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摘 要:水泥搅拌桩是我国在20世纪末发展起来的地基处理新技术,它是通过特制的深层搅拌机械在地层深部就地将软土和水泥强制拌和,使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于软弱地基的处理,对于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著,处理后可以很快投入使用,施工速度快,在施工中无噪音、无振动,对环境无污染;投资省。本文主要介绍水泥搅拌桩现场管理、施工控制要点、控制方法,并总结了几点体会。
关键词:水泥搅拌桩;现场施工;管理控制
随着国内高速公路不断的建设,高速公路工程管理的不断完善,对于工程施工质量的检验标准也不断的提高,水泥搅拌桩工程普遍用于高速公路、机场、高层建筑的地基处理加固工程。虽然施工工艺已相对成熟和完善,但随着管理者对水泥搅拌桩不断深入的认识,使得其施工质量越来越令人担心,让人总觉得其施工质量十分难于控制。虽然施工单位、监理单位及业主单位在水泥搅拌桩的施工工程中已经下了非常大的监管力度,但最终大多数收效甚微,本文通过多年的软基施工管理经验,总结出了一些结论,希望能与大家共同探讨。
一、施工前准备工作
1.施工机械的和电脑记录仪的选配
目前用于水泥搅拌桩施工的机械主要有两种:
一种是武汉产的PH-5、PH-7粉浆两用型桩机,此桩机最大施工深度一般为18米以下,其施工转速与下钻的速度成正比例关系,由于其施工底盘高度的限制,当用于水泥搅拌桩施工时最多只能配置4个搅拌刀片,其行走部分采用液压腿,十分灵活,工作效率相对较高,适用于施工桩长较短,土质为砂性土、亚粘土、淤泥质亚粘土的段落,当土质为纯淤泥时,建议不采用。
一种是上海和宜兴产的STB-1型专用水泥搅拌桩桩机,其行走部分采用轴管,移动起来比较困难,每次移动都需要枕木铺垫调平桩机,垂直度控制起來也较麻烦。其下钻速度主要靠卷扬机的转速来控制,当遇到局部硬层时只能靠加大动力头重量和增加竖向破土刀片来穿透它。为增加水泥搅拌桩的均匀程度,当遇到土质较差的段落时可视情况将钻杆上的刀片增加至6~8个。适用于所有土层水泥搅拌桩的施工。
2.电脑记录仪的选配
从施工资料的规范化角度考虑,电脑让每一根桩的施工资料清晰完整,给人一种安全的寄托。但从现场施工控制的角度上来考虑,电脑只不过是一个摆设罢了,它让领导安心,实际上目前市场上的水泥搅拌桩部分电脑产品它除了能增加操作人员的施工难度以外,其他根本是一无是处。但如果真要让电脑起到一部分的控制作用,那就要注意选配电脑了。①首先要求电脑内的时间必须为北京时间,由厂家统一设定,不允许有自行调整的功能;②电脑必须取消存储功能,施工过程中采用实时打印,当下一根开始时上一根的资料自动消失;③深度计经检查准确无误;④电脑经检查符合要求后由项目部统一贴封条,不可私动。此目的主要是控制单桩施工时间、假资料的出现和施工桩长的弄虚作假。
3.施工场地及其他准备
3.1施工场地一定要平整,且在一侧要开挖排水边沟,保证雨季场地不积水,给桩机组创造一个好的施工环境。
3.2对于沟塘回填的路段,回填土每层填厚不得大于50cm,压实度不得小于70%,且不大于85%,以保证水泥搅拌桩的成桩效果。
3.3建好水泥库,水泥库净面积不得小于42平方米,同时最大库存量不得小于80吨,确保水泥的检验周期及防止雨季由于水泥进场困难而导致停工的情况。
3.4在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线,在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置。
3.5将桩机钻头上的横向搅拌刀片增加至6个,并在井架的正面和侧面挂上垂球,用红油漆标示出垂球的中心位置。
3.6召集所有现场施工负责人员及桩机组机长召开施工前技术交底会议,主要落实施工工艺、施工过程中的管理制度、资料的统一、检测要求及付款方式等,将项目部的管理方式及指导思想落实到每一个施工人员,有效提高他们的认识和警惕程度。为进一步保证工程的施工质量奠定良好的基础。
二、施工技术控制
1.确定持力层必须准确,桩体一般最多以进入持力层50cm为宜,不宜过深,否则将会产生三个方面的危害:①由于底部压力过大,水泥浆无法渗入,底部无法成桩,最终导致桩长不足②由于底部一般多为粘土或亚粘土,土质过硬,带浆下钻困难或无法下钻,土体无法拌碎。当不带浆下钻时,土体由于无法拌碎多会导致糊钻的情况,土体与钻头形成一个圆柱体形状,造成积压桩内土体,发生掉桩头或桩内水泥浆外溢的情况。③水泥搅拌桩施工一般多为下钻喷浆,如果进入持力层过深,为防止下钻堵管只能一直喷浆,但由于底部下钻速度其慢无比,导致底部水泥浆用量严重过多,造成水泥浆顺着钻杆溢出地面,且直接缩短了桩体的施工时间。 (下转第66页)(上接第64页)2.为保证桩体搅拌均匀,桩机钻头应焊接至少6个横向搅拌刀片,且在每个横向刀片上焊接1~2个竖向搅拌刀片,同时保证桩体的竖向搅拌效果,竖向搅拌刀片长度>5cm,宽度≥2cm。
3.在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工时桩机倾斜,最终导致检测时桩体无法检测到底,到时候桩体质量固然再好也是惘然。
4.为了保证水泥浆的配合比满足要求、每根桩所使用的的水泥浆量均匀充足,且考虑方便现场施工人员的操作和旁站人员的监督。若所施工的桩长皆为统一长度,可将单根桩所需的水泥浆一次拌制或分两次拌制完成;当桩长较短时也可一次拌制2~3根桩所需的水泥浆,使用时可在水泥浆罐的罐壁上焊接出每根桩需用水泥浆的深度刻度线。
5.由于现场施工过程中,施工工人素质相对有限,拌制水泥浆时并不能严格按照书面上的要求去制作水泥浆,势必造成施工过程中水泥浆拌制和使用的混淆,对施工质量产生较大的隐患。为了防止此类现象的发生,必须在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置。因为每次拌制水泥浆所需的水泥是个定值,所以这样就完全足以避免水泥浆配合比不准确的情况。
6.当施工过程中发现地层某深度出现硬层时,可根据地质情况进行相应的处理:①当此段硬层小于50cm时,若下钻相对比较容易,可稍稍放大回浆量,短时间内穿透此硬层。若下钻比较困难,不得任其缓慢钻进,一方面要及时增大回浆量,另一方面要在动力头上加大配重,并在最下面的两个横向搅拌刀片上焊接锋利的破土刀片,使其能够迅速穿透此段硬土层。②当此段硬层大于50cm时,可将此土层作为持力层,无须继续深入。防止此段土层难于拌碎,水泥浆深入困难,最终造成此处出现断桩或造成桩体整体不合格的情况。
7.为确保桩体喷浆和搅拌的均匀性,针对上海和宜兴产的STB-1类形的桩机施工时必须限定每延米的施工时间,一般每延米的施工时间控制在≥4分钟/每米,此施工时间是指在正常施工情况下,当地质较复杂时,应适当增加施工时间。
8.根据复合地基承。载力计算及受力分析,桩体6m以上的部位基本承受了上部荷载的70%以上,越往下部受力渐渐越来越小,因此施工过程中应特别注意加强上部桩体施工控制工作。
9.旁站人员每天必须记录所管辖桩机的具体施工情况,其中包括:当值期间桩机施工是否正常、有无机械损坏情况,修理时间,修好后开工时间、有无无故停机的情况,停机时间及开机时间。有了此记录,那些企图投机取巧之徒便无计可施了。给他们的只有两条路,一是走人,二是老老实实施工。
面对水泥搅拌桩数量庞大的施工人员、管理人员,并不是哪一个人有多大能力就能够全部管理起来的,水泥搅拌桩最终管理的成败与否取决于管理者对水泥搅拌桩的认识深度和管理方向,且是否能建立一个处于受控状态下系统的管理网络。
关键词:水泥搅拌桩;现场施工;管理控制
随着国内高速公路不断的建设,高速公路工程管理的不断完善,对于工程施工质量的检验标准也不断的提高,水泥搅拌桩工程普遍用于高速公路、机场、高层建筑的地基处理加固工程。虽然施工工艺已相对成熟和完善,但随着管理者对水泥搅拌桩不断深入的认识,使得其施工质量越来越令人担心,让人总觉得其施工质量十分难于控制。虽然施工单位、监理单位及业主单位在水泥搅拌桩的施工工程中已经下了非常大的监管力度,但最终大多数收效甚微,本文通过多年的软基施工管理经验,总结出了一些结论,希望能与大家共同探讨。
一、施工前准备工作
1.施工机械的和电脑记录仪的选配
目前用于水泥搅拌桩施工的机械主要有两种:
一种是武汉产的PH-5、PH-7粉浆两用型桩机,此桩机最大施工深度一般为18米以下,其施工转速与下钻的速度成正比例关系,由于其施工底盘高度的限制,当用于水泥搅拌桩施工时最多只能配置4个搅拌刀片,其行走部分采用液压腿,十分灵活,工作效率相对较高,适用于施工桩长较短,土质为砂性土、亚粘土、淤泥质亚粘土的段落,当土质为纯淤泥时,建议不采用。
一种是上海和宜兴产的STB-1型专用水泥搅拌桩桩机,其行走部分采用轴管,移动起来比较困难,每次移动都需要枕木铺垫调平桩机,垂直度控制起來也较麻烦。其下钻速度主要靠卷扬机的转速来控制,当遇到局部硬层时只能靠加大动力头重量和增加竖向破土刀片来穿透它。为增加水泥搅拌桩的均匀程度,当遇到土质较差的段落时可视情况将钻杆上的刀片增加至6~8个。适用于所有土层水泥搅拌桩的施工。
2.电脑记录仪的选配
从施工资料的规范化角度考虑,电脑让每一根桩的施工资料清晰完整,给人一种安全的寄托。但从现场施工控制的角度上来考虑,电脑只不过是一个摆设罢了,它让领导安心,实际上目前市场上的水泥搅拌桩部分电脑产品它除了能增加操作人员的施工难度以外,其他根本是一无是处。但如果真要让电脑起到一部分的控制作用,那就要注意选配电脑了。①首先要求电脑内的时间必须为北京时间,由厂家统一设定,不允许有自行调整的功能;②电脑必须取消存储功能,施工过程中采用实时打印,当下一根开始时上一根的资料自动消失;③深度计经检查准确无误;④电脑经检查符合要求后由项目部统一贴封条,不可私动。此目的主要是控制单桩施工时间、假资料的出现和施工桩长的弄虚作假。
3.施工场地及其他准备
3.1施工场地一定要平整,且在一侧要开挖排水边沟,保证雨季场地不积水,给桩机组创造一个好的施工环境。
3.2对于沟塘回填的路段,回填土每层填厚不得大于50cm,压实度不得小于70%,且不大于85%,以保证水泥搅拌桩的成桩效果。
3.3建好水泥库,水泥库净面积不得小于42平方米,同时最大库存量不得小于80吨,确保水泥的检验周期及防止雨季由于水泥进场困难而导致停工的情况。
3.4在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线,在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置。
3.5将桩机钻头上的横向搅拌刀片增加至6个,并在井架的正面和侧面挂上垂球,用红油漆标示出垂球的中心位置。
3.6召集所有现场施工负责人员及桩机组机长召开施工前技术交底会议,主要落实施工工艺、施工过程中的管理制度、资料的统一、检测要求及付款方式等,将项目部的管理方式及指导思想落实到每一个施工人员,有效提高他们的认识和警惕程度。为进一步保证工程的施工质量奠定良好的基础。
二、施工技术控制
1.确定持力层必须准确,桩体一般最多以进入持力层50cm为宜,不宜过深,否则将会产生三个方面的危害:①由于底部压力过大,水泥浆无法渗入,底部无法成桩,最终导致桩长不足②由于底部一般多为粘土或亚粘土,土质过硬,带浆下钻困难或无法下钻,土体无法拌碎。当不带浆下钻时,土体由于无法拌碎多会导致糊钻的情况,土体与钻头形成一个圆柱体形状,造成积压桩内土体,发生掉桩头或桩内水泥浆外溢的情况。③水泥搅拌桩施工一般多为下钻喷浆,如果进入持力层过深,为防止下钻堵管只能一直喷浆,但由于底部下钻速度其慢无比,导致底部水泥浆用量严重过多,造成水泥浆顺着钻杆溢出地面,且直接缩短了桩体的施工时间。 (下转第66页)(上接第64页)2.为保证桩体搅拌均匀,桩机钻头应焊接至少6个横向搅拌刀片,且在每个横向刀片上焊接1~2个竖向搅拌刀片,同时保证桩体的竖向搅拌效果,竖向搅拌刀片长度>5cm,宽度≥2cm。
3.在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂垂球,垂球重量不小于2kg,防止施工时桩机倾斜,最终导致检测时桩体无法检测到底,到时候桩体质量固然再好也是惘然。
4.为了保证水泥浆的配合比满足要求、每根桩所使用的的水泥浆量均匀充足,且考虑方便现场施工人员的操作和旁站人员的监督。若所施工的桩长皆为统一长度,可将单根桩所需的水泥浆一次拌制或分两次拌制完成;当桩长较短时也可一次拌制2~3根桩所需的水泥浆,使用时可在水泥浆罐的罐壁上焊接出每根桩需用水泥浆的深度刻度线。
5.由于现场施工过程中,施工工人素质相对有限,拌制水泥浆时并不能严格按照书面上的要求去制作水泥浆,势必造成施工过程中水泥浆拌制和使用的混淆,对施工质量产生较大的隐患。为了防止此类现象的发生,必须在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置。因为每次拌制水泥浆所需的水泥是个定值,所以这样就完全足以避免水泥浆配合比不准确的情况。
6.当施工过程中发现地层某深度出现硬层时,可根据地质情况进行相应的处理:①当此段硬层小于50cm时,若下钻相对比较容易,可稍稍放大回浆量,短时间内穿透此硬层。若下钻比较困难,不得任其缓慢钻进,一方面要及时增大回浆量,另一方面要在动力头上加大配重,并在最下面的两个横向搅拌刀片上焊接锋利的破土刀片,使其能够迅速穿透此段硬土层。②当此段硬层大于50cm时,可将此土层作为持力层,无须继续深入。防止此段土层难于拌碎,水泥浆深入困难,最终造成此处出现断桩或造成桩体整体不合格的情况。
7.为确保桩体喷浆和搅拌的均匀性,针对上海和宜兴产的STB-1类形的桩机施工时必须限定每延米的施工时间,一般每延米的施工时间控制在≥4分钟/每米,此施工时间是指在正常施工情况下,当地质较复杂时,应适当增加施工时间。
8.根据复合地基承。载力计算及受力分析,桩体6m以上的部位基本承受了上部荷载的70%以上,越往下部受力渐渐越来越小,因此施工过程中应特别注意加强上部桩体施工控制工作。
9.旁站人员每天必须记录所管辖桩机的具体施工情况,其中包括:当值期间桩机施工是否正常、有无机械损坏情况,修理时间,修好后开工时间、有无无故停机的情况,停机时间及开机时间。有了此记录,那些企图投机取巧之徒便无计可施了。给他们的只有两条路,一是走人,二是老老实实施工。
面对水泥搅拌桩数量庞大的施工人员、管理人员,并不是哪一个人有多大能力就能够全部管理起来的,水泥搅拌桩最终管理的成败与否取决于管理者对水泥搅拌桩的认识深度和管理方向,且是否能建立一个处于受控状态下系统的管理网络。