水泥搅拌桩施工技术.ppt

水泥土搅拌桩施工质量控制,东南大学岩土工程研究所 Institute of Geotechnical Engineering of SEU,东 南 大 学 交 通 学 院 地下工程系 杜广印 博 士 教 授 联系电话： 13605164863,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,水泥土搅拌桩作为一种有效的软土地基处理方法在高速公路上得到了大量的应用，取得了良好的社会效益与经济效益。-良心工程,水泥土搅拌桩技术在江苏软土地基处理中占54%。,江苏滨海相软土区高速公路软基处理工程量比例图,粉喷桩技术在江苏海相软土地基处理中占49%。,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,水泥土搅拌桩技术在里下河地区软土地基处理中占56%。,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,水泥土搅拌桩的优点： 施工简单易行，桩身早期强度提高较快，施工效率高； 与其他桩体加固方法相比：振动小、噪音低，可在市区内和密集建筑物群进行施工； 与钢筋混凝土桩基相比，节约钢材，降低造价； 土体加固后容重基本不变，不会引起下卧层的附加沉降，能够有效地减少和控制沉降量。 理论上说，该方法应该是一种快速、经济、有效的地基处理施工工艺。大量工程实践表明，水泥土搅拌桩在具备较多优越性的同时，也存在一些问题：,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,粉喷桩施工过程中存在的问题: （1）当存在临空面时，粉喷桩施工会引起边坡失稳； （2）在已有构筑物附近施工，会引起地面开裂，构筑 物受损等现象； （3）施工完后的粉喷桩会突然下沉等。 （4）深部成桩效果差，处理深度有限，处理深度一般不 大于12m ； （5）桩间距较小（通常为1.1m1.5m），因此软基的处理费用较高； （6）地下水位以上桩体成桩缺陷; （7）环境污染大。,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,1m,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,湿喷桩施工过程中存在的问题： （1）水泥土搅拌难以均匀； （2）水泥浆在桩体中分布不均匀，特别桩体下部水泥浆掺入量达不到应有要求； （3）普遍存在地面冒浆现象，影响水泥浆掺入量； （4）桩土共同作用难以协调，需在桩顶部设置垫层或土工织物加筋层； （5）桩间距较小，破坏了土体的天然结构造价较高；,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,一、水泥土搅拌桩的特点及施工中常见的问题,二、水泥土搅拌桩的质量控制,水泥土搅拌桩的质量控制包括： 水泥土配合比试验 施工机械的检查与管理 现场工艺性试桩 施工现场管理 质量检测,1.施工机械管理 水泥搅拌桩施工设备应选用定型产品，并配有全自动电脑记录仪的设备。 严禁使用非定型产品、自行改装设备。严禁使用没有管道压力表和计量装置的设备。水泥搅拌桩施工设备分浆（湿）喷桩和粉喷桩两种。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,浆(湿)喷桩施工设备,二、水泥土搅拌桩的质量控制,粉喷桩施工设备,二、水泥土搅拌桩的质量控制,.配合比试验 确定水泥搅拌桩加固地基的技术参数 确定与地基土加固相适应的水泥品种、标号和掺入量 试验方法可参照粉体喷搅法加固软弱土层技术规范（TB10113-96）、建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）进行。 水泥 -应与大规模施工时拟采用的品牌、标号一致 试料土-在需要加固处理的软弱地基内，选择有代表性的土层，钻探取样采集必要数量的试料土。 试料土含水量必须在同一地层不同部位至少3处取样判定。 外掺剂-严格按设计要求的外掺剂种类或按省市高指要求选用。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,.配合比试验 水泥用量-水泥用量应按施工图设计文件要求取中值、+5kg/m和-5kg/m三个水泥用量进行试验，地质情况较复杂时，可在此基础上适当增加+10kg/m、-10kg/m等水泥用量的试验； 试件的制作及养护-试料土必须与水泥、外掺剂充分搅拌均匀，每个试件所需的试料土、水泥、外掺剂的质量必须按拟定的配合比事先用天平称量，并控制试件达到一定的密度； 试件的制模尺寸应为70.7mm70.7mm70.7mm的立方体。试件可在振动台上振实，也可人工捣实。每个制成的试样应连试模称取质量，同一类型试件质量误差不得大于0.5%； 试件养护温度应为203，湿度应为75%；试件养护龄期宜为7d、28d、90d。 试件强度测定-按软土地基搅拌桩加固法技术规程（YBJ225-91）进行测定，水泥土的强度以28天试块强度为准，一般要求R280.8MPa，R901.2MPa，具体数值应以施工图设计文件为准。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,3.现场工艺性试桩 试桩目的： 验证室内配合比 确定主要施工工艺指标。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,试验桩一般应在十根左右，在条件受到限制时，每种配合比不得少于三根。试桩时监理和业主代表应到场，同时应进行试桩工艺的详细记录。 试验桩施工原则上在室内配合比试验28天强度确定以后进行，若工期紧并有施工经验时，经现场监理及市高指批准，可通过7天室内配合比试验成果确定试桩，但室内配合比试验7天的强度不得低于0.5MPa。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,3.现场工艺性试桩 浆(湿)喷桩试桩： 试桩要求满足设计水泥浆喷入量的各种技术参数。 钻进速度：V1.0 m/分钟 钻进喷浆速度：V=0.40.7m/分钟 平均提升速度： 喷浆时 Vp=0.40.7m/分钟 复搅时Vp0.8 m/分钟 搅拌速度：V=3050转/分钟 喷浆时泵内泵送能力3050 L/分钟，并按机械类型及管道长度调整。 通过试桩，要求能够掌握下钻、提升的困难程度;确定钻头进入硬土层电流变化程度；确定水泥浆液密度；确定合适的输浆泵的输浆量;掌握水泥浆经浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等施工参数。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,3.现场工艺性试桩 粉喷桩试桩： 试桩要求满足设计水泥喷入量的各种技术参数 钻进速度：V1.0 m/分钟; 平均提升速度：Vp0.8m /分钟 搅拌速度：V30转/分钟 钻进、复搅与提升时管道压力0.1MPap0.2Mpa 喷灰时管道压力：一般应0.5Mpa 通过试桩应掌握下钻及提升的困难程度，确定钻头进入硬土层电流变化程度；确定合适的输灰泵的输灰量;掌握水泥干粉经输灰泵到达搅拌机喷灰口的时间;掌握预搅下钻速度、粉体搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升等施工参数。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,定位；下钻 、搅拌、喷（浆）灰； 提升、搅拌 ；成桩；移机。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,3.现场工艺性试桩 双向搅拌桩的施工工艺,二、水泥土搅拌桩的质量控制,4.现场施工 开工前准备： （1）由市高指组织对工艺性试桩进行质量检测； （2）根据工艺性试桩的检测结果编写施工组织设计，经驻地监理组审查，提出书面审查意见后，报总监（或总监代表）审批同意后方可施工； （3）编写安全操作条例，落实安全措施，经驻地监理工程师审批后方可施工； （4）搅拌桩施工的场地应事先平整，清除地上、地下一切障碍物(包括大块石，树根和生活垃圾)； （5）场地低洼处，沟塘处应及时排水，清淤及回填（压实度达到80%），不得回填杂土； （6）进行桩位放样； （7）准备好施工所需的水泥等原材料，并经检验合格。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,4.现场施工 施工工艺： （1）浆(湿)喷桩施工工艺： 定位 浆液配制 钻进、送浆 喷浆有以下两种方式： A、钻进喷浆 B、提升喷浆 复搅 资料打印 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。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,4.现场施工 施工工艺： （1）粉喷桩施工工艺： 定位 启动粉喷钻机，搅拌钻进直至加固深度，此时不喷射水泥。但为了不使喷口堵塞，需连续不断喷出压缩空气。 钻头钻进至设计标高或硬土层后，启动粉体发送器，并使搅拌钻头反向旋转提升，同时连续喷射水泥粉体。 搅拌钻头提升距地面3050cm时应关闭粉体发送器，防止水泥溢出地面污染环境。 钻机钻进速度及提升速度应根据试桩的结果确定。成桩宜采用2次搅拌工艺，即预搅钻进、提升喷粉搅拌。喷粉搅拌时，钻头每转1圈的上提量以1.01.5cm为宜。 复搅 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。成桩资料打印必须有旁站监理监督，打印完成后交旁站监理签认。 成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷灰口，桩机移至另一桩位施工。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,4.现场施工 施工注意事项： 为了保证施工质量，施工单位要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点，并在每台桩机上的醒目的标牌明示。施工过程应做好施工原始记录。 浆(湿)喷法： 垂直度-不得超过1.0%，桩位偏差不得大于5cm。 浆喷高程及停浆面-每米用浆量误差不得大于5。 水泥用量-每根桩所需浆液一次单独拌制完成，专人记录水泥用量. 下沉或提升的时间-专人记录，时间误差不得大于5秒。 复搅-全桩长范围内重复搅拌一次 ,复搅确有困难 ,分段复搅. 供浆 -必须连续 输浆管 -管道长度不大于60m. 施工顺序,二、水泥土搅拌桩的质量控制,4.现场施工 施工注意事项： 粉喷桩: 垂直度-不得超过1.0%，桩位偏差不得大于5cm。 桩长及水泥用量-桩长不得小于设计桩长或经监理工程师现场确认的施工桩长，单桩水泥用量不得少于设计水泥用量，粉喷桩每延米水泥用量误差不得超过5%。 复搅-全桩长范围内重复搅拌一次，以增加水泥土均匀性。复搅宜一次完成。 管道压力-不宜过大(以不堵塞出粉孔为原则).供粉必须连续，拌和必须均匀. 对输灰管要经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以6080m为宜.,二、水泥土搅拌桩的质量控制,二、水泥土搅拌桩的质量控制,5.质量检验,二、水泥土搅拌桩的质量控制,原始报表检查：施工原始报表应详尽、完善、如实地记录施工时间和工艺参数，完整地反映施工全过程。 人工开挖验桩：是检验搅拌桩质量（桩体外观质量和整体性的最简单最直观）和桩间距的一种方法。一般在每个段落最后一根桩完成一周后进行，开挖时对桩头必须小心处理，不准用重锤敲击。 钻孔取芯、标准贯入试验（CPT）：钻孔取芯和标准贯入试验方法参照粉体喷搅法加固软弱土层技术规范(TB10113-95)、软土地基搅拌桩加固法技术规程(YBJ225-91)、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）、公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）有关规定并严格按江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则执行。 载荷试验：桩的载荷试验是较接近桩的实际工作条件的试验，用以检查桩的沉降及地基承载力。,5.质量检验 质量检测要求： 驻地监理组,二、水泥土搅拌桩的质量控制,5.质量检验 质量检测要求： 市高指 对原始报表进行抽检； 搅拌桩水泥质量及水泥调拨台帐的检查； 一个施工段落在最后一根桩完成一周后对重点施工断面进行桩体外观质量和桩间距的检查验收。 桩长、桩身质量的检测，组织施工单位进行自检，检测频率2，抽检桩应分布均匀，具有代表性。抽检桩位由检测单位随机选定。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,省高指 对原始报表进行抽检； 组织实施水泥搅拌桩强检工作，省高指检测频率5，强检标准严格执行江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则进行，每个段落不低于2根，抽检桩应尽可能覆盖施工单位每个施工机组，且分布均匀。 组织进行载荷试验，可根据设计要求选择典型断面进行。,二、水泥土搅拌桩的质量控制,三、水泥土搅拌桩施工中注意事项,（1） 施工单位对于下钻深度、喷浆（粉）量、复搅长度等各种施工参数以及施工过程中各种问题和处理措施，要有详细记录，且必须有施工技术人员在现场控制，标段中标单位必须对现场施工进行监督管理，严格按规定做好质量管理工作。 （2）严格控制喷浆（粉）标高和停粉标高，不得中断喷浆（粉） ，确保桩体长度，严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆下钻作业。 （3） 浆（粉）喷桩施工中因故喷浆（粉）中断，必须在24小时内复喷，第二次喷浆（粉）接桩时，其重叠长度应大于1m，如超过24小时应进行补桩，两桩桩径重叠长度不小于1/3。,（4） 搅拌机每次下沉或提升时间必须有专人记录，深度误差不得大于5cm，时间误差不得大于5s。 （5） 水泥用量的误差不得大于1%，施工中发现喷浆（粉）量不足，必须整桩复打，复打的喷粉量仍应不小于设计用量。 （6） 桩身施工时，应采用中-低速档钻进（或提升），切勿采用高速档快速钻进（快速提升）。钻进速度控制在不大于1.2 m/min，到达设计深度提前喷浆（粉） ，提升速度控制在小于1m/min 。 （7） 施工期间对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得小于1cm。,三、水泥土搅拌桩施工中注意事项,（8） 浆（粉）喷桩的打设范围应严格按图纸执行，特别是桥头锥坡及边坡护坡道范围内的浆（粉）喷桩，以确保路基稳定。 （9） 桥头施工时，对于桩柱式桥台，应先进行地基处理后填土至路床施工高程并待预压期完成后施工桥台桩；对于肋板式桥台，施工顺序为浆（粉）喷桩桥台桩承台-肋板填土，浆（粉）喷桩桩顶高程应略低于承台底标高，然后用石灰处治土补填至设计标高。 （10） 对于采用浆（粉）喷桩处理的通道路段，施工前将原地面整平至设计整平高程，然后沿构造物轴线方向布桩，待浆（粉）喷桩施工完毕后，需养生至设计强度的80%以上，桩身强度取芯样的无侧限抗压强度达到1.0MPa时，才可挖至桩顶高程，然后施工通道基础。 （11）成桩七天后，应进行开挖检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，成桩28天后应进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度试验，抽检频率5%。 （12）注意施工场地的整洁，严禁散灰大面积污染场地。,三、水泥土搅拌桩施工中注意事项,四、施工常见故障及排除与防治方法,四、施工常见故障及排除与防治方法,四、施工常见故障及排除与防治方法,四、施工常见故障及排除与防治方法,四、施工常见故障及排除与防治方法,四、施工常见故障及排除与防治方法,