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水泥搅拌桩加固软土地基施工方法

浅析水泥搅拌桩加固软土地基的施工方法
摘要:水泥土搅拌桩具有施工方便、费用低廉的优点,在我国
也得到了广泛的应用。尤其是软土地基上施工时,一旦软土路基处
治不当,将会造成沉降过大,甚至路基破坏的严重后果。而水泥土
搅拌桩加固软土路基是一种常见的方法,具有施工方便、费用低廉、
加固软弱土厚度大的优点,在我国得到了广泛的应用。下面本文对
水泥搅拌桩加固软土地基的施工方法进行了探讨。
关键词:水泥搅拌桩;软土地基;
一、水泥搅拌桩的施工原理
水泥搅拌桩是处理软土地基的一种施工方法,它利用特殊的搅
拌机,将带搅拌头的轴旋转进入地基深层,经由输送管向软土中注
入水泥粉或者水泥浆的同时,搅拌头旋转切割软土并将软土与水泥
浆(粉)搅拌均匀,使固化材料与软土之间发生物理化反应,形成抗
压强度比天然软土强度高得多。特点有:1、施工时无振动、无噪
声、无污染,可在市区内和密集建筑群中进行施工;2、土体加固后
重度基本不变,对软弱下卧层不致产生附加沉降;3、与钢筋混凝土
桩基相比,节省了大量的钢材,并降低了造价;4、根据上部结构的
需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式。5、
施工速度快。大量工程实践证明,对于深度在12m左右,含水量在
30~60%的软土,水泥搅拌桩的效果是明显的。
二、水泥搅拌桩加固软土地基的施工方法
水泥土搅拌桩从施工工艺上可分为湿法和干法两种,湿法常称
为浆喷搅拌法,干法常称为粉体喷射搅拌法。
1、湿法搅拌桩施工
湿法搅拌桩施工工艺流程为:1)定位:使用起重机(或塔架)
悬吊深层搅拌机到达指定桩位,对中。2)预搅下沉:待深层搅拌
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
搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。3)制备水泥浆:待深层搅拌机下
沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比搅拌水泥浆,待压浆
前将水泥浆倒入集料斗中。4)提升喷浆搅拌:待深层搅拌机下沉
到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆、
边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。5)
重复上、下搅拌:深层搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时,
集料斗中水泥浆应正好排空。为使水泥浆和软土充分搅拌,可再次
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。6)清洗:向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全
部管路中残留的水泥浆,直至基本干净。同时将粘附在搅拌头的软
土清洗干净。7)移位:重复上述操作,进行下一根桩的施工。施
工中应注意的问题:施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆
经输浆管到达搅拌头喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参
数。起吊设备要保持水平,在地面较为起伏时,一定要保持设备的
水平,这样才能保证施工的顺利进行和桩身的质量。要保证施工安
全,冷却循环水在整个施工过程中不能中断,应经常检查进水回水
的温度,回水温度不应过高。保证施工电压。施工时应保证连续性,
因故停浆时,宜将搅拌头下沉至停浆点以下一定深度(一般为
0.5m),待恢复供浆后再喷浆提升;若停机超过3小时,为防止浆
液硬结堵管,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗。预搅下沉时不宜冲水,
当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩,
含水量的增加对桩身强度的影响。搅拌桩的垂直度偏差不得超过
1%,桩位布置偏差不得大于50mm,桩径偏差不得大于4%。搅拌头
喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,应有专人记录搅
拌头每次下沉的深度和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm,
时间误差不得大于5s。制备好的水泥浆液不得离析,泵送要连续,
搅拌浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应
有专人记录。
2、干法搅拌桩施工
干法搅拌桩施工工艺流程为:1)钻机就位对中:根据设计,首
先确定加固机体的位置,使搅拌轴保持垂直。2)下钻:启动搅拌
钻机,钻头边旋转边钻进。为了防止堵塞喷射口,此时并不喷射加
固材料,而是喷射压缩空气,可使钻进顺利,负载扭矩。随着钻进,
准备加固的土体在原位受到搅动。3)提升喷射搅拌:在确认加固
料已喷至孔底时,按0.5 m/min的速度反转提升。当提升到设计停
灰标高时,应慢速原地搅拌1~2min。4)提升喷射搅拌:在确认加
固料已喷至孔底时,按0.5 m/min的速度反转提升。当提升到设计
停灰标高时,应慢速原地搅拌1~2min。5)下沉重复搅拌:为保证
粉体搅拌均匀,须再次将搅拌头下降到设计深度,提升搅拌时,速
度应控制在0.5~0.8m/min左右。6)钻具提升到地面后,钻机移
位对孔,按上列步骤进行下一根桩的施工。施工中应注意的问题:
施工前应检查施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等,确认完好
后方准使用。设计上要求搭接的桩体,须连续施工,一般相邻的施
工间隔时间不超过8h。若因停电、机械故障而超过允许时间,应征
得设计部门的同意,采取适宜的补救措施。对于土体含水量很高、
强度很底的软弱土或可能出现液化的粉土,可在向下钻进搅拌的同
时,喷射水泥粉,从而达到改善土的稠度,防止应压缩空气的脉动
致使粉土的液化。喷粉时要求灰罐内的气压比管道内的气压高
0.02~0.05mpa,以确保正常的送粉。桩体施工的过程中,应注意
观察钻机的状况,如发现钻机不正常的振动、晃动、倾斜、移位等
现象,应及时停钻检查,必要时应提钻重打。
三、结语
总之,水泥深层搅拌桩是进行软基加固的一种有效形式,是国
内、外目前进行地基处理的主流技术之一,在我国也得到了迅速的
发展和推广应用,具有经济、施工方便等优点,在施工过程中,必
须加强管理认识、紧抓施工环节、严格质量要求,唯有如此,才能
严格控制工程质量。
参考文献:
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