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釘形水泥土雙向攪拌樁在深層軟土基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

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1、項目概況 本項目所處區(qū)域為天津市東部，基本為南北走向，位于渤海灣西岸的大清河水系沖積平原，地形平坦，大部為鹽田、蝦池，和去土坑。在地貌上因平原沉降帶和渤海沉降區(qū)而主要表現(xiàn)為大清河、子牙河水系的沖積平原及海漫、海浪造成的沖積平原。 2、地質(zhì)條件分析    根據(jù)本工程的地質(zhì)詳堪資料，在鉆孔所揭示的深度范圍內(nèi)，場地地層均屬第四紀沉積層。對其地基土層時代、成因和工程地質(zhì)性質(zhì)進行了綜合分析表明，擬建工程場區(qū)范圍多為蝦池及魚塘，存在大量溝渠，地基土層工程地質(zhì)性質(zhì)多數(shù)為差～較差，存在厚度較大的軟土和軟弱土，特別是在第I海相層(Q42m)中③-2層及③-3層存在天然含水量大、壓縮性大的高壓縮性軟弱土，呈可塑～軟塑狀態(tài)，局部流塑狀態(tài)，壓縮性高，力學(xué)強度低。這種地基土承載力較低，含水量高、壓縮性大、土層性質(zhì)復(fù)雜多變，不能滿足工程建設(shè)的要求，甚至導(dǎo)致建筑物在建成后很久仍在沉降，造成不穩(wěn)定隱患。 3、基礎(chǔ)處理方案的選擇 目前，國內(nèi)在對深層軟土基礎(chǔ)的處理中，樁基工程設(shè)計存在很多問題，主要在于對“土”性的認識不夠，獲取“土”性的手段不夠，大多僅局限于室內(nèi)試驗和原位測試實驗，導(dǎo)致獲取的土質(zhì)參數(shù)不符合實際。而且在施工過程當中，設(shè)計不斷變更，對樁基沉降計算可靠性低，對樁基設(shè)計隨意性大。 常見的深層軟土處理方法主要分為排水固結(jié)和復(fù)合地基處理。排水固結(jié)效果好，造價低，但需要施工工期長，路基要有一定的時間進行預(yù)壓，鑒于本次工期緊張，設(shè)計推薦采用復(fù)合地基處理軟土。本項目軟土深度較深，對于這種大規(guī)模軟土地基深層處理，在滿足規(guī)范要求和完工后沉降和穩(wěn)定性的前提下，還應(yīng)充分考慮工程造價和工期要求。針對這種情況，設(shè)計采用了先進的雙向釘形水泥土攪拌樁 (以下簡稱釘形攪拌樁)來處理軟基。 釘形攪拌樁是通過對現(xiàn)有的常規(guī)水泥土攪拌樁成樁機械進行簡單改造（圖1），配上專用的動力設(shè)備及多功能鉆頭，采用同心雙軸鉆桿，在內(nèi)鉆桿上設(shè)置正向旋轉(zhuǎn)葉片并設(shè)置噴漿口，外鉆桿上安裝反向旋轉(zhuǎn)葉片。通過外桿上葉片反向旋轉(zhuǎn)過程中的壓漿作用和正反向旋轉(zhuǎn)葉片同時雙向攪拌水泥土的作用，阻斷水泥漿上冒途徑，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。 1—外鉆桿上的反向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片； 2—內(nèi)鉆桿上的正向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片； 3—內(nèi)鉆桿； 4—外鉆桿   圖1雙向攪拌樁機械示圖 4、本項目釘形攪拌樁的應(yīng)用 4.1 施工準備 （1）施工前應(yīng)根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求，確定攪拌樁水泥摻入比。 （2）每個工點施工前必須先打不少于3根的工藝試驗樁（位置選擇在橋頭的密集段的邊坡范圍），以檢驗機具性能及施工工藝中的各項技術(shù)參數(shù)。 （3）掌握滿足設(shè)計單樁噴漿量（由水泥摻入量、水灰比計算）的各種技術(shù)參數(shù)； 檢驗樁身的無側(cè)限抗壓強度是否滿足設(shè)計要求；檢驗復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求。 （4）根據(jù)設(shè)計要求和試樁資料選取專門的施工機械；應(yīng)核實場地地基承載力是否滿足機械施工要求，如不滿足應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施； （5）按照設(shè)計圖表的要求進行施工放線、確定樁位，并對場地進行大致平整； （6）構(gòu)造物基底額樁頂高程應(yīng)根據(jù)構(gòu)造物的底高程進行計算確定，同時應(yīng)考慮鑿除50cm樁頭的影響； （7）攪拌機具運至現(xiàn)場后進行安裝調(diào)試，待轉(zhuǎn)速、壓力及計量設(shè)備正常后就位； （8）根據(jù)試樁得到的最佳灰漿稠度、工作壓力、鉆進及提升速度等技術(shù)參數(shù)，制定質(zhì)量控制措施及施工組織設(shè)計（包括打樁順序）。 4.2 釘形攪拌樁的施工工藝 （1）釘形攪拌樁的施工工藝流程如下： a）攪拌樁定位：攪拌機到制定樁位并對中； b）噴漿下沉：啟動攪拌機，是攪拌機沿導(dǎo)向架向下切土，同時開啟送漿泵向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正、反向旋轉(zhuǎn)（外鉆桿逆時針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)鉆桿順時針旋轉(zhuǎn)）切割、攪拌土體，攪拌機持續(xù)下沉，直到擴大頭設(shè)計深度； c）施工下部樁體：改變內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉片收縮到下部樁體直徑；噴樁切土下沉，兩組葉片同時正、反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機持續(xù)下沉，直到設(shè)計深度，在樁端應(yīng)就地持續(xù)噴漿攪拌10秒以上； d）提升攪拌：攪拌機提升、關(guān)閉送漿泵，兩組葉片同時正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直至擴大頭底面標高； e）伸展葉片：改變內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉片伸展至擴大頭徑；提升攪拌，提升鉆桿，兩組葉片同時正反方向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到地表設(shè)計或樁頂標高以上50cm； f）切土下沉：攪拌機沿導(dǎo)向架向下切土，同時開啟送漿泵，向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正、反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機持續(xù)下沉，直到擴大頭設(shè)計深度； g）提升攪拌：關(guān)閉送漿泵，兩組葉片同時正反方向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到地表或設(shè)計樁頂標高以上50cm。 （2）成樁要求  a）釘形攪拌樁屬于非擠土樁，一般情況下對施工順序無特殊要求；若施工場地一側(cè)靠近建（構(gòu)）筑物，應(yīng)從靠近建（構(gòu)）筑物一側(cè)由近向遠施工；若施工現(xiàn)場一側(cè)靠近邊坡，應(yīng)從靠近邊坡一側(cè)由近向遠施工，在邊坡施工時應(yīng)采取可靠的防護措施，防止邊坡失穩(wěn)和機械安全。 b）樁位偏差不大于50cm，樁徑和擴大頭高度不小于設(shè)計值。 c）樁長由設(shè)計和施工工藝參數(shù)控制，施工至設(shè)計樁底附近應(yīng)注意最后30s電流和進尺參數(shù)，其值由工藝性試樁確定。 d）成樁過程中應(yīng)控制水泥漿的比重，并符合有關(guān)技術(shù)要求。 （3）水泥漿應(yīng)連續(xù)供應(yīng)，如發(fā)生斷漿現(xiàn)象，必須復(fù)打，復(fù)打重疊長度必須大于1.0m。漿液拌和均勻，不得有結(jié)塊；漿液不得離析或停滯時間過長，超過2小時應(yīng)停止使用。 5、質(zhì)量檢驗    釘形攪拌樁必須由專門的檢測單位進行質(zhì)量檢測 （1）    成樁質(zhì)量檢查 釘形攪拌樁質(zhì)量控制應(yīng)貫穿施工全過程，應(yīng)堅持全程的施工監(jiān)理。在施工過程中隨時檢查施工記錄和計量記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進行質(zhì)量評定。檢查重點是：水泥用量、樁長、內(nèi)外鉆桿轉(zhuǎn)速、攪拌機提升和下沉速度、停漿處理方法和單樁施工時間等。 （2）    樁身質(zhì)量檢測 a）釘形攪拌樁成樁7天后采用淺部開挖觀察樁體成型情況和攪拌均勻程度，并可檢驗樁身直徑，檢查頻率為1‰，且不少于3根。 b）釘形攪拌樁成形28天后應(yīng)進行標準貫入試驗和取芯進行室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度試驗，鉆孔直徑應(yīng)不小于108mm，以保證試塊尺寸；檢驗樁數(shù)應(yīng)隨機抽取總樁的5‰，且不少于3根。 c）釘形攪拌樁擴大頭部分宜在小直徑樁外取芯，通過芯樣對樁長、擴大頭長度、強度、均勻性等綜合評價； d）鑿除軟樁頭后長度不小于設(shè)計樁長，擴大頭高度為3m。樁芯28d無側(cè)限抗壓強度應(yīng)滿足表1     樁芯28d無側(cè)限抗壓強度         表1

樁身上部（樁頂～2/3L） 樁身下部（2/3L～樁尖） ≥1.0MPa ≥0.8MPa

（3）    釘形攪拌樁質(zhì)量檢測標準詳見表2                   釘形水泥雙向攪拌樁質(zhì)量檢測標準                 表2

項目 序號 檢查項目 容許偏差值 檢查方法 檢查頻率 單位 偏差值 保證 項目 1 樁徑 不小于設(shè)計值 鋼卷尺量測 ≥2% 2 樁長 不小于設(shè)計值或電流、鉆進速度控制值 鉆芯取樣結(jié)合施工記錄 100% 3 擴大頭高度 不小于設(shè)計值 鉆芯取樣結(jié) 合施工記錄 ≥0.5% 4 水泥摻入量 不小于設(shè)計值 查施工記錄 100% 5 樁身強度 不小于設(shè)計值 標貫試驗和強度試驗 ≥0.5% 6 承載力 不小于設(shè)計值 荷載試驗 ≥0.1% 7 水泥質(zhì)量 符合國家標準 送檢 2000m3且每單項工程不少于一次 一般項目 1 提升和下沉速度 m/s ±0.05 測單樁下沉 和提升時間 10% 2 水灰比 g/cm3 ±0.05 水泥漿比重 每臺泵不少于一次 3 外加劑 ±1% 按水泥重量比計量 每臺泵不少于一次 4 噴漿量 ±1% 標定 每臺泵一次 允許偏差項目 1 樁位 mm ±50 鋼卷尺量測 2% 2 垂直度 1% 測機架垂直度 5% 3 樁頂標高 mm +30，-50 扣除樁頂松散體 2%

（4）承載力的檢測 釘形攪拌樁復(fù)合地基承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基靜載試驗和單樁載荷試驗。載荷試驗必須在樁身強度滿足載荷試驗條件，并宜在成樁28d后進行。檢驗數(shù)量為總樁載的2‰，且每個單項工程不少于3點。 6、結(jié)束語 釘形水泥土雙向攪拌樁由于樁身強度的大幅度提高及樁身結(jié)構(gòu)的更趨合理，它能攪拌均勻，上層葉片的同時反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途徑，強制對水泥漿就地攪拌，冒漿現(xiàn)象徹底解決；對樁周土體擾動小，受力合理，能將上部荷載傳到地基深處，減小復(fù)合地基沉降，與常規(guī)水泥土攪拌樁相比復(fù)合效果更佳，從現(xiàn)有的工程實例看，其綜合經(jīng)濟效益比常規(guī)水泥土攪拌樁節(jié)省投資約25%，并且隨著處理軟土深度的增加，其經(jīng)濟效益和社會效益越發(fā)明顯。
發(fā)布：2007-07-25 11:54    編輯：泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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