水泥搅拌桩在建筑工程地基处理中的应用

2015-07-17 149 0

   粉喷桩是一种在软土地基的处理当中较为常用的加固方式之一,它主要利用搅拌机将固化剂送入深层土壤当中,并且进行机械搅拌,从而有效的改善土壤的整体性能,使得水泥搅拌桩与垫层、水泥土桩、周遭土壤形成一个复合型的地基,以此提高整体承载能力。该种方式具有易于选购、加固材料单一等优势,目前已经被广泛的使用在建筑工程的地基处理当中。通过实践证明,这种方式不仅能够有效的提高地基施工质量,且经济效益高,符合社会效益。以下主要结合某工程实例就水泥搅拌桩的应用进行了探讨。
 
  一、工程地质概况
 
  该工程所处地地势较为平坦,地层系池河河漫滩相新近冲积沉积而形成,建筑的场地为软土地基。建筑场地从上往下的分布为:第一层,层杂填土。该层具有较多杂物,包括了砖块、碎石等,且底部的淤泥较为松散,地下水与之周围的水塘有着水力联系。第二层,淤泥质粘土。该层主要呈现灰色,流塑,土质细腻,并且在施工场地的西北侧夹砂粘土透镜体,呈现棕黄色,软塑。第三层,砂砾。该层主要呈现姜黄色,中密,饱和,并且为揭穿。其工程特性如图1所示。
 
  图1:工程特性指标
 
  二、地基处理设计
 
  在该工程当中固化剂主要选择了42.5号普通硅酸盐水泥,并且对所使用的水泥进行的抽样的安定性检查,同时对其抗压性、28d抗折强度、3d等也进行的测试。测试结果显示其充分符合设计需求,最终用选定的固化剂做不同的掺入比。测试结果如图2所示。
 
  图2:水泥强度测试结果
 
  由试验可知,在水泥掺入比例在16%左右之时,该水泥的强度增长率最高。同时考虑到桩、土之间的应力协调,最后将掺入比定为15%。然后进行了现场的取样,将其分作90d与60d的水泥土进行测试,结果如图3所示。
 
  图3:现场取样测试结果
 
  通过上图可知,90d和60d的强度值都具有一定的离散性。并且发现进行现场取样所获得的值,与之前在室内制样测试所获得的值具有较大的出入。通过分析原因发现,可能是由于进行现场取样测验之时,由于操作不均衡,以及现场灰量较大,因此导致最终的测试结果偏差过大。由此,水泥的设计强度最终确定以室内制样强度为主,即强度为90d。该次测试值。
 
  所针对上述情况最终确定的处理方案为将每个独立桩基之下的搅拌桩按照梅花的形状分布,如图4所示。
 
  图4:桩位布置
 
  使用42.5号普通硅酸盐水泥,水泥的掺入量为12%,水灰比为0.5,同时在其中加入了水泥重量2%的石膏。
 
  三、施工工艺、技术和检验
 
  (一)施工工艺
 
  在具体的施工当中主要依靠起重机将搅拌机调动至指定的桩位,然后进行预搅下沉,其次预备所需要的水泥浆,再次进行反复的上下的搅拌,最后移位。
 
  (二)施工技术和质量控制
 
  第一,在施工当中要求要落实责任制,将质量责任落实到相关的领导和施工人员之上,并且签订施工合同。第二,放线要保持准确,并且布桩。第三,严格的对水泥进行检验,确保水泥质量合格,同时落实复检制度。第四,在进行现场的水泥投入只是,要控制要投入量。第五,搅拌头喷浆提升的速度是每分钟0.5米。在进行喷灰之时,注意将搅拌头在原地进行反转,约为三十秒之后在将其提升。搅拌头的工作需要有专人进行记录,明确每次下沉深度,以及进行提升的时间。深度的记录误差应当小于100毫米,时间误差小于五秒。第六,基槽底标高应当要比之前所设计的高度高,高出大约30厘米。在进行桩施工之时,要求要达到该标高。在槽底完成了整平工作之时,然后拔去其上部分30厘米的桩头。由于上覆土压力较小,因此在施工当中的搅拌质量不高。由此该部分还需要通过人力进行平整,以防止机械对桩头造成损伤。
 
  (三)质量检验
 
  在完成水泥搅拌桩的施工之后还需要进行质量检验,以确保建筑工程地基施工质量达标。首先检验取芯,使用d106岩芯管,利用钻孔的方式连续取水泥搅拌桩桩芯,可以通过较为直观的方式对桩体强度的均匀性进行检验。通过检验可知,桩体的整体强度充分符合工程需求。其次,试验静载荷,负荷地基载荷试验,主要通过堆载法进行。试验结果表明,其承载力都较之于设计更大,符合建筑工程对承载力的需求。最后,进行开挖检验。在完成所有的搅拌桩上述两大试验之后,要求针对专控进行灌砂处理,然后针对基槽开挖。通过开挖检验可知,搅拌桩的形状保持完整,桩身的搅拌十分均匀,其强度比之桩间土更强,且搅拌土当中存在较为浓烈的水泥味道。
 
  总结
 
  在该工程的使用结果可知,水泥搅拌桩的使用对于其中的中砂层,以及淤泥质粉质黏土层有着良好的加固效果。但在进行软土地基的加固过程当中,也遇到了部分具有较高有机质的土层。该类土层通常会对水泥水化反应有一定的阻碍作用,将不利于水泥土强度的提升。在之后的沉降观测工作当中发现,在该工程当中使用的水泥搅拌桩进行地基处理,沉降现象得到的良好的控制,建筑物不存在明显的沉降,沉降量下降。这说明在建筑工程的地基处理当中应用水泥搅拌桩,能够有效的改善土壤的整体性能,降低软土地基的不利影响,有效的提升了施工的整体质量。使得建筑地基保持稳定性,为之后的施工奠定了良好基础。
 
  参考文献
 
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  [4]曹凡.深层水泥搅拌桩在公路软土地基处理中的应用[J].科技创新导报,2013,08:129-130.

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