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文檔簡介

目錄TOC\o"1-2"\h\u20301 127526摘要 112026一、引言 119250二、水泥攪拌樁的介紹與適用范圍 230208(一)水泥攪拌樁的介紹 27586(二)水泥攪拌樁的適用范圍 231562三、水泥攪拌樁工程施工中出現(xiàn)的問題與對策 316025(一)樁位偏差大 34615(二)垂直偏差過大 326905(三)噴漿不正常 413181(四)抱鉆 423161(五)冒漿 513376(六)樁頂強度低 522310(七)樁體不均勻 618548(八)樁徑偏小 626235(九)復(fù)合地基承載力不足 730399(十)粉噴樁的“沉樁”問題 71625四、水泥攪拌樁工程過程中施工質(zhì)量問題與對策 722541(一)當(dāng)前攪拌樁成樁質(zhì)量問題 723642(二)攪拌樁質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因 812901(三)當(dāng)前攪拌樁問題的解決辦法 923007四、結(jié)語 12摘要水泥攪拌樁是一種非均質(zhì)樁,它的橫斷面的四周強度較大,中心水泥很少,甚至“中空”,這是由于水泥攪拌樁的施工機械和工藝決定了的,它就是一個外強內(nèi)弱的“蛋殼樁”。這也是水泥攪拌樁區(qū)別于其他樁類(例如鉆孔灌注樁)的特點。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗,全面分析了深層水泥攪拌樁在施工中存在的問題,闡述了問題產(chǎn)生的原因,并歸納總結(jié)了各種預(yù)防措施和處理方法,以確保水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;地基;承載力;過程質(zhì)量一、引言水泥攪拌樁作為軟地基處理的方法被廣泛應(yīng)用于工民建、公路、鐵路等工程建設(shè)中。常見的設(shè)計:樁徑為300rnm,400mm,500mm,樁距為1100ml/l~1500l/ll'n,樁長為7m~18m之間,正三角形、梅花點布置。通過水泥攪拌樁的處理,地基的承載力有顯著的提高,工后沉降明顯降低。原地基承載力一般都小于90kPa,通過水泥攪拌樁處理后,復(fù)合地基承載力可提高到120kPa~150kPa。但是水泥攪拌樁在施工過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題,本人根據(jù)多年的施工實踐,對水泥攪拌樁在施工過程中存在的問題逐一進行分析,并與有經(jīng)驗的施工操作手進行交流,現(xiàn)場解決問題,歸納預(yù)防措施和處理方法,為同類工程提供借鑒。二、水泥攪拌樁的介紹與適用范圍(一)水泥攪拌樁的介紹水泥與軟土采用強制機械拌和后形成水泥土,它是基于水泥與軟土的一系列物理和化學(xué)的反應(yīng)過程。水泥攪拌樁是指軟基處理的一種有效形式,是一種將水泥作為固化劑的主劑,利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌,使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)而提高地基強度。水泥攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。20世紀70年代,開始用水泥攪拌樁加固軟土地基,已有40多年的歷史。它是通過特制的深層攪拌機,將軟土和水泥(固化劑)強制攪拌,并利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使土體固結(jié),形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁。該工藝主要用于軟土地基的處理。水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土地基的一種方法,它利用水泥作為固化劑,通過特制的攪拌機械,在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。加固深度通常超過5m,干法加固深度不超過15m,濕法加固深度不超過20m。用回轉(zhuǎn)的攪拌葉片將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強制拌和形成泥加固體。(二)水泥攪拌樁的適用范圍1.水泥土攪拌樁的施工工藝分為漿液攪拌法(以下簡稱濕法)和粉體攪拌法(以下簡稱干法)。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、軟—可塑粘性土、松散—中密粉細砂、稍密—中密粉土、松散—稍密中粗砂和礫砂、黃土等土層。不適用于含大孤石或障礙物較多且不易清除的雜填土,硬塑及堅硬的粘性土、密實的砂類土以及地下水滲流影響成樁質(zhì)量的土層。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%(黃土含水量小于25%)、大于70%時不應(yīng)采用干法。寒冷地區(qū)冬季施工時,應(yīng)考慮負溫對處理效果的影響。2.水泥土攪拌法用于處理泥炭土、有機質(zhì)含量較高或pH值小于4的酸性土、塑性指數(shù)大于25的粘土或在腐蝕性環(huán)境中以及無工程經(jīng)驗的地區(qū)采用水泥土攪拌法時,必須通過現(xiàn)場和室內(nèi)試驗確定其適用性。

3.水泥土攪拌法可采用單頭、雙頭、多頭攪拌或連續(xù)成槽攪拌形成水泥土加固體;濕法攪拌可插入型鋼形成排樁(墻)。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。

4.擬采用水泥土攪拌法處理地基的工程,除按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進行巖土工程詳勘外,尚應(yīng)查明擬處理土層的PH值、有機質(zhì)含量、地下障礙物及軟土分布情況、地下水及其運動規(guī)律等。三、水泥攪拌樁工程施工中出現(xiàn)的問題與對策(一)樁位偏差大根據(jù)設(shè)計要求,樁位偏差應(yīng)控制在5em范圍內(nèi),但實際情況往往達不到要求。1.產(chǎn)生原因:(1)對準(zhǔn)措施不到位。目前深層水泥攪拌樁大多采用平鏟爬行式鉆機。鉆機在前進、倒退過程中,因溢漿漫流、視線阻隔,操作手根本看不到設(shè)計樁位點的位置,一切憑感覺操作。(2)因地質(zhì)情況復(fù)雜,鉆機下沉中途遇到較大粒徑的卵石、孤石難以下鉆,不得提鉆桿后移位重鉆,這種情況下,樁位偏差一般在20cm~30em左右。2.預(yù)防措施在鉆機操作平臺上焊接一根鋼筋,根據(jù)機型,一般來說從鉆桿距鋼筋控制點的位置為2倍的樁距。以1.5m的樁距為例,鋼筋焊接點距鉆桿中心的距離為3m,控制線的側(cè)面為兩排樁的距離。等邊正三角形的高為1.3m,兩排樁的距離為2.6m,用重線錘的方法對準(zhǔn)。如果因地質(zhì)原因,遇到孤石重鉆,本人認為這屬于補樁的特殊情況,在記錄中表述清楚即可,不可過分苛求。垂直偏差過大根據(jù)設(shè)計要求,水泥攪拌樁垂直度不得大于1%,如果垂直度偏差過大,將影響地基的承載力,同時,如果樁的垂直度過大,在鉆芯檢驗時,可能取芯到樁體外,出現(xiàn)界限分明的芯樣,導(dǎo)致取芯不成功,也容易造成樁長不足的假象。產(chǎn)生原因目前的鉆機大多采用支腿式機型,如果地形不平,四條腿支的不平或個別腿支撐不牢固,容易導(dǎo)致機架傾斜,機架傾斜則鉆桿不垂直。部分支腿不牢固,機架晃動大,也可導(dǎo)致鉆桿不垂直,垂直度偏差過大。預(yù)防措施:(1)在機架上掛垂線,在機架橫梁上畫出中線,只有機架垂直才能鉆桿垂直,只有鉆桿垂直才能樁體垂直。2)保證每條支腿都與地基充分接觸受力,只有支撐牢固才能保證機架穩(wěn)定,只有機架穩(wěn)定才能預(yù)防鉆桿傾斜。噴漿不正常1.產(chǎn)生原因:(1)注漿泵損壞。(2)注漿口被堵塞。(3)水泥漿中有硬結(jié)塊及雜物等,也可將管路堵塞,影響噴漿。(4)水泥漿的水灰比不對,稠度不適合,水灰比過大,成樁效果差,水灰比小,泵漿困難。(5)水泥漿泵的調(diào)速器運轉(zhuǎn)不正常,泵漿壓力不對。(6)水泥漿管道太長,中問彎曲度太大。一般來說管道的長度最理想的是不超過50m,中間盡量不要打彎,如果管道長度超過100m,甚至達到200m,壓力損失過大,噴漿就不正常。2.預(yù)防措施:(1)施工前必須對注漿泵、攪拌機等機械進行試運轉(zhuǎn)。(2)班組工作結(jié)束時對注漿泵、注漿口等部位進行清洗。(3)噴漿口應(yīng)安裝止回閥。(4)在鉆頭噴漿口上方,最好設(shè)置越漿板,防止噴漿口被堵塞。(5)在集漿池的上部應(yīng)設(shè)置細篩過濾,以防雜物及硬塊進入管道中。(6)選擇合適的水灰比。設(shè)計要求水灰比為0.45—0.6之間,一般來說,選用0.5的水灰比既能保證樁體的質(zhì)量,又不影響噴漿,也能保證水泥用量。具體選用什么樣的水灰比應(yīng)通過試樁進行對比試驗進行確定。抱鉆產(chǎn)生原因:(1)施工工藝選擇不當(dāng)。(2)粘性土的顆粒之間的粘結(jié)力比較強。水泥漿與土不易均勻拌和,在攪拌過程中很容易出現(xiàn)抱鉆現(xiàn)象。(3)在地層中出現(xiàn)砂礫層,因攪拌振動,卵石擠在鉆桿的周圍。(4)發(fā)生機械故障,如鉆桿上的軸承損壞。(5)長時間停電達3h以上,導(dǎo)致水泥凝固,將鉆桿抱緊抱死。2.預(yù)防措施:(1)對于不同的土層,選擇合適的對應(yīng)的不同施工工藝。在正式開工前應(yīng)對地層結(jié)構(gòu)進行充分的了解,必要時做地質(zhì)鉆探。(2)攪拌機沉入前,樁位處要注水,使攪拌頭的表面濕潤。如果地表為軟粘土?xí)r,可適當(dāng)摻加一定量的砂,從而改變土的粘度,防止抱鉆頭。(五)冒漿1.產(chǎn)生原因:(1)有些土雖然不是粘土,但上覆壓力大,持漿能力差,很容易冒漿。(2)鉆桿鉆進過程中遇到堅硬的持力層或孤石,進入緩慢,但漿液正常泵送,攪虛的土體中水泥漿達不到飽和狀態(tài)而溢漿。(3)鉆桿提升過程中,上升速度過快,攪拌不徹底,但水泥漿泵的壓力不減,還控制在0.4MPa一0.6MPa之間,出現(xiàn)冒漿。2預(yù)防措施:(1)對在輸漿過程土體的持漿能力的影響而出現(xiàn)的冒漿現(xiàn)象,導(dǎo)致實際輸漿量小于設(shè)計用量,可以采用如下辦法:輸水?dāng)嚢枰惠敐{拌和一攪拌的工藝。同時攪拌機的轉(zhuǎn)速提高到500r/min,鉆進速度降到1m/min,使土與水泥漿充分拌和,減少冒漿。(2)遇到堅硬的持力層或孤石時,減少泵漿壓力,保持鉆進與噴漿協(xié)調(diào),可以減少冒漿(溢漿)。(3)提升過程中速度不宜過快,泵漿壓力不宜過大。(六)樁頂強度低產(chǎn)生樁頂強度低的原因比較多,主要有以下幾個方面的原因。產(chǎn)生原因:(1)表層加固的效果比較差。(2)因地基表面覆蓋壓力比較小,在拌和過程中,土體上提,很難拌和均勻。(3)在樁頂處鉆桿的提升速度過快,注漿量不足(特別是存在虛樁的工程部位,其樁頭的位置不易掌握)。(4)水灰比過大。(5)水泥的質(zhì)量不高或者水泥的品種不同(對于礦渣水泥早期的強度比較低)。(6)清洗管道后,水未排除干凈,便注入樁體。(7)部分施工隊為提高生產(chǎn)效率,邊加水邊加水泥,邊攪拌邊使用。水灰比不均勻。(8)樁頂部位未用鉆頭壓磨。2.預(yù)防措施:(1)從樁頂開始向下1m范圍內(nèi)做好加強段,進行一次復(fù)拌加注漿,同時提高水泥摻量15%左右。(2)在設(shè)計樁長及樁頂標(biāo)高時,應(yīng)考慮挖除30cm,以加強樁頂強度。(3)嚴格控制水灰比,在水泥用量可控、壓力允許的前提下,盡量選用水灰比小的水泥漿。(4)一次拌好一根樁用的水泥漿,拌好后再用,不能邊加水邊加水泥,邊攪拌邊使用。(5)從機架標(biāo)志線上看到將到樁頭時,降低提升速度,保證足夠大的水泥量。(6)鉆頭在樁頂部位壓磨停留30s左右。(七)樁體不均勻1.產(chǎn)生原因:(1)施工工藝不合理。(2)攪拌機械、注漿機械中途發(fā)生故障,導(dǎo)致注漿不連續(xù),注漿不均勻,使軟粘土被擾動無水泥漿拌和。(3)攪拌機械提升速度不均勻。(4)攪拌機的提升速度與噴漿壓力不匹配。(5)第一次下鉆時帶水下鉆。(6)清洗管道后,水未排除干凈,注入樁體。(7)制漿不規(guī)范,邊加水邊加水泥,邊攪拌邊使用。(8)噴漿過程中出現(xiàn)斷漿現(xiàn)象(如制漿不足、機械故障等)。(9)漿液離析。(10)每盤漿液的水灰比不同。(11)機械故障中途停鉆,修復(fù)后未向下延伸。(12)修復(fù)過程中注水,修后未復(fù)鉆,導(dǎo)致土體中水達到飽和。2.預(yù)防措施:(1)選擇合理的施工工藝。(2)施工前對制漿設(shè)備、注漿設(shè)備、輸漿管道、攪拌機械、各種儀表等進行檢查和維修,保證其處于良好狀態(tài)。(3)水泥漿的攪拌時間一般不小于2min,如果條件允許,最好達到3min,增加拌和次數(shù),使?jié){液均勻,預(yù)防漿液沉淀。(4)提高攪拌轉(zhuǎn)速,降低鉆機速度,邊攪拌,邊提升,提高拌和的均勻性。(5)注漿設(shè)備保證完好,注漿速度盡量均勻,切不可忽多忽少,甚至斷漿。(6)如果在配合比設(shè)計中有固化劑添加,不得隨意加水,以防改變水泥漿的水灰比。(7)如果因機械故障中途停鉆,修復(fù)后定位向下延伸50em,1m最佳。(八)樁徑偏小1.產(chǎn)生原因:(1)鉆頭葉長磨損嚴重,超過了1cm。(2)水泥漿比重太小。(3)復(fù)攪不到位,甚至不復(fù)攪。(4)噴漿壓力太小,壓力小于0.4MPa,水泥漿泵的調(diào)速器轉(zhuǎn)速小于500r/rain。(5)輸漿管道過長。(6)提升速度過快。2.預(yù)防措施:(1)(2鉆頭葉片損壞嚴重,及時更換葉片。2)水泥漿的比重宜大不宜小,對于0.5的水灰比,其對應(yīng)的水泥漿的比重為1.823g/cm,水灰比越大,水泥漿的比重越小,成樁效果越差,樁徑越小。(3為提高成樁效果,保證樁徑,必須復(fù)攪,甚至三攪、四攪。(4)噴漿壓力一般宜控制在0.4MPa~0.7MPa之間,水泥漿的調(diào)速器轉(zhuǎn)速控制在500r/min~800r/min之間。(5)輸漿管道長度一般控制在100m以下,最好50m左右。(6)提升速度應(yīng)適中,盡量控制在0.5m/min,保證足夠的漿液與土體混合。(九)復(fù)合地基承載力不足1.產(chǎn)生原因:(1)水泥漿用量不足。(2)樁長不夠。(3)樁徑太小。(4)水泥存在嚴重質(zhì)量問題,水泥的早期強度偏低,水的pH值不對,利用河水、海水、湖水、污水等雜質(zhì)多,酸堿度不適宜,甚至與水泥發(fā)生不良反應(yīng)。(5)樁底部位未壓磨。(6)樁頂部位未壓磨。(7)設(shè)計的樁徑、樁距、樁長、水泥用量不足以滿足地基承載力的要求。2.預(yù)防措施:(1)保證單樁的質(zhì)量,從而保證復(fù)合地基承載力達到要求。(2)樁底、樁頂壓磨實踐不得小于30S。(3)選用合適的原材料。(十)粉噴樁的“沉樁”問題粉噴樁復(fù)攪結(jié)束,攪拌頭升離孔口的瞬間,大塊泥團從樁頭射向空中。緊接著水泥樁體向下“緊縮”,孔口留一圓柱體空洞,這一現(xiàn)象稱為“沉樁”?!俺翗丁鄙疃纫话銥?.5m~1.0m,最大可達2m。沉樁原因分析造成“沉樁”現(xiàn)象的地層原因是地基土天然含水量過大。實踐證明,水泥攪拌樁有一定的適用范圍,天然含水量大于85%的軟土路段應(yīng)慎用水泥攪拌樁。一般而言,隨著地基土天然含水量的增加,水泥攪拌樁的摻灰量也需增加。但是實際的地基土各個地層的含水量并不是均勻的,軟土中有些部位的淤泥含水量可能很大,噴粉過程一般速度較均勻,這樣就有可能導(dǎo)致這些部位噴粉量不足。2沉樁的預(yù)防措施(1)增大摻灰量;(2)減慢鉆進和提升速度(宜采用0.8m·min-1);(3)減小氣體流量和管道壓力(壓力宜控制0.25MPa);(4)提前送灰。考慮到送灰管道約60m,從開始噴粉到灰進入孔底有一個時間差,所以鉆進底部后,先噴粉1~2min,然后再提升鉆具;(5)改進鉆頭的形狀或尺寸;減小鉆頭鉆頭葉片的傾角,減小徑向推力,從而減小了對孔壁的擠壓作用。也有施工單位采取減小鉆頭直徑的方法,水泥攪拌樁正常的樁徑為50cm,如發(fā)生“沉樁”,可把鉆頭改為45~48cm,就可以避免由于樁徑過粗而造成噴粉量不足。四、水泥攪拌樁工程過程中施工質(zhì)量問題與對策當(dāng)前攪拌樁成樁質(zhì)量問題一般認為,含水率高的軟土中水泥土樁體的強度較低;有機質(zhì)含量高或呈酸性的土層中樁體強度也很低,因其阻礙水泥的水化反應(yīng),影響水泥土強度增長。依據(jù)攪拌樁規(guī)范,當(dāng)決定用攪拌樁處理地基時,先要在室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)條件下制備不同配比的水泥土試件,進行不同齡期強度試驗,確定合適的水泥摻量和外加劑,再依據(jù)90

d齡期的試塊強度標(biāo)準(zhǔn)值來計算單樁豎向承載力。國內(nèi)工程開工前幾乎都依規(guī)范做了室內(nèi)配比試驗,獲得或推得90

d試塊強度,符合要求后才進行攪拌樁施工。所以,工程樁出問題,一般不是土質(zhì)原因。

從國內(nèi)事故工程中的攪拌樁樁身鉆孔取芯結(jié)果可以看出,這些樁身常存在嚴重的水泥富集塊,小則1~5

cm,大則在樁軸處形成一條水泥芯柱,而有的部位則很少有水泥漿;也有偷工減料,水泥摻量明顯不足的案例。這些均導(dǎo)致現(xiàn)場水泥土樁身強度嚴重不足。國外攪拌樁實踐也表明:攪拌樁的現(xiàn)場水泥土強度與水泥和土攪拌的均勻程度密切相關(guān)。攪拌樁質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因歸納國內(nèi)攪拌樁普遍存在的水泥土攪拌不均、樁身不連續(xù),以致樁身強度過低,其主要原因有:施工機械設(shè)備和工藝不合要求主要表現(xiàn)在電機功率、轉(zhuǎn)速、灌漿壓力、葉片層數(shù)、噴漿提升速度、出漿口位置和方向等方面。因為水泥漿和土攪拌次數(shù)越多,拌合越均勻,水泥土強度越高;反之,強度則越低;

(2)施工管理混亂攪拌樁施工中個體企業(yè)很多,即使是國有企業(yè)中標(biāo)的工程實際也多為個體戶施工,水灰比、攪拌深度、樁身均勻性和連續(xù)性均無法保證;

(3)缺乏必要的檢測手段規(guī)范對攪拌樁的檢測主要為輕便觸探器鉆取樁身水泥土樣,而其檢驗深度只能達3~4

m。靜載試驗雖能給出樁的承載力,但不能給出全長樁身質(zhì)量,且存在荷載作用面積小、時間短導(dǎo)致影響深度有限的問題。目前因缺少對樁身全長質(zhì)量檢測的方法,使得樁身水泥土很差的攪拌樁常能順利通過最終的質(zhì)量檢測關(guān)。對施工機械和工藝來說,突出問題有:(1)出漿口位置在攪拌軸上漿液多集中在噴漿口的樁軸附近,葉片外緣缺漿,形成水泥漿富集;

(2)噴漿方式不合理當(dāng)前有下沉噴漿和提升噴漿二種形式,筆者認為不宜在首次下沉切土攪拌時噴漿和最后一次提升時噴漿。因前者噴漿時土未攪碎,漿液不易向四周土體中擴散,出漿口處容易形成水泥漿芯柱,故必須要求在土體攪松之后再噴漿;后者噴漿后缺少必要的攪拌次數(shù),易造成水泥土強度過低。

(3)噴漿后水泥土攪拌次數(shù)不足這又包括如下幾種原因:噴漿提升速度過快,攪拌次數(shù)不足;葉片數(shù)量過少;電機功率偏低;攪拌軸上下循環(huán)的攪拌次數(shù)偏少。

因此,許多工程中的攪拌樁成樁質(zhì)量不合格,準(zhǔn)確說僅上部3~5

m土層中樁身質(zhì)量合格,但由于軟土地基上大多存在地表填土層或粘土硬殼層,它提供的樁側(cè)摩擦力分擔(dān)了樁頂近荷載1/3,其下樁身軸力迅速減小,以致在通常200

kPa左右的設(shè)計荷載下,除造成建筑物沉降稍大外,并未發(fā)生破壞。同時,我們也應(yīng)看到,還有相當(dāng)多的多層建筑工程,用深層攪拌樁處理后失敗,其中原因絕大部分不是出在設(shè)計方面而是出在施工質(zhì)量上。(三)當(dāng)前攪拌樁問題的解決辦法對前述產(chǎn)生攪拌樁施工質(zhì)量問題的原因,筆者認為應(yīng)從如下幾個方面加以改進。

(1)修訂和完善水泥土攪拌樁規(guī)范尤其是對樁身全長的質(zhì)量檢測方法水泥土攪拌樁的樁身質(zhì)量主要取決于水泥土的均勻性和強度兩個方面,檢測工作必須緊緊圍繞這兩點。水泥土標(biāo)貫擊數(shù)和無側(cè)限抗壓強度既相互依存又相互對立。對天然地基土來說,標(biāo)貫擊數(shù)愈大,則無側(cè)限抗壓強度愈高。攪拌樁水泥土則須分兩種情況:1.攪拌均勻的水泥土樁,標(biāo)貫擊數(shù)和無側(cè)限強度間的關(guān)系類似于天然地基土。2.攪拌不均勻的水泥土樁,因存在大小不等的水泥碎塊和片塊,鉆孔取樣擾動較大,使水泥土無側(cè)限強度偏低很多;而相應(yīng)的標(biāo)貫擊數(shù)卻偏大很多,因標(biāo)貫筒帶動水泥富集塊體貫入,阻力增加。這種攪拌不均勻的樁無側(cè)限強度過小而標(biāo)貫擊數(shù)過大的現(xiàn)象說明水泥土樁的質(zhì)量檢測不能單從某個方面來衡量,必須從多方面進行綜合判斷。標(biāo)貫擊數(shù),因是原位測試,取樣擾動影響較小,如樁身攪拌均勻,基本上可以反映出水泥土強度的高低。鉆孔取得樁身全長水泥土芯樣,不僅能直觀地看出水泥土攪拌的均勻程度,而且從取出的芯樣還能定量地測出其無側(cè)限抗壓強度。

從現(xiàn)場取芯得到的無側(cè)限強度真實地反映了現(xiàn)場施工水平和養(yǎng)護條件下的樁身水泥土強度值,不同于室內(nèi)人工制備的水泥土試樣強度。雖然鉆孔取樣對水泥土有一定的擾動,但對攪拌均勻的水泥土樁來說,其結(jié)果可作為標(biāo)貫試驗的有效補充。據(jù)此,筆者在1996年研制超長水泥土攪拌樁時,提出水泥土樁樁身質(zhì)量檢測應(yīng)以現(xiàn)場取芯觀察、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗為主,無側(cè)限抗壓試驗為輔的綜合檢測方法。通過鉆孔取芯觀察來檢驗水泥土攪拌的均勻性;通過標(biāo)貫擊數(shù)來判斷攪拌均勻的水泥土強度,并輔以芯樣的室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度試驗。取出的水泥土樁芯,應(yīng)觀察其顏色是否一致,是否存在水泥富集塊或未被攪勻的土團;只有在攪拌均勻的前提下,該點的標(biāo)貫擊數(shù)才是有效的。為了防止水泥土后期強度過高造成標(biāo)貫擊數(shù)太大而失去參考意義,檢測試驗日期最好選在成樁10

d左右。從多個工程的檢測應(yīng)用看來,效果明顯。

改進現(xiàn)行施工工藝,將質(zhì)量檢測和施工工藝結(jié)合起來針對前述攪拌樁質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因,應(yīng)從以下幾點進行工藝改進:1.將攪拌葉片由2層4片增加至3層6片。各層葉片間互成60°夾角,下面2層葉片應(yīng)沿旋轉(zhuǎn)時的切土方向適當(dāng)傾斜。2.出漿口宜設(shè)在攪拌葉片中部。以克服攪拌軸底出漿方式易引起的攪拌不均。3.提升攪拌桿的卷揚機要采用調(diào)速電機。以根據(jù)水泥土攪拌均勻的需要來控制提升速度和噴漿量大小,實現(xiàn)樁身水泥摻量變配比要求。4.應(yīng)嚴格控制噴漿、提升速度不能過大,現(xiàn)行機械設(shè)備一般應(yīng)控制在0.6~0.9

m/s。對3上3下的工藝,最后一次復(fù)攪提升速度為0.5

m/s左右。而失去參考意義,檢測試驗日期最好選在成樁10

d左右。從多個工程的檢測應(yīng)用看來,效果明顯。5.變下沉噴漿為提升噴漿。下沉噴漿時存在因土體不均引起的漿液不合理分配:土愈硬,下沉愈慢,漿液愈多,水泥亦愈多;土愈軟,水泥漿愈少。首次下沉的作用主要是攪松土體,給漿液切出滲透通道,并減少硬軟土層間的阻力差異。6.增加噴漿次數(shù)。對規(guī)范2上2下工藝中僅第一循環(huán)提升噴漿方式,再增加第二循環(huán)下沉噴漿,以減少一次噴漿過多而造成的地表冒漿、局部水泥漿富集和攪拌不勻現(xiàn)象。7.在樁底適當(dāng)座漿。當(dāng)首次攪拌至樁底時,原地噴漿攪拌1分鐘,以克服攪拌樁中常出現(xiàn)的樁底攪拌不足和深度不夠的問題。國外施工時大都有此程序,而國內(nèi)做得很少。8.當(dāng)樁長大于15

m時應(yīng)增加一次復(fù)攪:第1次攪拌下沉,噴漿提升;第2次攪拌下沉,噴漿提升;第3次攪拌下沉,攪拌提升(即3上3下工藝)。當(dāng)樁長小于15

m時,如工藝試樁時經(jīng)各種改進后仍發(fā)現(xiàn)樁身攪拌不均,也可增加1次復(fù)攪。要使超長水泥土樁攪拌均勻,必須使噴漿后水泥土每點攪土次數(shù)大于40。9.當(dāng)樁長大于15

m時應(yīng)將攪拌電機功率由

37

kW提高到55

kW,以保證攪拌軸的轉(zhuǎn)速和葉片的切土能力。

對攪拌樁的檢測,應(yīng)特別強調(diào)施工過程中的跟蹤檢測,及時發(fā)現(xiàn)樁身缺陷部位,采取降低噴漿提升速度的措施,增加灌漿量和攪拌次數(shù)。由于目前國產(chǎn)的水泥土攪拌機械大都采用定量泵輸送水泥漿,而攪拌電機又是轉(zhuǎn)速恒定型的,因此灌入地基中的水泥量完全取決于攪拌桿的提升速度和噴漿次數(shù)。

在工程樁施工初期,應(yīng)先按照預(yù)定的水泥配比施工,詳細記錄成孔過程中主機電流的變化。在工程樁成樁10

d后,跟蹤進行取芯觀察、標(biāo)貫試驗和芯樣無側(cè)限試驗,

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