王 贇(江蘇科興工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,江蘇 南京 210029)
**港東區(qū)圍填海工程1#港池駁岸加固項(xiàng)目位于江蘇**港東北部,施工區(qū)域內(nèi)各層均為第四系全新統(tǒng)海陸交互相沖(淤)積型沉積物,考慮到防止后方堆場(chǎng)土體滲漏及改善土體性能,50000DWT駁岸擋土墻底板下設(shè)置兩排φ700mm水泥攪拌樁,東西兩側(cè)各950米,總長(zhǎng)共計(jì)1900米。
該區(qū)域設(shè)計(jì)采用水泥攪拌樁對(duì)地基進(jìn)行加固處理,樁直徑為φ70mm,兩排水泥攪拌樁平行布置,相互咬合,樁間距50cm,單根樁長(zhǎng)為15m,1#港池兩側(cè)共計(jì)7676根水泥攪拌樁樁,總長(zhǎng)為118978m(含50cm?;颐嫜a(bǔ)償水泥用量)加固土體28d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度需達(dá)到0.6Mpa,90d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度需達(dá)到1MPa。
根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求,本工程的水泥攪拌樁采用雙軸攪拌樁,水泥采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,為選擇經(jīng)濟(jì)、可靠、合理的水泥漿配比,試樁按水泥漿配比試樁,采用“四攪兩噴”工藝水泥摻入比分別為15%、18%、20%,各試樁1根,采用“兩攪一噴”工藝水泥摻入比為15%、18%各試樁1根,合計(jì)試樁5組。分別檢驗(yàn)齡期為28天、90天的水泥試塊抗壓強(qiáng)度。采用滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最佳水灰比、水泥摻入量的配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁。
為了確定水泥攪拌樁的施工工藝,本次選試驗(yàn)樁5根,編號(hào)依次為1~5#樁,相關(guān)參數(shù)如下:
(1)水泥土攪拌樁的樁徑為700mm,摻灰量為15%、18%、20%。
(2)泥土攪拌樁嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行試樁,樁長(zhǎng)15米+0.5m超高部分。
試樁施工中,機(jī)頭的鉆進(jìn)速度控制在0.8m/min~ 1m/min,提升速度控制在0.5m/min~0.7m/min,注意保證樁頭的質(zhì)量(采用停留噴漿30秒的方法),用電子自動(dòng)記錄儀來(lái)記錄總噴漿量及平均噴漿量,如發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,則采用復(fù)攪復(fù)噴的方法來(lái)保證樁身質(zhì)量。
成樁7天后開(kāi)挖,目測(cè)樁身均勻性較好,成樁效果較好。成樁28天取芯檢測(cè)試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)共取芯5根,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分別為:
1#(兩攪一噴,水泥摻量為15%)0.43MPa、0.38 MPa、0.32MPa、0.41MPa、0.42 MPa、0.36 Mpa
2#(四攪兩噴,水泥摻量為15%)0.59MPa、0.62 MPa、0.55MPa、0.61MPa、0.52 MPa、0.53 Mpa
3#(兩攪一噴,水泥摻量為18%)0.66MPa、0.71 MPa、0.58MPa、0.66MPa、0.74 MPa、0.55 Mpa
4#(四攪兩噴,水泥摻量為18%)0.71MPa、0.72 MPa、0.87 MPa、0.73 MPa、0.71 MPa、0.82 Mpa
5#(四攪兩噴,水泥摻量為20%)0.91MPa、0.84MPa、0.95MPa、0.81MPa、0.9MPa、0.82 Mpa
以上5組試驗(yàn)中1#樁28天強(qiáng)度最低為0.32 Mpa ,不符合28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.6 Mpa的要求。2#樁28天強(qiáng)度最低為0.52 Mpa ,不符合28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.6 Mpa的要求。3#樁28天強(qiáng)度最低為0.55 Mpa ,不符合28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.6 Mpa的要求。4#樁28天強(qiáng)度最低為0.71Mpa,根據(jù)《深層攪拌法技術(shù)規(guī)范》(DL/T5425-2009)中各齡期水泥攪拌樁抗壓強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,90天強(qiáng)度為28天強(qiáng)度的1.43~1.80倍,取最不利數(shù)據(jù)計(jì)算,90天最低強(qiáng)度為1.02Mpa,高于1 Mpa的要求;5#樁28d最低無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.82Mpa,符合28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.6 Mpa的要求,同理90天的最低強(qiáng)度為1.17Mpa,高于1Mpa要求。
根據(jù)對(duì)上述水泥攪拌樁的試驗(yàn)成果分析,選定4#四攪兩噴18%水泥摻量配比,具體施工參數(shù)如下。
(1)水泥攪拌樁摻灰量選用:水泥為加固濕土重的18%,水灰比為0.5
(2)機(jī)械控制參數(shù)
四攪兩噴:
鉆進(jìn)速度:0.8m/min;提升速度:0.6m/min;
復(fù)攪下沉速度:0.8m/min;復(fù)攪提升速度:0.6m/min;
泵壓:不小于0.5MPa;進(jìn)入持力層電流值:60A且呈穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì);
工藝原理
水泥攪拌樁一般是以水泥作固化劑,通過(guò)掘攪頭在地基深處原位將土體和固化劑強(qiáng)制拌和,利用固化劑、土體和水之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng),不同的土質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不同的加固效果,本工程有效設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的地質(zhì)條件為粉質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土,此土顆粒粒徑小,表面積大分散性大,穩(wěn)定性差,容易和水泥發(fā)生反應(yīng),使土體硬結(jié)從而具有良好整體性、水穩(wěn)定性、弱透水性。所以水泥攪拌樁適用于此土地基處理,處理效果顯著,處理后很快能投入使用。
水泥攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工的全過(guò)程,施工技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員必須嚴(yán)格控制施工工藝質(zhì)量。施工中隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄,并依照施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。檢查重點(diǎn)是:水泥用量、水泥漿稠度及比重、樁長(zhǎng)、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、噴漿壓力、噴漿時(shí)間、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度及停漿處理方法等。
(1)成樁7d后,采用淺層開(kāi)挖樁頭(深度宜超過(guò)?;颐嬉韵?.5m),目測(cè)檢查攪拌均勻性,量測(cè)成樁直徑,檢查數(shù)量為總樁數(shù)的5%。
(2)在成樁28d后,沿樁徑方向1/4處、樁長(zhǎng)范圍內(nèi)鉆孔取芯,觀察其完整性、均勻性,取不同深度的3個(gè)試樣作無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
水泥攪拌樁是一項(xiàng)較難控制的施工工藝,施工時(shí)間連續(xù),需要現(xiàn)場(chǎng)管理人員有很強(qiáng)的責(zé)任心和吃苦精神,對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控,對(duì)各項(xiàng)主要指標(biāo)數(shù)據(jù)記錄詳細(xì),能真實(shí)客觀的反映施工實(shí)際狀態(tài)。
本工程為確保后方堆場(chǎng)土體滲漏和考慮改善土體性能而采用雙軸水泥攪拌樁,樁身質(zhì)量好,連續(xù)性強(qiáng),橫縱均有搭接,防滲效果好,為日后的施工帶來(lái)很大便利。
水泥攪拌樁試樁作業(yè)也是必不可少的,是檢驗(yàn)水泥攪拌樁施工參數(shù)和施工工藝在此粉砂土地質(zhì)條件下是否可行,能否達(dá)到預(yù)期的效果,是對(duì)日后大規(guī)模作業(yè)提供可靠參數(shù),從而施工質(zhì)量得到有力保障。