特殊路基处理(加固土桩)试验段施工方法

发表时间:2019/1/10   来源:《科技新时代》2018年11期   作者:韩博臣
[导读] 本文结合工程实例对特殊路基处理(加固土桩)试验段的施工方法进行总结,通过试验段试桩施工和质量状况、工艺细节分析,找出施工中的不足并加以改正,并以此为标准指导后续批量施工。

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司,  四川 成都 610091)
        摘要:本文结合工程实例对特殊路基处理(加固土桩)试验段的施工方法进行总结,通过试验段试桩施工和质量状况、工艺细节分析,找出施工中的不足并加以改正,并以此为标准指导后续批量施工。
        关键词: 特殊路基  试验段  施工方法
        1.工程概述
        本项目高速公路起止桩号为K0+000.00~K21+500,路线全长21.5km,全线设计共设置了加固土桩693323.2m,其桩间距A区1.2米/B区1.5米/C区1.8米以等边三角形布置,桩径50厘米,置换率为0.157/0.101/0.070。固化剂采用普通硅酸盐42.5R级水泥,水泥掺入量根据试桩情况确定,设计建议值为55kg/m。
        根据项目实际情况及整体部署,拟选取K7+956.00~K7+964.25段作为试桩区,试验桩共24根,分为四行六列,四行编号为A、B、C、D,六列编号为1、2、3、4、5、6列。根据行列组合,试验桩编号分别为:第一行:A1、A2、A3、A4、A5、A6;第二行:B1、B2、B3、B4、B5、B6;第三行:C1、C2、C3、C4、C5、C6;第四行:D1、D2、D3、D4、D5、D6。
        试桩单根桩长7.5m,桩距1.5m,桩径50cm,根据试桩设置,每米水泥掺量分为两种,即50kg/m和55kg/m,则单根试验桩水泥用量为375kg和412.5kg;置换率为0.101。依据地勘文件该段含水率约为22%,现场取土检测为24.2%,试桩采用浆喷法施工试桩采用浆喷法施工。
        2.试桩目的
        通过试验段试桩施工和质量状况、工艺细节分析,找出施工中的不足并加以改正,并以此为标准指导后续批量施工。
        试桩目的:
        (1)提供满足设计成桩质量的各种技术参数。试验桩确定每米水泥掺量、钻进速度、提升速度、复搅速度、喷浆压力、单位时间喷入量、单桩成桩时间等。
        (2)确定搅拌的均匀性。
        (3)掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施。
        (4)指导加固土桩的全面施工,保证加固土桩施工操作在受控状态下按规定程序和要求进行。
        3.试验桩设计参数
        试验桩呈等边三角形排列,单桩长为7.5m,桩距为1.5m,桩径为0.5m,置换率为0.101。试桩分四组,按下图布置:
        
        4.施工准备
        4.1现场布置
        试验段设置在K7+956.00~K7+964.25段,该段紧邻界姜路,试桩机械可沿该道路抵达试验区域。界姜路来往车辆较多,采用钢管架+防护网在其两侧布置防护,并设置警示牌,施工现场清除表层土并整平,修筑临时便道,使施工机械从界姜路直接进入施工现场。
        4.2施工测量
        依据监理工程师批复的控制桩坐标及高程对清表后地面进行复测,按照设计平面图桩位布置进行测量放线,用GPS、钢尺定出每排桩位轴线和逐桩中心,并用白灰和木桩作醒目标记,以免破坏,测量人员填写放样记录,报监理工程师审查。
        4.3材料要求及准备
        固化剂采用普通硅酸盐42.5R级水泥。水泥生产厂家为鲁南中联水泥有限公司,产地为滕州市界河镇,水泥进场时,原材料供应商提供产品出厂合格证及出厂日期,并由试验室对其进行抽检,建立水泥进场台账,再经监理抽检检测合格后方可使用。进场后水泥必须下垫上盖,离地高度不小于30cm,采用防雨布覆盖严实。
        水泥浆拌制用水采用饮用水,保证水源清洁,满足水泥浆拌合需要。
        4.4加固土桩机械要求
        (1)施工机械必须安装喷浆量自动记录装置,并对该装置定期标定;
        (2)定期检查钻头磨损情况,当直径磨损量大于10mm时,必须更换钻头
        4.5试验段场地清理与处理
        目前加固土桩试验段清表工作已完成,若试验段施工时地面有杂草,采用平地机对该段地表杂草进行刮除。
        5.试桩方法
        本试验段对K7+956.00~K7+964.25段区域内的24根加固土桩通过设定不同每米水泥掺量、提管速度、复搅速度对桩基进行试桩施工。根据施工经验、设备性能及试验室室内水灰比试验,水灰比采用0.5,初次钻进速度0.8m/min,具体方法如下:
        第一组试桩(A列):喷浆提管速度0.6m/min,复搅速度0.6m/min,水泥掺量50kg/m,水泥掺量55kg/m,分别设计3根,共计6根。
        第二组试桩(B列):喷浆提管速度0.6m/min,复搅速度0.8m/min。水泥掺量50kg/m,水泥掺量55kg/m,分别设计3根,共计6根。
        第三组试桩(C列):喷浆提管速度0.8m/min,复搅速度0.6m/min。水泥掺量50kg/m,水泥掺量55kg/m,分别设计3根,共计6根。
        第四组试桩(D列):喷浆提管速度0.8m/min,复搅速度0.8m/min。水泥掺量50kg/m,水泥掺量55kg/m,分别设计3根,共计6根。
        通过以上的24根试桩,确定出提管速度、复搅速度及水泥掺量。施工过程中详细记录每根桩的喷浆压力、单位时间喷入量及成桩时间。
        6.浆喷桩施工工艺
        6.1工艺流程
        整平原地面→测量定位→钻机对中→下钻、喷浆→提升、喷浆搅拌→复搅→打印成桩资料→关机移位→桩头处理→质量检测
        6.2主要施工方法
        (1)钻机对中:本试验段桩位已经全部进行了编号,同时配套检查进场钻机、灰浆搅拌机和喷浆系统,确保能够顺利完成施工。施工前丈量钻杆长度,并标上显著标志。操作手移动钻机,使钻头正对准桩中心,偏差不得大于5cm。用水平尺检查钻机底座水平;用垂球校正钻架的垂直度,使其偏差在1.5%以内。施工中操作人员必须根据底座上的水平尺来调节底座水平。现场技术员对钻头直径进行检查,并认真填写检验记录。现场施工人员须明确桩位编号及所对应的桩长,并作好施工记录。
        (2)浆液配制:根据试验室配合比严格控制水灰比,加水应经过核准的定量容器。水泥浆搅拌桶要标有用水量明确刻度,水泥浆必须充分拌合均匀,使用砂浆搅拌机进行制浆,每根桩开始前、施工过程中对浆液比重检测并做好记录。
        (3)下钻、喷浆:将制备好的水泥浆过滤后倒入贮浆桶,贮浆桶要有足够容积,一次贮备比整桩浆液稍大,其内标注容量刻度。开动灰浆泵,将浆液送至搅拌头,开始喷浆,喷浆时泵内泵送能力根据设计的速度不同调整。下钻杆时,先使桩机安置在标定的孔位上,使钻头中心对准孔中心,杆位偏差在±5cm以内,调整桩机水平度及垂直度,同时由质检人员用吊线再次进行复核,保证孔斜率不大于1.5%,然后开动灰浆泵,并调整灰浆泵压力档次,带浆下钻,钻至设计桩底高程后,原地喷浆搅拌时间不少于30秒,保证喷浆量满足要求。将搅拌头自桩底反转匀速提升搅拌,并连续喷入水泥浆液,直至设计桩顶高程(桩顶设计标高为清表整平后地面下50cm,施工时停灰面应至地表)。
        (4)复搅:根据设计要求,浆喷桩均进行全程复搅一次。正向开动搅拌机,复搅,钻头下沉到桩底后,搅拌机反向旋转,匀速提升钻头。桩顶搅拌约1min后停止搅拌,缓缓地将钻头提出地面。
        (5)桩头处理:钻机移走后,为促进桩体凝固,提高强度,在桩位处覆盖土进行养生,同时不能扰动桩周围土。当桩位施工完成至少28天后方可进行路基的原地面清理和填前的压实工作。试验桩完成后采用警戒旗围挡,防止车辆碾压。
        (6)资料打印:成桩后,在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料,严禁移机后补打资料。
        (7)清理:清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口,桩机移至另一桩位施工。
        (8)试验段土桩施工完毕质量检测合格后,对地表50cm土进行掺灰压实处理。
        7.实验总结
        当试验段结束后立即编制试验段总结,并上报监理工程师批准,做为工程开工的依据,报告中应说明:(1)深层搅拌机具型号;(2)钻进速度;(3)提升速度;(4)搅拌速度;(5)喷浆压力;
        (6)单位时间喷入量;(7)水泥掺入量;(8)单桩成桩时间;(9)桩体无侧限抗压强度及复合地基承载力报告。
        参考文献:
        1. 《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006);
        2. 《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG T D31-02-201);
        3.《本项目两阶段施工图设计》。
        作者简介:
        韩博臣(1981-),男,工程师,一级注册建造师,就职于中国葛洲坝集团第二工程有限公司。
 

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