6.3 施工
6.3.1 深层搅拌桩施工现场应预先平整,应清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时,应抽水和清淤,应回填黏性土料并应压实,不得回填杂填土或生活垃圾。
6.3.2 深层搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩,数量不得少于2根。当桩周为成层土时,对于软弱土层宜增加搅拌次数或增加水泥掺量。
6.3.3 深层搅拌桩的喷浆(粉)量和搅拌深度应采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。
6.3.4 搅拌头翼片的枚数、宽度与搅拌轴的垂直夹角,搅拌头的回转数,搅拌头的提升速度应相互匹配。加固深度范围内土体任何一点均应搅拌20次以上。搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于10mm。
6.3.5 成桩应采用重复搅拌工艺,全桩长上下应至少重复搅拌一次。
6.3.6 深层搅拌桩施工时,停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300mm~500mm。在开挖基础时,应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。
6.3.7 施工中应保持搅拌桩机底盘水平和导向架竖直,搅拌桩垂直度的允许偏差为1%;桩位的允许偏差为50mm;成桩直径和桩长不得小于设计值。
6.3.8 深层搅拌桩施工应根据喷浆搅拌法和喷粉搅拌法施工设备的不同,按下列步骤进行:
1 深层搅拌机械就位、调平。
2 预搅下沉至设计加固深度。
3 边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。
4 重复搅拌下沉至设计加固深度。
5 根据设计要求,喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。
6 关闭搅拌机械。
Ⅰ 喷浆搅拌法
6.3.9 施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,宜用流量泵控制输浆速度,注浆泵出口压力应保持在0.4MPa~0.6MPa,并应使搅拌提升速度与输浆速度同步,同时应根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。
6.3.10 所使用的水泥应过筛,制备好的浆液不得离析,泵送应连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等,应有专人记录。
6.3.11 搅拌机喷浆提升的速度和次数应符合施工工艺的要求,并应有专人记录。
6.3.12 当水泥浆液到达出浆口后,应喷浆搅拌30s,应在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再开始提升搅拌头。
Ⅱ 喷粉搅拌法
6.3.13 喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气(粉)管路的长度不宜大于60m。
6.3.14 搅拌头每旋转一周,其提升高度不得超过16mm。
6.3.15 成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处,并应待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
6.3.16 需在地基土天然含水量小于30%土层中喷粉成桩时,应采用地面注水搅拌工艺。
条文说明
6.3 施工
6.3.1 国产搅拌头大都采用双层(或多层)十字杆型。这类搅拌头切削和搅拌加固软土十分合适,对块径大于100mm的石块、树根和生活垃圾等大块物的切割能力较差,即使将搅拌头作加固处理后能穿过块石层,但施工效率较低,机械磨损严重。因此,施工前应先挖除大块物再填素土,增加的工程量不大,但施工效率却可大大提高。
6.3.2 施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到搅拌机喷浆(粉)口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,并根据设计要求通过工艺性成桩试验,确定搅拌桩的配比、喷搅次数和水泥掺量等各项参数和施工工艺。为提高相对软弱土层中的搅拌桩体强度,应适当增加搅拌次数和固化剂掺量。
6.3.4 搅拌机施工时,搅拌次数越多,则拌和越均匀,水泥土强度也越高,但施工效率降低。试验证明,当加固范围内土体任一点的水泥土经过20次的拌和,其强度即可达到较高值。搅拌次数(N)由下式计算:
式中:h——搅拌叶片的宽度(m);
β——搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角(°);
∑Z——搅拌叶片的总枚数;
n——搅拌头的回转数(r/min);
V——搅拌头的提升速度(m/min)。
6.3.6 根据搅拌法实际施工经验,在施工到顶端300mm~500mm,因上覆土压力较小,搅拌质量较差。因此,其场地整平标高应比设计确定的基底标高再高出300mm~500mm,桩制作时仍施工到地面,待开挖基坑时,再将上部300mm~500mm的桩体质量较差的桩段挖去。
根据现场实践表明,当搅拌桩作为承重桩进行基坑开挖时,桩顶和桩体已有一定的强度,若用机械开挖基坑,往往容易碰撞损坏桩顶,因此基底标高以上300mm宜采用人工开挖,以围扩桩头质量。
6.3.8 在预(复)搅下沉时,也可采用喷浆(粉)的施工工艺。
Ⅰ 喷浆搅拌法
6.3.9 每一个搅拌施工现场,由于土质差异,固化剂品种不同,因而搅拌加固质量有较大的差别。所以在正式搅拌桩施工前,均应按施工组织设计确定的搅拌施工工艺,制作数根试桩,再最后确定水泥浆的水灰比、泵送时间、搅拌机提升速度和复搅深度等参数。
6.3.10 制桩质量的优劣直接关系到地基处理的加固效果。其中的关键是注浆量、注浆与搅拌的均匀程度。因此,施工中应严格控制喷浆提升速度。
施工中要有专人负责制桩记录,对每根桩的编号、固化剂用量、成桩过程(下沉、喷浆提升和复搅等时间)进行详细记录,质检员应根据记录,对照标准施工工艺,对每根桩进行质量评定。喷浆量及搅拌深度的控制,直接影响成桩质量,采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录,可有效控制成桩质量。
6.3.11 搅拌桩施工检查是检查搅拌桩施工质量和判明事故原因的基本依据,因此对每一延米的施工情况均应如实及时记录,不得事后回忆补记。
6.3.12 由于固化剂从灰浆泵到达出口需通过较长的输浆管,应考虑固化剂浆液到达桩端的流动时间。可通过试打桩后再确定其输送时间。
Ⅱ 喷粉搅拌法
6.3.13 粉喷桩机利用压缩空气通过固化剂供给机的特殊装置,经过高压软管和搅拌轴(中空的)将固化剂粉输送到搅拌叶片背后的喷粉口喷出,旋转到半周的另一搅拌叶片把土与固化剂搅拌混合在一起。这样周而复始地搅拌、喷射、提升,在土体内形成一个搅拌桩体,而与固化剂材料分离出的空气通过搅拌轴周围的空隙上升到地面释放掉。粉体喷射机(俗称灰罐)位置与搅拌机的施工距离超过60m时,送粉管的阻力增大,送粉量不易稳定。
6.3.14 粉喷桩机一般均已考虑提升速度与搅拌头转速的匹配,在不同的提升速度下,钻头每提升不超过16mm搅拌一圈,从而保证成桩搅拌的均匀性。但每次搅拌时,桩体将出现极薄软弱结构面,这对承受水平剪力是不利的。可通过复搅的方法来提高桩体的均匀性,消除软弱结构面,提高桩体抗剪强度。
6.3.16 含水量小于30%地基土中成桩往往是指地基浅部较薄的硬壳层,不是主要处理土层,成桩时如不及时在地面浇水,将使地下水位以上区段的桩体水化不完全,造成桩体强度降低。