冯良华
(云南华祥建设工程有限责任公司,云南 砚山 663100)
对淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土进行处理是深层水泥搅拌桩比较实用的方面,在进行软基处理的过程中也是十分有效的方法之一。
1.1 试桩。试桩的主要目的是为了确定最合适的施工参数,例如:泵送压力、泵送时间、搅拌次数、下钻速度以、水泥浆的配置、搅拌机提升速度、复搅深度等等。
1.1.1 施工准备。对于深层搅拌桩施工场地需要做的准备工作具有:事先整平场地;清除桩位处的障碍物或者废弃物:若场地存在低洼,需要回填粘土,切勿用杂土回填;对于水泥搅拌桩的选择最好是选用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥;所用的水泥搅拌桩施工机械的性能必须良好且稳定,监理工程师和项目经理部门在钻机开钻之前需进行审查和验收。
1.2.1 工艺流程:放样桩位;定位钻机;检查钻机;正循环钻进,达到设计深度:将高压注浆泵打开;反循环提钻,同时喷水泥浆;至基准面0.3m以下:在重复搅拌同时,喷水泥浆直至设计深度;反循环提钻至地表;结束成桩;对新桩施工。
1.2.2 检验堵塞:在水泥搅拌桩开钻前期,施工人员需要对整个管道用水清洗.检查管道中有无堵塞现象,待确定水排尽后继续下钻。
1.2.3 悬挂吊锤:为了使水泥搅拌桩桩体的垂直度能够达到施工的要求,可将吊锤悬挂在主机上,按照吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等这一原则实施控制。
1.2.4 质量检查:这主要是针对成型的搅拌桩而言,质量检查的主要方面是水泥用量、水泥浆罐数、断浆现象、喷浆搅拌上升时间、及复搅次数等等。
1.2.5 搅拌配合比:水泥配置时要对相关参数有效计算,按照建筑材料的标准进行,具体为水灰比0.45-0.50、水泥掺量12%、每米掺灰量46-25kg、高效减水剂0.5%。
1.2.6 二喷四搅:二喷四搅工艺在水泥搅拌桩的施工中常常被采用。第一次下钻可带浆下钻,堵管喷浆量控制在总量的1/2以下,禁止带水下钻。保证在低档操作下进行下钻和提钻,复搅需要适当提高一个档位。正常成桩时间在40min左右,喷浆压力0.4MPa。
深层石灰搅拌桩的工作方法是在软土地基中对石灰和地基土实施强制搅拌且混合,利用地基土和石灰之间的化学反应,对地基土进行稳定加固,从而达到提高强度的目的。在处理塑性指标较高的软粘土地基时也通常运用深层石灰搅拌桩,如果具备的条件相同,石灰作为固化剂处理的加固效果要好于水泥。
2.1 材料要求。所选石灰必须经过细磨,搅拌过程中要避免桩体中出现石灰聚集,石灰最大粒径不得大于2mm。尽量选取纯净无杂质的石灰,石灰中氧化钙和氧化镁的含量在8.5%以上,氧化钙含量最好达到80%。石灰的储存期控制在3个月以内,石灰的液性指数在70%。
2.2 施工准备。若施工场地表层硬壳较薄,应该采取铺填砂、砾石垫层的措施,方便机械的移动和施钻;对钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等合理配置;进行试验和测试得出地基土、灰土的物理力学或化学指标,以最佳含灰量当成设计掺灰量;选择搅拌范围、桩长、截面及根数。
2.3 施工重点。粉体搅拌法按照以下顺序进行:桩体对位、下钻、钻进、提升、结束提升。桩间距的初步选定要根据结构要求的承载力判断,最终得出加固范围内搅拌桩的数量以及搅拌桩所占的面积。搅拌桩的排列为等边三角形或四方形,桩径在0.5-1.5m之间,桩距为1m。空压机的压力不宜过高,风量不宜过大。在施工现场钻头提升距地面30-50cm时要停止喷粉,避免溢出地面。
砂垫层和砂石垫层属于软土层,是由夯(压)实的砂或石垫层替换而而形成的,其作用在于提高基础下地基强度和承载力,降低沉降量,对软土层的排水固结有良好的效杲,该方法在当前的使用比较广泛。
3.1 材料要求。对于砂垫层和砂石垫层的材料,最好选择级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎石、石屑。对于中、粗砂和砾砂地区不足的地方,可选择细砂,但要掺入一定数量的碎石或卵石,按设计规定确定其掺量大小。需要注意的是所选砂石材料,不得含有有机杂质。
3.2 施工准备。在施工前需要对槽检验,先清除浮土,稳定基槽(坑)的边坡,填实草地和两侧的孔洞、沟、井等。若地下水位高于基槽地面时,可进行排水或降低地下水让基槽处无积水状态。对于人工级配的砂、石材料,需拌合均匀,铺填捣实。
3.3 施工要点
3.3.1 调整砂垫层和砂石垫层的底面在同一标高上,若深度不同,应按先深后浅的顺序施工。
3.3.2 分段施工需要将接头处作成斜坡,每层错开0.5-1.0m,并充分捣实。采用碎石垫层应当防止基坑底面的表层软土出现局部破坏,可在基坑底部铺一层砂,用铺碎石垫层。
3.3.3 采用平振法、插振法、水撼法、夯实法、碾压法等铺设方法。平振法是用平板式振捣器来回振捣,振捣次数根据相关要求而定。铺设厚度在200-250mm,施工时含水量最好控制在15%-20%。插振法的插入间距是用插入式振捣器参照机械的振幅大小决定,不能插入下卧粘性土层,用砂填实插入振捣后留的孔洞。夯实法适用木夯或机械夯,一夯压半夯后全面夯实。铺设厚度为150-200mm,施工时最优含水量为8%-12%。
除了上述提到的软土地基加固方法外,还有振冲地基加固、碎石桩挤密加固地基等方法也能对软基进行处理。
4.1.1 机理:振冲法的原理是采用振冲器强烈振动冲贯至土层深入达到加密松砂地基的效果,或者将无凝聚性粗粒等填入软弱土层中,使其强度大于周围土的桩柱,从而增强地基强度。振冲法加固地基的优点有:施工简单,加固质量高,施工进程快,适用范围广。
4.1.2 施工方法:振冲地基加固的施工方法为连续填料,在参照建设单位提供的控制桩测放施工桩位后,用吊车将振冲器起吊,并与桩位对准,然后把设备起动,即进行造孔。当造孔达到设计深度以上30-50cm时对孔清理。装载机自动发出信号连续填加石料,吊车操作人员收到信号后起动振冲器,对下段次密实,持续到孔口成桩完毕。
4.2.1 机理:以振动或冲击的方法成孔为挤密桩,成孔后向其中填入碎石,并捣实成碎石挤密桩体。振动打桩机是挤密桩施工的主要工具。挤密桩的加固原理为:桩管打入地基后对土粒产生横向挤密作用,当受到挤密功能的作用后造成土粒的移动,让小颗粒填入道大颗粒的空隙,彼此靠近后增强地基土的强度。
4.2.2 施工方法:首先把振冲钢管就位,工具采用履带式吊车。然后借助振冲的作用把钢管打到加固的深度8米,再将碎石回填到孔内,在振动时加水,让碎石挤密,并逐渐上提,直至振密全孔。
总而言之软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使构造物沉降过大或不均匀沉降,对构造物造成不同程度的危害,本文以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法,具体施工还要根据工地的实际情况来选用,有时几种方法可以交替或一起使用。
[1]张美丽,王丽萍.房屋建设工程中软土地基的施工技术[J].改革与开放,2010-05-25.