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摘要:浙江某沿海地区某沿海地区潮间带软基加固工程,地质情况为26~30m淤泥土,采用桩径为700mm,桩长25m,高压旋喷注射水泥浆液施工工艺对超深软基进行加固处理,桩顶1.5米范围内采用直径为1.2m扩大桩头,发现高压旋喷桩对于沿海地区超深淤泥质软基加固效果明显。
关键词:超深软基加固;高压旋喷桩法;沿海潮间带;工艺比选
1 工程概况
本工程为温州交通城建工业化生产基地设计采购施工总承包项目,位于温州市洞头区大门岛大门镇仁前途村,与温州市区直线距离30km,与洞头区政府直线距离12km,水路距北口大桥项目约17km,该区域西接瓯江口,东濒东海,北邻乐清湾,南望洞头县青山岛、状元岙岛、霓屿岛诸岛。拟建场地属于海岸带(潮间带、人工海岸),大部分位于潮间带,原基本为滩涂,近岸部分受长期的人类活动影响部分已回填,现状条件下地形有一定起伏;西侧靠近商品混凝土厂的厂区,北侧临海,东南侧为海岛型剥蚀丘陵。
2施工原理及工艺
2.1 工艺原理
高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后(或引孔旋喷一体机),利用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高,利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去,高压射流冲击切割土体,使一定范围内的土体结构破坏,浆液与土体搅拌混合固化,随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体,凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体,该工艺起到止水与土体加固的作用。
2.2 施工工艺流程
高压旋喷桩施工工艺流程,见下图。
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图5-1 施工工艺流程图
2.3 施工方法
高压旋喷桩施工选用C7-G型桩机,施工工艺为三管法。
2.4 主要施工方法
2.4.1 施工准备
正式进场施工前,进行管线调查后,清除施工场地地面以下2米以内的障碍物,不能清除的做好保护措施,然后整平、夯实;同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。
由于工程地表为淤泥,承载力不足,为了桩机能平稳立在上面,高压旋喷桩施工区域需要用石粉(水泥搅拌桩施工作业证明可行)填至标高5m(原始标高按+0m计算),宽度大于施工边界3m,坡比1:1,回填土方用量约49000m3(仅计算理论量,未计算下沉量,实际填方以现场收方为准),并用压路机碾压平整,以利于桩机移位;此外需回填30*20㎡,坡比1:1施工临设区,回填料采用厂区回填料,施工临设区用以架设水泥罐,泥浆泵,发电机等设备,设备修理集装箱等。
2.4.2 测量放样
施工前,根据设计图纸,采用GPS定位放点,桩位点用竹签,测量人员在钻机上做标高点,用于控制桩顶标高,桩顶标高+2.5m,所有高压旋喷桩按要求进行编号。
2.4.3引孔及护壁
吊机就位后,悬吊深层搅拌机到指定位置,对正桩位,保持起吊架垂直。设备就位后必须平整,确保施工过程中不发生倾斜和移动,机架和钻杆的垂直度偏差不大于1%,桩位对中偏差不得大于5mm。施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度,如发现偏差过大,必须及时调整。
2.4.4桩机定位
水泥浆制作采用智能灰浆搅拌机,水泥用量按设计标准为土体质量的18%,水灰比0.5。
2.4.5制备水泥浆
待深层搅拌机冷却水循环正常后,启动搅拌机,缓慢放松起吊钢丝绳,使深层搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉并喷浆。下沉速度由电机电流监测表控制,搅拌头预搅下沉时电机的工作电流不得超过60A,下沉速度0.5-0.8m/min。随时观察设备运行及地层变化情况,钻头下沉至设计深度位置时,停止钻进。
2.4.6插管
开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷浆、边旋转,提升速度0.7-1m/min,离地面50cm时,停止喷浆。施工中采用流量泵控制喷浆速度,注浆泵出口压力不宜小于0.5MPa。第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端。
2.4.7提升喷浆杆、搅拌
第一次喷浆完成后,第二次下沉钻头,搅拌至设计位置。
2.4.8桩头部分处理
边搅拌边提升至地面,进行重复搅拌,提升至地面以下1m时,放慢提升和旋转速度,将出地面时,停止提升,搅拌30s,以保证桩头密实。停浆面应高于设计标高50cm。
2.4.9特殊地层处理
再次提升出来以后向集料斗中注入清水,开启灰浆泵,将管道中残存的水泥浆清洗干净,钻机移位于下一个桩位施工。
2.4.10清洗
向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
2.4.11移位
移动桩机进行下一根桩的施工。
2.4.12补浆
由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,因此喷射注浆作业完成后,要及时用水灰比为相对应的水泥浆补灌。
结论
通过采用采用桩径为700mm,桩长25m,桩顶1.5米范围内采用直径为1.2m扩大桩头的高压旋喷注射水泥浆液施工工艺对超深软基进行加固处理,发现高压旋喷桩对于沿海地区超深淤泥质软基加固效果明显,从根本上提高了泥质软基的承载能力。
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