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软土地基处理深层水泥搅拌桩施工技术分析

2021.02.04点击:

【摘要】在我国土建领域中,软土地基的处理非常关键,而水 泥搅拌桩施工技术又是软土基处理中非常重要的技术。根据施工 状况的差异,需要制定具体的施工工艺和方案。本文就软土地基 处理深层水泥搅拌桩施工技术进行了分析。 【关键词】软土地基; 深层水泥搅拌桩; 施工技术 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.35.1639

1 . 搅拌桩施工前期准备 首先,在对软土基进行处理的时候,一定要选取合适的场地, 场地应当平整。在使用搅搅拌桩之前,需要对其位置确定好,并 且确保场地没有垃圾和树木等障碍物。在选取场地的时候,如果 不得不选取低洼位置,那么一定要想法设法将低洼处的水分抽干, 并且对淤泥垃圾进行及时清理。然后,使用粘性土回填并进行夯 实。其次,软土地基处理深层水泥搅拌桩施工之前,需要做好场 地内管线的保护工作,并且使排水系统能够正常工作,以便能够 使后续的工程项目能够顺利开展。最后,使用搅拌桩之前,一定 更要对其做好采购验收进场后的机械工检查,并且确保其能够正 常工作。 2. 试桩 根据笔者的工程项目施工经验,多数工程项目的水泥搅拌桩 所使用的水泥为普通硅酸盐水泥,型号为PO42.5,在选用水泥 后,一定要注意对其进行仔细地检查,这样才能使其能够更好地 在项目中得到很好的使用。从某种角度上来说,试桩的目的是对 水泥的数量进行衡量,并且对泵送压力和传送速度需求有基本的 了解。如此,可以使后续的水泥搅拌工作能够顺利进行。经调查 研究发现,在工程项目施工中设置试桩数量为 5-6 根为宜。水泥 产量的比例约为五分之一。在试桩之后,等待二十八天,然后对 单个桩进行承受能力和强度等测试分析。 3. 水泥搅拌桩加固 水泥搅拌桩对于软土基处理和加固能够起到较大的作用,其主 要原理使水泥加固,并且发生物理反应和化学反应,进而使其符合 工程项目的需要。下文将对水泥搅拌桩的加固原理进行简要解读。 3.1 水解反应 所谓的水解反应,也就是水泥搅拌桩进行软土加固的过程中, 软土与水泥得到充分搅拌之后,水泥表面的某些物质与水一起接 触所产生的反应,这些物质主要是一些矿物质,通过这种反应之 后,水泥表面形成多种化学物,通过化学物的作用,可以使软土 中的含水量得以降低,从而使软土加固,这样的效果是水解反应 所能够实现的。 3.2 硬凝反应 当二氧化硅与三氧化二铝在黏土矿物质中的含量足够的时候, 其与水泥接触可发生一些反应。这些含铝和硅的氧化物,在与钙 离子作用的过程中,会发生反应,形成不溶于水的化合物,并且 这些生成的化合物稳定性较好。在时间的作用下,可以进行硬化, 并且对水分进行阻挡,使水泥土强度提升,得到水泥硬化土,其 硬度和稳定性都非常好。 3.3 团粒化与粒子交换 团粒化与粒子交换的原理是,当土壤水分足够高的时候,其 胶体特征明显。在这种情况下,黏土颗粒可以通过吸附作用,从 而形成胶粒微粒。一般情况下,这种微粒的主要成分是含有钠离 子和钾离子的微粒,并且通常是覆盖在二氧化硅的表面。通过这 种微粒的作用,可以使软土的强度得到有效提升。不仅如此,这 种微粒还可以提高凝胶例子附着的水泥颗粒,使凝胶例子的表 面吸附能力大大增强,从而与土壤颗粒紧密的团化在一起,形成 软土。 4. 深层水泥搅拌桩的应用 4.1 工艺试桩 在正式成桩之前,进行工艺试桩,这样能够实现对深层水泥 搅拌桩的检测。如此,就可以判断是否可行。试桩工艺也是为了 确保工艺科学性和合理性的需要,也可以使软土基加固的需求得 到满足。通过这种形式,也可以得到多个施工参数,通过参数的

参考,可以使施工工艺进行改进和优化。具体而言,有以下五个 方面。第一个方面,可以了解影响水泥喷浆量的因素,主要从压 力、速度和时间三个方面来考量。第二个方面,验证预定流程, 并测试和验证搅拌是否均匀。第三个方面,了解下钻压力和相关 参数,从而采取一些技术手段进行改进。第四个方面,对胶体与 水泥的配比量进行测试,从而配出最佳的比例。第五个方面,测 试单桩承载力,并得到最佳的施工掺入比例。 4.2 其他技术要点 水泥搅拌桩施工的应用,还需要注意其他一些相关技术要点。 第一个方面是钻机安装阶段,要使钻机的稳定性强,需要做好对 水平和垂直两个方向偏差的控制,同时需要使用喷浆记录仪进行 记录。第二个方面是要对搅拌时间进行严格把控,当水泥制浆 束之后,通过筛选处理,使水泥浆更加稳定,且其质量更加可靠, 除此之外,还要添加添加剂,通过反复试验,确定其用量。第三 个方面是要针对与搅拌下沉前调制钻机速度。在下沉的时候,需 要对速度合理控制,对钻机参数进行适时调整,从而使其达到设 计深度要求。第四个方面是下沉至预期深度的时候,对喷浆以及 搅拌及时开启,当搅拌均匀之后,使喷浆同时进行,从而对钻头 进行反转,最后将其提至地表面。另外,为了使桩头的强度足够 高,应当注意在适当的时候停止喷浆。第五个方面是喷浆搅拌终 止之后,假设喷浆量达到预期目标,要确保搅拌均匀。假设喷浆 量没有达到预期目标,必须在钻头二次下沉的时候,将喷浆口打 开,从而实现补浆的目的。 5. 深层水泥搅拌桩施工问题及措施 5.1 深层水泥搅拌施工存在的问题现状 混合均匀度越低,搅拌桩强度越低,所以,我们需要对水泥 土进行混合均匀。水泥的混合均匀度不仅与施工设备有关,而且 与施工工艺有密切联系,以下将从两个方面进行分析。 5.1.1 施工设备存在的问题现状 首先,就多数施工单位而言,其水泥搅拌桩施工设备普遍存 在较大的问题。主要问题是其设计较为简单,且设备落后。钻头 大多是传统的,不能跟上时代发展的步伐。其次,钻头的材质问 题较大,通常水泥搅拌施工钻头是废旧金属,所以材质问题较大。 不仅如此,多数施工单位钻头缺乏专业性。所以,在进行下钻的 时候,磨损较为严重,拨土筋的磨损尤其突出,通常施工的时候 仅仅可以下沉几百米,达不到实际的施工要求。再次是设备的功 率和动力问题。普遍存在功率较低和动力不足的情况。深层水泥 搅拌的下驱力来源于叶片地拨土筋旋转以及电机的栋梁。这样, 如果软土地质十分复杂的时候,下沉的过程可能较为困难。所以, 必须明确以上施工设备存在问题的现状。 5.1.2 施工工艺存在的问题现状 根据传统的工艺来控制施工速度,而不是根据地质的实际情 况调整施工速度,这是大部分施工企业存在的问题。如果仅仅是 依靠传统工艺进行控制,很难使搅拌桩的施工质量得到保障。这 是因为下沉速度和喷浆速度等这些都会对其产生较大的作用。所 以,如果不对具体的施工情况具体分析,往往不能确保较高的施 工质量,使软土的质量达不到设计要求,甚至更为严重的情况是, 可能造成资源的浪费,发生工程建设质量安全事故。 5.2 深层水泥搅拌施工技术的技术优化分析 在软土基地基处理的时候,为了提高其质量,施工技术的改 进是非常重要的一环。对于相关部门而言,必须针对存在的问题 进行详细分析,从而采用科学和合理的侧脸,提高质量。 5.2.1 对施工设备改进与优化 施工设备改进与优化是处理水泥搅拌桩施工中的重要环节。 对于施工单位而言,采用先进的施工设备非常关键,或者根据自 身的实际资金和技术能力情况,可以考虑是否研发施工设备。通 过自主研发,可以就电机功率和钻头强度改进进行深入的研究。 就我国多数施工企业而言,其施工设备输出功率都是固定的,所 以,针对搅拌机钻头进行设计的时候,需要根据实际情况对钻头 功率进行改进与优化。

5.2.2 施工工艺的改进与优化 施工工艺的改进与优化,是确保施工质量的重要环节,且可 以使施工进度加快。对于施工工艺,多数为上个世纪设计的一些 规范下形成的施工工艺。随着社会的发展,科学技术也在进步, 传统的施工工艺可能不能满足现代施工效率的要求了。所以,针 对施工工艺,已有一些专业人才进行了改进与优化,然而其推广 还是存在较大的困难。对于政府和施工单位等多方而言,必须重 视新技术的研发和推广,从而使新的施工工艺得到推广和应用。 5.2.3 设计与管理的优化 对于施工人员而言,水泥搅拌桩施工需要面临的一个难题: 含水量过高的软土地基无法处理。实际上,面对这种软土地基, 施工进度是难以得到保障的,施工质量也不能得到很好的控制。 也就是说,理论设计和实际施工存在一定的差距。为此,如果要 想解决这个问题,就需要对现在的设计与管理进行优化。对于设 计人员而言,不能仅仅停留在设计理论上,不能照搬设计规范, 需要考虑施工现场实际,与施工人员进行具体的沟通与交流。 6. 小 深层水泥搅拌法处理软土地基的发展历史较长。在时代和科 技发展的过程中,该施工方法在公路和铁路等多个工程项目建设 中得到较为广泛的应用。虽然这种方法的普及范围较广,技术已 经比较成熟了,但是施工的过程还是存在较大的问题。比如施工 设备简陋,工艺流程欠规范等。在某些情况下,甚至会发生一些 工程建设质量事故。所以,对于有关部门和施工单位来讲,必须 在这些方面引起重视,要采取多种改进与优化措施,对软深层水 泥搅拌桩进行强化:改进施工设备、改良施工工艺、完善设计与

理。这样,才能使施工质量得到有效控制,才能使软土基地基 处理得当,提高工程项目建设的效率和质量。

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