建筑施工中水泥搅拌桩工艺原理和施工技术要点

发表时间:2019/7/25   来源:《防护工程》2019年8期   作者:陈少华
[导读] 被广泛应用于建筑的地基处理中。本文主要对水泥搅拌桩的工作机理,及主要技术要点进行了概要的阐述,还分析了质量检测。
  摘要:作为基础工程的水泥搅拌桩,其质量好坏将直接影响到上部结构物的质量,致使做好水泥搅拌桩的施工及质量控制是十分重要的。但是,在水泥搅拌桩的施工中,由于单柱的工程量比较小,施工时间短,而通常一个单位内的搅拌桩的桩与桩之间的施工是连续的,施工强度高,因此要控制好每一根柱的质量有一定的难度。所以,必须对水泥搅拌桩施工有很深的认识,并严格控制施工的每一个环节。
  关键词:水泥搅拌桩;施工;工艺机理;技术要点
  
  
  水泥搅拌桩因其在施工时无振动,无噪音,无污染等优点,被广泛应用于建筑的地基处理中。本文主要对水泥搅拌桩的工作机理,及主要技术要点进行了概要的阐述,还分析了质量检测。
  一、深层水泥搅拌桩的工艺机理
  深层搅拌桩是采用深层搅拌机械,在地基深处利用水泥或石灰作为固化剂(浆液或粉末状),与软土强制搅拌混合,硬化后形成具有整体性,水稳定性和一定强度的优质地基。用水泥作为固化剂加固软土时,由于水化和水解反应,生成氧氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁铝酸钙等化合物,在水中和空气中逐渐硬化,钙离子和土中交换性钠离予发生交换作用,使粘土颗粒集合成较大团粒;水泥和土间搅拌越充分,混合越均匀,则水泥土结构强度的离散性越小,宏砚的总体强度也越高。水泥土的容重与软土接近,而比重稍大,无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增加而增加,水泥土的强度在龄期超过3个月后才缓慢增加,所以一般取三个月龄期的强度为标准强度。
  二、水泥搅拌桩施工技术要点
  水泥搅拌桩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部就地将软土和固化剂强制拌和,使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土,处理效果显著,处理后可很快投入使用。
  (一)施工准备
  a、搅拌桩施工场地应事先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石,树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土,不得回填杂土。
  b、水泥搅拌桩应采用合格的R32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前,承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。


  c、水泥搅拌桩施工机械应配备电脑录仪及打印设备,以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。
  d、水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后才能开钻。
  (二)施工工艺流程及其具体施工步骤
  施工工艺流程:桩位放样――钻机就位――检验、调整钻机――正循环钻进至设计深度――打开高压注浆泵――反循环提钻并喷水泥浆――至工作基准面以下0.3m――重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度――反循环提钻至地表――成桩结束――施工下一根桩。
  a、定位:将钻机移到指定桩位,对中双向调整钻机垂直度。
  b、浆液配制:严格控制水灰比,加水应经过核准的定量容器。水泥浆必须充分拌和均匀,检测其密度并记录。
  c、钻进喷浆、复搅提升:开动浆泵,将经过过滤的水泥浆送至搅拌头,开始钻进喷浆,钻进喷浆采用设计桩长和电流突变(进入持力层)双控。钻进至设计深度或持力层后原地喷浆搅拌30S后,开始提升复搅,复搅原则上为桩身全长,如无法进行全程复搅,应上报监理工程师批准。复搅过程中应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆。
  d、资料打印:成桩后,必须在移动钻机前打印施工过程资料和成桩资料,严禁移机后补打资料。成桩资料打印必须经旁站监理监督并签字确认。
  (三)具体施工步骤
  a、施工机械准备。深层搅拌桩机及相应辅助设备(灰浆泵、灰浆搅拌机等)。
  b、制备水泥浆。按设计确定的配合比拌制水泥浆,压浆前将水泥浆倒入集料斗。
  c、预搅下沉。待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导架搅拌切土下沉,下沉的速度由电机的电流监测表控制,工作电流不应>40A。
  d、提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵,将水泥浆压入地基中,边喷边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。
  e、重复上、下搅拌。搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空,为使软土和水泥浆搅拌均匀,再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。
  f、清洗。向集料斗注入适量热水,开启灰浆泵,清洗全部管线中的残存水泥浆,直到基本干净,并将粘附在搅拌头上的杂物清洗干净。
  g、移位。重复上述1―6步骤,进行下一根桩的施工。
  三、质量检验
  应在水泥土搅拌桩整个施工过程中进行质量控制,并应当坚持施工全程的监理。成桩7d后采用浅部开挖桩头(深度宜超过停浆而下0.5m),目测检查水泥搅拌桩的均匀性、成桩直径,检查量为总桩数的5%。根据施工质量情况,经触探检验对桩身强度有怀疑时,可先取一定数量的桩体进行开挖检验,检查加固柱体的外观质量、搭接质量和整体性等,检验桩体圆匀,无缩颈和回陷现象。复合地基承载力试验,检验数量为桩总数的0.2%,且每批检验不少于3根,单桩复合地基载荷试验按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79―2002)附录A要求进行试验。
  结语
  水泥搅拌桩法适用于处理软土,处理效果显著,处理后可很快投入使用,建筑工程施工中确保工程质量的前提下降低施工成本、缩短基础处理施工工期,在工期紧,出于成本考虑不易进行基坑大开挖或基础上质换填,考虑使用水泥搅拌桩进行基础处理是经济、科学的施工方案。
  
  参考文献:
  [1]兰晓玲.浅议水泥搅拌桩技术的现状及展望[J].山西建筑,2006―04―10.
  [2]JGJ79―2002,建筑地基处理技术规范[S].
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