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摘要:本文主要探讨基坑支护水泥土桩墙施工工艺,对施工质量控制要点及常见质量通病和防止措施进行具体分析。
关键词:建筑施工;水泥土桩墙;支护技术;分析
1.概念及适用范围
1.1概念
水泥土桩墙,是深基坑支护的一种,指依靠其本身自重和刚度保护基坑土壁安全。一般不设支撑,特殊情况下经采取措施后可局部加设支撑。水泥土桩墙分深层搅拌水泥土桩墙和高压旋喷桩墙等类型,通常呈格构式布置。
1.2适用范围
水泥土桩墙支护结构是利用水泥系材料为固化剂,通过特殊的拌和机械在地基土中就地将原状土和固化剂(粉体、浆液)强制拌和经过土和固化剂或掺合料产生一系列物理化学反应,形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体桩。施工时将桩相互搭接,连续成桩,形成具有一定强度和整体结构性的水泥土壁墙或格栅状墙,用以维持基坑边坡土体的稳定,保证地下室或地下工程的施工及周边环境的安全。水泥土桩墙支护结构适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的黏土、粉质黏土、粉土等土层;直接作为基坑开挖重力式围护结构,本支护形式一般适用于基坑侧壁安全等级为二、三级、基坑深度不大于6m,水泥土桩施工范围内地基土承载力不大于150Kpa的水泥土桩墙基坑支护工程。
2.施工工艺
2.1工艺流程
1)水泥浆深层搅拌法
2.2操作工艺
1)水泥浆深层搅拌法
(1)桩机就位时,必须保持平稳,不发生倾斜、位移。起吊应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度。
(2)预搅下沉速度宜为0.38~0.75m/min。
(3)成桩时严格按试验确定的施工工艺参数控制搅拌喷浆提升的速度和次数。
(4)水泥土桩墙应采取切割搭接法施工。应在成桩水泥土尚未固化时,进行后序搭接桩施工。施工开始和结束的头尾搭接处,应采取加强措施,消除搭接沟缝。
2)水泥粉体喷搅法
(1)施工前,应进行场地整平、桩位放线,检查主机各部分的连接,喷粉系统各部分安装试调情况及灰罐、管路的密封连接情况是否正常,做好必要的调整和紧固工作。
(2)成桩时,先用喷粉桩机在桩位钻孔,至设计要求深度后将钻头以0.97m/min速度边搅拌、边提升。
(3)桩体喷粉要求一气呵成,不得中断,每根桩宜装一次灰,搅拌完一根桩。
3)高压喷射注浆法
(1)单管法和二重管法可用注浆管射水成孔至设计深度后,再一边提升一边进行喷射注浆。三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150~200mm的孔,然后将三重注浆管插入孔内,按旋喷、定喷或摆喷的工艺,由下而上进行喷射注浆,注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
(2)在插入旋喷管前,先检查高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,插入后先作高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。
(3)喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数应根据现场试验确定。
(4)三重管旋喷法工艺流程为:①先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中,然后将套管拔出一段,拔出地面高度大于拟旋喷的高度,然后拆除上段套管;②安放钻机和慢速卷扬机,用以旋转和提升旋喷管;③将旋喷管通过钻机盘插入孔内;④接通高压管、水泥浆管、空压管、开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数值开始提升;⑤继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止;⑥拔出旋喷管和套管。
(5)当采用三重管法旋喷,开始时,先送高压水,再送水泥浆和压缩空气,在一般情况下,压缩空气可晚送30S。在桩底部边旋转边喷射1min后,再进行边旋转,边提升。边喷射。
(6)喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷浆量后,再逐渐提升注浆管。
3.施工质量控制要点
3.1前期准备
1)做好图纸会审工作,组织设计、施工等有关单位进行会审,并做好会审记录,检查督促总包施工单位绘制整个工程的桩位编号图。
2)对承建商资质进行审核:审查企业注册证明和资质等级,主要施工业绩,技术力量情况等。
3)对承建商的开工申请报告和施工组织设计进行审核评定。
4)原材料
(1)水泥:水泥品种应按设计要求选用,宜采用强度等级为32.5级以及以上的普通硅酸盐水泥。
(2)砂子:中砂或粗砂,含泥量不大于5%。
(3)水:应用自来水或不含有害物质的清净水。
(4)外加剂和掺合料按设计要求通过试验确定。
5)督促施工单位材料进场后需马上会同监理进行见证送检,检测合格后才能使用。
6)进场的施工设备,符合现场的施工技术要求和环境要求。
7)平整场地。地面应平整,排水畅通。
8)测量放线,在不受施工影响的地方设置坐标、高程控制点及轴线定位点;
3.2施工质量预控措施
1)组织施工人员认真学习工程地质资料,桩基施工组织设计或方案;造桩前做好技术和安全交底工作,建立工程交接班制度,确保施工有序、安全地进行。
2)督促承建商建立施工质量控制体系,设立质量检查员制度。
3)水泥土搅拌桩工程施工正式开始后,监理人员应现场监控,按事先确定的监控目标,对每一道工序实行动态控制。
4)监理人员应对现场勘测资料进行研究分析,对影响搅拌桩施工质量的多种因素做出预测,并提出防治意见。
(1)水泥土搅拌桩质量的允许偏差。
(2)检查方法:①一般成桩后7d,开挖检查断面尺寸,观察桩身搅拌均匀程度,量测成桩直径,桩身不能有渗水现象,检查量为施工总桩数5%。对相邻搭接要求严格的工程桩,应在成桩后15d选数根桩开挖,检查搭接质量;②成桩后3d内使用轻型触探(N10),根据触探击数判断各段水泥浆强度及成桩的均匀性,检验数量为施工总桩数1%且不少于3根;③竖向承载搅拌桩地基验收时,承载力检验应采用单桩载荷试验和复合地基载荷试验;载荷试验在成桩后28d后进行,检验数量为总桩数0.5~1%,且每项单位工程不少于3根。
④定期进行沉降观测,对采用水泥土搅拌桩加固地基的工程,定期进行沉降观测、侧向位移观测,是直观检查加固效果的理想方法。
3.3施工注意事项
1)避免工程质量通病。
2)水泥浆要严格按照设计的配合比配置,水泥要过筛;水泥浆不能离析,为防止水泥浆离析,可在灰浆机中不断搅动,待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
3)要根据加固强度和均匀性预搅,软土应完全预搅切碎,以利于水泥浆均匀搅拌;压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管不能发生堵塞。
4)施工过程中出现异常情况时,应停止施工,由监理或建设单位组织勘察、设计、施工等有关单位共同分析,消除质量隐患,并应形成文件资料后方可继续施工。
3.4质量验收及标准
1)水泥土桩墙所用材料必须符合设计要求,并严格按规定抽样检验。
2)水泥土桩墙墙体结构的检验应按成桩施工期、基坑开挖前、基坑开挖期三个阶段进行。
3)水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量,若不符合设计要求应及时调整施工工艺。
3.5质量通病及防止措施
1)水泥浆深层搅拌法
(1)断桩:搅拌提升速度与输浆速度同步,制备的浆液不得离析,泵送要连续
(2)桩体不均匀:通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的,搅拌次数1次喷浆2次搅拌或2次喷浆3次搅拌为宜,且最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。
2)水泥粉体喷搅法
施工中注意喷粉机,空压机的运转情况,压力表的显示变化,送灰情况,如出现异常情况,应立即判明原因,停止提升,原地搅拌,为保证成桩质量,必要时给予复打。
3.6成品保护
1)做好产品保护工作,水泥土搅拌桩施工完成后,不允许在其附近随意堆放重物,防止桩体变形。
2)设计桩墙顶应预留0.7~1.0m厚土层,保护桩顶水泥土固结硬化。
3)雨期或冬季施工,应采取防雨、防冻措施,防止水泥土受雨水冲刷淋湿或冻结。
4.结语
总而言之,随着科技的不断提升,建筑部门施工技术的飞速发展,水泥土桩墙支护技术必将会越来越完善,为建筑整体安全性能贡献一份力量,保证人们的生命财产安全。
参考文献:
【1】中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收(GB50202-2002);
【2】中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012);