浅析水泥搅拌桩墙在流沙地基中的应用

2015-07-10 204 0

  1引言
 
  塘尾闸下游左岸堤段防洪工程,是一项以水利为主,涉及城建、环保、交通、国土等诸多方面的城乡水利综合治理工程。在对该工程模袋混凝土护坡基面开挖过程中,由于该地段地下水含量非常丰富,坡脚原土为粉细砂岩组成,开挖时随地下水流出致使坡面坍塌,无法按设计图纸修坡成型。
 
 
  针对此流沙问题,先是采用松木桩支护处理方案,但土颗粒仍从松木桩之间的空隙流出,从而导致岸坡坍塌,并不能有效的解决流沙问题,后决定在边坡的中部及坡脚各施工一道水泥搅拌桩墙来进行基础处理。水泥搅拌桩是利用深层搅拌机把水泥当做固化剂喷入软弱层深部,同时施加机械搅拌,使固化剂与软土充分搅合。在水的作用下,固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应,改变原来软土的性质,使之硬结成具有显著的整体性、水稳定性和一定强度的水泥土体。下面主要是对此施工方法做简要的分析。
 
  2施工参数
 
  由于地层条件和施工成品千变万化且事前不易掌握,有关截渗墙的设计主要还是凭借类似工程的施工经验,一般墙底至少应低于基坑底面1.0m。
 
  本工程采用桩径60cm@45cm的水泥搅拌桩,水泥为通用硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5MPa,水灰比按1:0.5、水泥单耗按75kg/m控制。
 
  3施工方法
 
  1)施工工艺流程。
 
  2)施工顺序
 
  (1)设备就位:成桩设备安装就位于平整和稳固的基面,以确保施工中不发生倾斜、移动,并在桩架上设置用于施工中观测深度和斜度的装置。
 
  (2)制备水泥浆液:按设计确定的水灰比制备水泥浆液,并记录其质量。
 
  (3)搅拌机预搅下沉:搅拌机预搅下沉时边冲清水边下沉。
 
  (4)提升喷浆搅拌:搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压人地基中,并且边喷浆、边旋转,使水泥浆和软土充分拌和。搅拌桩的施工工艺(钻进速度、喷浆压力控制、喷浆量控制、钻进深度误差)根据设计要求的配比和搅拌试验实测的各项施工参数换算后确定。
 
  (5)重复上下搅拌:为使软土和水泥浆液搅拌均匀,可按设计要求复搅若干次。特别注意桩头的施工质量,搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时,采用慢速,当喷浆口即将出地面时,停止提升、搅拌数秒,以保证桩头均匀密实。
 
  (6)成桩:当喷浆量达到设计要求后即可完成一根搅拌桩的作业,开启灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,桩机移至下一桩位施工另一根搅拌桩,使桩与桩相割形成一道连续墙。
 
  3)施工工艺要点
 
  (1)水泥浆要严格按预定的配合比拌制,制备好的浆液应不离析、不停置时间过长,超过3h的浆液作废浆处理。浆液倒入集料斗时加筛过滤,以免浆内结块损坏泵体。
 
  (2)施工前应标定灰浆泵输浆量,灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等参数。宜用流量泵控制输浆速度,一般为30L/min。注浆泵出口压力保持在0.4~0.6Mpa,并使搅拌提升速度与输浆速度同步。
 
  (3)为保证搅拌桩的垂直度,注意桩机平台的平整度和导向架对地面的垂直度,使垂直度偏差不超过0.3%。为保证桩位准确度,必须使用定位卡,使桩位偏差不大于5cm。
 
  (4)为保证桩端施工质量,当浆液达到出浆口后,喷浆座底30s,使浆液完全到达桩端。
 
  (5)在成桩过程中,前台操机与后台供浆要密切配合,联络信号必须明确,一旦因故停浆,立即通知前台。为防止断桩和缺浆,当搅拌机重新启动时,均应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m(如采用下沉搅拌送浆时应提升0.5m),再继续制桩,如因故停机超过3h,为防止浆液硬结堵管,应拆卸输浆管路,妥为清洗。
 
  (6)施工记录设专人负责,详细记录搅拌机始沉时间、每米下沉或提升的时间、记录来浆与停浆时间、完成桩体施工时间,记录时深度误差不大于5cm,时间误差不大于5s,施工中发生的问题及处理情况均应注明。
 
  4结论
 
  通过本工程的实践,采用水泥搅拌桩施工技术能有效的解决流沙地基施工难度大、施工成本高的问题,尤其适用边坡等非承重部位的流沙问题。并该项技术与同类技术相比,具有材料简单、、质量可靠、投资经济、使用寿命长、对环境无影响等特点,因此积极推广该技术,将为此类地质情况的处理起到积极的作用。
 
  参考文献:
 
[1]刘文清.最新水利水电防渗工程施工工艺与技术标准实用手册.安徽文化音像出版社,2004.
 
[2]水利水电工程施工手册.第2卷,土石方工程,中国电力出版社,2002. 

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