地基承载力的不同,主要采用了挖除换填、设置砂垫层、铺设土工合成材料、塑料排板、水泥搅拌桩等处理方法以减少工后沉降。水泥搅拌桩的施工和质量控制援用了大部分老的施工和试验检测方法,但同时也创建了一些新的施工和质量控制方法,本文主要阐述水泥搅拌桩的施工工艺与施工要点控制。

2水泥搅拌桩的施工方法

1)、水泥土搅拌桩采用双向“二搅一喷”施工工艺,施工流程如下:

a)、钻机定位:放样、定位;钻机移至指定桩位对中;

b)、钻进搅拌:启动搅拌机,使钻杆沿导向架向下切土,同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆,两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体,直至设计深度,在桩底持续喷浆搅拌时间不少于

10秒;

c)、提升搅拌:关闭灰浆泵,提升搅拌机,两组叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土,直至地表或桩顶以上30㎝;

d)、桩顶处理:在距桩顶1.0-1.5m的范围内进行二次喷浆搅拌,并人工修整,以便下根桩的施工。

3)、搅拌桩施工:

a)、据设计要求放样桩位,用白灰准确放出桩位点,桩位误差不得大于3cm。

b)、水泥搅拌桩机就位,钻头对位后调平桩机机台,精确对位,保证桩中心偏位不大于5cm,钻杆垂直度不大于1.5%。

c)、制备水泥浆,控制水灰比为0.49,水泥比重1.6~1.8g/cm3之间,严格控制水泥浆搅拌均匀性,确保不离析。

d)、启动主电机下钻,待钻头接近地面时,启动自动记录仪,同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆,继续钻进,其钻进速度为0.7m/min,钻到设计深度时,在桩底持续喷浆且搅拌时间不少于10秒;

e)、提升:关闭灰浆泵,提升钻杆(速度为0.8m/min),并进行复搅直至地表;

f)、桩顶1.0-1.5m范围增加一次输浆,以提高其强度;

g)、搅拌钻头提出地面,停止主电机和水泥浆泵;

h)、移动水泥钻机到下一桩位。

3施工要点

1)、水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检查管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。

2)、水泥采用42.5级硅酸盐水泥,严格控制水泥质量,采用两个水泥浆储浆罐轮流使用,保证即用即搅不离析,控制水灰比为0.49,水泥比重1.6~1.8g/cm3之间,泵送必须连续。

3)、为保证水泥搅拌桩桩底、桩顶及桩身质量,每根桩提钻前应在桩底部停留不少于10秒,保证底部喷浆量充足,搅拌均匀,上提过程保持提升速度均匀,至桩顶时为保证桩顶部完整,喷浆停留时间也不少于10秒。

4)、施工时应严格控制喷浆时间和终止喷浆时间。开钻后应连续作业,不得中断喷浆。

5)、竖向承载搅拌桩施工时,停浆面应高于桩顶设计高30～50cm。在开挖基坑时,应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩端用人工挖除。

6)、做好每根桩的施工原始记录,真实准确反映施工过程全貌。

4 常用检测方法

1)、目测法

目测法是最常用最基本的检测方法。主要是用眼观测,用手触摸,可检测到0.5—1.0m桩头质量的大概情况,但是不能反映桩长桩身的状态信息,也不能对桩身的质量下完整结论。

2)、轻便动力触探法

这种方法一般是在成桩7天内使用轻便触探器抽取桩身的水泥土样,然后通过观察水泥土样的颜色是否一致、有没有结块水泥或未拌匀的土团来检测水泥搅拌桩的均匀程度。使用轻便动力触探法检测水泥搅拌桩时要注意:(1)检测深度不能超过4米;(2)触探点不可以在桩的中心位置,一般应定在距离中心2/5的桩径处;触探时一定要保持触探仪的穿心杆垂直。

3)、钻孔取芯法

此方法就是在桩成型后一定龄期通过钻孔取芯来检查桩的长度、桩身各部位水泥的含量、水泥土的搅拌均匀7程度,检查桩身的桩身的抗压强度变化情况。通常,我们可以通过观察钻孔取出的芯样来判断水泥搅拌桩的桩身各部分的搅拌均匀性和状态,然后对桩芯样进行水泥滴定试验来检查桩身的水泥含量,继而借助对桩身的各部位水泥土原状土样的室内无侧限抗压强度试验和取芯过程各段配合用的标准贯入试验的标贯击数,就可以准确地判断出桩身各部位的强度,也可以同时测出桩身土样的变化指标,最后,可以在取芯过程中通过观察水泥土样的变化情况,判断桩身的连续性以确定桩长。此方法虽然直接可靠,但是由于搅拌轴部分的搅拌盲区等特点,采用此法做单桩试验时应注意钻孔避开搅拌盲区,应在离桩中心2/5的桩径处。在钻进取芯时,钻杆必须保持规定的垂直精度。

4)、低应变反射波

低应变反射波中的应力波反射法是以弹性体内的应力波传播理论为依据的一种检测方

法。在加了较小的外力的情况下,我们可以将桩的软粘土视为弹性体;而水泥搅拌桩在形态上的长度远大于桩径的长度,所以,可以将桩看成是一维弹性杆件,同时,当桩身强度到达一定程度,阻抗就明显大于桩周土及桩底的阻抗,这样就符合了应力波反射动测的理论假设。具体操作如下:用尼龙棒在桩顶中心的地方垂直施一冲击力,使桩质点受到振动产生弹性波,波会沿桩身向下传,当桩身存在松散、搅拌不均匀夹泥等情况时,就会造成密度、截面、波速的变化,从而引起波的阻抗差异,产生波的反射和叠加。该振动信号被置于桩顶的加速度传感器接收后再传到桩身完整性检测仪,检测仪会将采集到的信号进行放大、滤波处理和初步分析,等数据采集完成后就可以通过计算机上的专门软件进行详细分析,这样就可以评价桩身的质量了。应力波反射法测量水泥搅拌桩简捷方便,比较适用于大数量的普查与分析,但要注意测试时桩的龄期不适宜太短,一般不能少于28 天。在分析测试出的曲线结果时,不能像刚性桩那样把各种缺陷仔细确定。

在实际工程建设中,由于建设单位、监理单位、施工单位等过分强调工期及经济效益,单桩或复合地基试验普遍存在测试龄期太短、试验点少等问题,加上目前检测市场激烈的竞争,导致测试结果带有很大的偶然性,测试质量低劣,甚至个别测试单位在检测中弄虚作假等。因此为了保证水泥搅拌桩检测结果的准确、可靠,确保水泥搅拌桩复合地基工程质量,必须采取相应的措施,加强水泥搅拌桩及其复合地基的检测管理、监督,制定必要的规范、规程,以保证检测结果的科学性、公证性和可靠性,从而减少工程质量事故,确保工程质量。