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深层搅拌桩施工工法

时间:2014-01-12  来源:  编辑:  浏览:8980次
水泥加固土的强度取决于被加固土的性质含水量有机质及烧失量等和加固所使用的水泥品种标号掺入量以及外加剂等…调整水平度和垂直度正旋喷气下沉预搅到端设计标高…道路软土地基处理深层搅拌法应用广州乙烯工程指挥部在厂区拟建厂东路厂南路及污水处理厂,要求地基承载力分别为KPa/mKPa/mKPa/m…湿喷法施工中实际使用的固化剂外掺剂,要经过加固土室内
深层搅拌桩施工工法深层搅拌法不仅适用于软土地基加固,而且也适用于地下室基坑的挡土止水帷幕;这种施工方法于1993年至今,我司在道路、地下室基坑挡土止水帷幕.基坑重力式挡土墙、软土地区厂房基础等项目中成功地应用,并取得了较好的经济效益。

深层搅拌桩施工具有无噪声、无振动、无污染、工效高、成本低等优点。

为使深层搅拌桩的设计及应用过程更符合技术先进.安全可靠.高效优质.经济合理的要求,特编制本工法。

一、深层搅拌桩的原理与基本性能

水泥加固土的原理是通过水泥水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生离子交换、团粒化作用、炭酸化反应以及硬凝反应等一系列物理—化学作用,形成具有一定强度和水稳定性的水泥加固土。

水泥加固土的强度取决于被加固土的性质(含水量、有机质及烧失量等)和加固所使用的水泥品种、标号、掺入量以及外加剂等。加固土的抗压强度随着水泥掺入量的增大而增大,工程常用的水泥掺入比为12%—17%,其强度标准值宜取试块90天龄期的无侧限抗压强度,一般可达500—3000Kpa。

1、湿法施工

采用水泥浆搅拌法施工:施工前应确定搅拌机械的压浆泵的输出量、浆液经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间以及设备提升速度等参数,并根据设计要求通过成桩试验,确定搅拌桩的配比等方面参数和工艺要求。为保证桩端施工质量,当浆液到达喷浆口后应在桩底标高处停留不少于30秒以确保浆液完全到达桩端。

2、湿法施工工序

搅拌机械就位(调整水平度和垂直度)。

预搅下沉。(搅拌机预搅下沉时不宜冲水;当遇较硬土质下沉困难时,方可适量加水,但应考虑加水后的水灰比变化对桩身强度的影响)。

喷浆搅拌提升

喷浆复搅下沉

复搅提升到地面。(为确保浆液能切实渗入土体,宜采用低流量输浆,快速上下往复搅拌—四喷四搅)

关闭搅拌与输浆机械。

移至下一桩位。

3、干法施工

25%。正式施工前应先打试验桩(也可利用工程桩),以掌握各项参数(气压、气量、送灰量及搅拌、提升速度等);在施工过程中要及时检查送灰器中的材料容量,避免出现断桩;对于地下水位以上的桩,施工时可加少量的水,或施工完后地面浇水,以使水泥土的水解水化反应充分。为保证搅拌均匀,应考虑提升速度与搅拌速度匹配。80%,氧化镁含量采用干水泥粉或生石灰粉作为固化剂,利用搅拌机械和压缩空气将粉体送入地下,搅拌成桩。水泥的标号通常采用4、25#,生石灰的质量要求氧化钙含量。

4、干法施工工序

桩架就位。(调整水平度和垂直度)

正旋喷气下沉预搅到端设计标高。

反旋喷灰提钻上升到设计停灰面。

正旋喷灰下沉复搅到端设计标高。

反旋喷灰提钻上升复搅到设计停灰面。

关闭搅拌与送灰机械

移至下一桩位。

三、施工机械

目前国内使用的深层搅拌桩机械较多,样式基本大同小异;

专用于湿法浆喷施工的机械:

分别有单轴(SJB-3)、双轴(SJB-1)、和三轴(SJB-4)的深层搅拌桩机,加固深度可达20m,单轴的深层搅拌桩机单桩截面积=0.22m2,双轴的深层搅拌桩机单桩截面积=0.71m2,三轴的深层搅拌桩机单桩截面积=1.20m2,(可用于设计中间插筋的重力式挡土墙施工);SJB-系列的设备施工深度可达20m,常用钻头设计是多片桨叶搅拌形式。深层搅拌桩施工时除了使用深层搅拌桩机以外,还需要配置灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵等配套设备。

用于干喷法施工的机械:

分别有(CPP-5)、(CPP-7)、(FP-15)、(FP-18)、(FP-25)等机型;加固极限深度是18m,单桩截面积=0.22m2,喷灰钻头呈螺旋形状;送灰器容量1.2t,配置1.6m3/S空压机,最远送灰距离50m。干喷法施工的机械也可用于湿法施工,施工时撤除干喷法施工的配套设备,钻头须改成双十字叶片式钻头,另配置灰浆拌制机、灰浆泵等配套设备。

四、劳动组织

A、深层搅拌桩湿法施工每个机组由10--14人组成;

班长1名;负责施工指挥,协调各个工序之间操作联系,控制施工质量以及组织力量及时排除施工中出现的意外情况和故障。

操作工作工1--2人;按照设计要求的施工工艺,正确操纵设备预搅和提升,观察和检查设备的运转情况,填写成桩原始计录,及时维修、保养设备。

司泵工1--2人;负责指挥灰浆配制和泵送浆液,进行材料用量统计和记录泵送时间,负责与前台的操作工、记录员保持联系,及时清洗、保养灰浆设备及输浆管线。

记录员1--2人;负责将当班的原始记录统计、汇总并整理施工资料。

送料工4--7人;按设计要求配合比配制浆液,按司泵工指挥将浆液转入集料斗,负责各种生产所需材料运输和供应。

机械维修工1人;负责全套施工设备的正常运转和维修,定期检查搅拌头的叶片是否完整如有脱落,及时修复。

电工1人;负责施工现场的动力及照明用电线路安装和安全使用。

B、深层搅拌桩干法施工每个机组由5--7人组成;

班长:1人;负责施工指挥,协调各个工序之间操作联系,控制施工质量以及组织力量及时排除施工中出现的意外情况和故障。

主机操作工:1--2人;按照设计要求的施工工艺,正确操纵设备预搅和提升,观察和检查设备的运转情况,填写成桩原始计录,及时维修、保养设备。

送料工:1--2人;负责在主机台操作人员的指挥下按设计要求控制定量输送料粉至搅拌喷头,填写送料原始计录,及时维修、保养设备。

装填工:3--4人;按送料工指挥将水泥或生石灰粉及时补充到灰罐;负责各种生产所需材料运输和供应。

记录员:1--2人;负责将当班的原始记录统计、汇总并整理施工资料。

机械维修工:1人;负责全套施工设备的正常运转和维修,定期检查搅拌头的尺寸。

电工:1人;负责施工现场的动力及照明用电线路安装和安全使用。

五、施工注意事项

对将要进行深层搅拌桩施工的场地事先应加以平整,彻底清除施工现场地面、地下及空中的障碍物。如现场地表过软,应采取防止施工机械失稳的措施。

湿喷法施工中实际使用的固化剂、外掺剂,要经过加固土室内试验的确认方能使用。泵送浆液必须连续,如因故停浆,要立即通知前台操作工,以防止断桩。

干喷法施工时应不断检查灰罐内的容量,及时补充。如采用生石灰粉为固化剂,应对生石灰粉的质量先行确认,在现场堆放的时间不宜超过五天,以避免由于材料因吸收了空气中的水份降低了品位,影响成桩质量。

施工时应使用定位卡以确保桩位的准确度和桩机的水平、垂直精度。

各类管线接头必须接好扎牢。各种电器设备要有防雨措施,严防漏电事故发生。

六、加固质量和效果的检验

深层搅拌桩成桩质量和效果检验可采用

1)、轻便触探;

2)、开挖;

3)、取样标惯;

4)、荷载板试验四种方法进行。抽检数量为总工作量的2%。

1、轻便触探:一般在成桩后7天之内,使用轻便钎探器钻取桩身加固土样观察搅拌均匀程度,同时根据钎探击数(N值)用对比法判断桩身强度。

2、开挖:开挖搅拌桩实体,观察桩体直径、外形或搭接情况;切割桩体截面,观察搅拌均匀程度。

3、取样标惯:采用小型钻机抽心取一段桩体,在室内加工成立方块,进行抗压强度检验。

4、荷载板试验:对搅拌单桩和加固后的复合地基要进行荷载试验和承载力检验。通常长度为7m、10m、15m的单桩极限承载力一般可达450KN、600KN和900KN,搅拌桩复合地基承载力可达100KPa/m2、150KPa/m2和200KPa/m2。

自检一般可采用前面两种方法。

七、工程应用实例

自1984年至1990年,采用深层搅拌法加固软土地基的工业与民用建筑有一百多个单项,用于地下挡土止水帷幕构筑的数量也不少;我司从1993年至1997年以来运用深层搅拌法施工的工程实例约有25万延长米。

1、道路软土地基处理深层搅拌法应用

广州乙烯工程指挥部在厂区拟建厂东路、厂南路及污水处理厂,要求地基承载力分别为100KPa/m2、150KPa/m2、200KPa/m2。由于天然地基不能满足承载力要求,必须考虑采用人工加固的措施。由广州市工程承包总公司设计院设计,采用深层搅拌法加固地基,其中地基承载力要求100KPa/m2、150KPa/m2的地段使用生石灰粉作为固化剂,地基承载力要求200KPa/m2的地段使用4.25普通硅酸盐水泥作为固化剂;总工作量2400延长米;总工期60天;完工后先采用开挖和轻便触探的方法进行自检,然后建设方又组织了钻探取芯的方法进行验收,其结果全部符合验收标准,满足设计要求。

2、基坑挡土止水帏幕深层搅拌法应用

广州市协和房地产有限公司在位于沙河的天南大厦一层地下室基坑,开挖深度5米,原设计基坑维护采用人工挖孔排桩支护,由于施工现场地下水位较高,人工挖孔桩只挖到负一米就无法施工;广州市民用设计院决定改用深层搅拌排桩作为该基坑的挡土止水帏幕,因考虑现场施工位置有限,只能双排布桩,所以设计成与砂浆土钉喷锚相结合的挡土墙。深层搅拌桩施工完毕后,砂浆土钉喷锚作业随基坑土方开挖进度跟进;原设计5米基坑,因地下室底板设计需要,局部位置超挖至6.5米,挡土止水帷幕保持稳定,基坑内经降水井降水后工程桩按设计方案采用人工挖孔桩顺利进行。

3、厂房基础深层搅拌法应用

广州经济开发区东区顶益食品有限公司厂房基础;施工场地是一片耕植土回填,从-2米至-9米是含砂流朔性淤泥,中间带有含砂夹层,由于地面的厂房是采用轻型结构,如选用预应力管桩作基础则造价过高;为此设计单位采用了深层搅拌桩作为承台基础,二、三期的三个分厂厂房基础8万多延长米仅用了一个半月时间就完成了。

4、基础承台加固深层搅拌法应用

珠江钢厂连铸连轧车间厂房基础承台在完成了预应力管桩施工后,开挖浇筑承台的钢筋砼,由于地质条件复杂,回填土底部的流淤无法承受上部的重量,造成大量的砼在初凝前从底部流失。根据上述情况,钢厂建设指挥部决定采用深层搅拌桩将基础承台底部加固;一共21个基础承台经深层搅拌桩加固后顺利地完成钢筋砼浇筑任务。

(龙涛)

来源:水利工程网

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