馮良華
(云南華祥建設工程有限責任公司,云南 硯山 663100)
對淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉土進行處理是深層水泥攪拌樁比較實用的方面,在進行軟基處理的過程中也是十分有效的方法之一。
1.1 試樁。試樁的主要目的是為了確定最合適的施工參數,例如:泵送壓力、泵送時間、攪拌次數、下鉆速度以、水泥漿的配置、攪拌機提升速度、復攪深度等等。
1.1.1 施工準備。對于深層攪拌樁施工場地需要做的準備工作具有:事先整平場地;清除樁位處的障礙物或者廢棄物:若場地存在低洼,需要回填粘土,切勿用雜土回填;對于水泥攪拌樁的選擇最好是選用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥;所用的水泥攪拌樁施工機械的性能必須良好且穩定,監理工程師和項目經理部門在鉆機開鉆之前需進行審查和驗收。
1.2.1 工藝流程:放樣樁位;定位鉆機;檢查鉆機;正循環鉆進,達到設計深度:將高壓注漿泵打開;反循環提鉆,同時噴水泥漿;至基準面0.3m以下:在重復攪拌同時,噴水泥漿直至設計深度;反循環提鉆至地表;結束成樁;對新樁施工。
1.2.2 檢驗堵塞:在水泥攪拌樁開鉆前期,施工人員需要對整個管道用水清洗.檢查管道中有無堵塞現象,待確定水排盡后繼續下鉆。
1.2.3 懸掛吊錘:為了使水泥攪拌樁樁體的垂直度能夠達到施工的要求,可將吊錘懸掛在主機上,按照吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等這一原則實施控制。
1.2.4 質量檢查:這主要是針對成型的攪拌樁而言,質量檢查的主要方面是水泥用量、水泥漿罐數、斷漿現象、噴漿攪拌上升時間、及復攪次數等等。
1.2.5 攪拌配合比:水泥配置時要對相關參數有效計算,按照建筑材料的標準進行,具體為水灰比0.45-0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量46-25kg、高效減水劑0.5%。
1.2.6 二噴四攪:二噴四攪工藝在水泥攪拌樁的施工中常常被采用。第一次下鉆可帶漿下鉆,堵管噴漿量控制在總量的1/2以下,禁止帶水下鉆。保證在低檔操作下進行下鉆和提鉆,復攪需要適當提高一個檔位。正常成樁時間在40min左右,噴漿壓力0.4MPa。
深層石灰攪拌樁的工作方法是在軟土地基中對石灰和地基土實施強制攪拌且混合,利用地基土和石灰之間的化學反應,對地基土進行穩定加固,從而達到提高強度的目的。在處理塑性指標較高的軟粘土地基時也通常運用深層石灰攪拌樁,如果具備的條件相同,石灰作為固化劑處理的加固效果要好于水泥。
2.1 材料要求。所選石灰必須經過細磨,攪拌過程中要避免樁體中出現石灰聚集,石灰最大粒徑不得大于2mm。盡量選取純凈無雜質的石灰,石灰中氧化鈣和氧化鎂的含量在8.5%以上,氧化鈣含量最好達到80%。石灰的儲存期控制在3個月以內,石灰的液性指數在70%。
2.2 施工準備。若施工場地表層硬殼較薄,應該采取鋪填砂、礫石墊層的措施,方便機械的移動和施鉆;對鉆機、粉體發送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭等合理配置;進行試驗和測試得出地基土、灰土的物理力學或化學指標,以最佳含灰量當成設計摻灰量;選擇攪拌范圍、樁長、截面及根數。
2.3 施工重點。粉體攪拌法按照以下順序進行:樁體對位、下鉆、鉆進、提升、結束提升。樁間距的初步選定要根據結構要求的承載力判斷,最終得出加固范圍內攪拌樁的數量以及攪拌樁所占的面積。攪拌樁的排列為等邊三角形或四方形,樁徑在0.5-1.5m之間,樁距為1m。空壓機的壓力不宜過高,風量不宜過大。在施工現場鉆頭提升距地面30-50cm時要停止噴粉,避免溢出地面。
砂墊層和砂石墊層屬于軟土層,是由夯(壓)實的砂或石墊層替換而而形成的,其作用在于提高基礎下地基強度和承載力,降低沉降量,對軟土層的排水固結有良好的效杲,該方法在當前的使用比較廣泛。
3.1 材料要求。對于砂墊層和砂石墊層的材料,最好選擇級配良好、質地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎石、石屑。對于中、粗砂和礫砂地區不足的地方,可選擇細砂,但要摻入一定數量的碎石或卵石,按設計規定確定其摻量大小。需要注意的是所選砂石材料,不得含有有機雜質。
3.2 施工準備。在施工前需要對槽檢驗,先清除浮土,穩定基槽(坑)的邊坡,填實草地和兩側的孔洞、溝、井等。若地下水位高于基槽地面時,可進行排水或降低地下水讓基槽處無積水狀態。對于人工級配的砂、石材料,需拌合均勻,鋪填搗實。
3.3 施工要點
3.3.1 調整砂墊層和砂石墊層的底面在同一標高上,若深度不同,應按先深后淺的順序施工。
3.3.2 分段施工需要將接頭處作成斜坡,每層錯開0.5-1.0m,并充分搗實。采用碎石墊層應當防止基坑底面的表層軟土出現局部破壞,可在基坑底部鋪一層砂,用鋪碎石墊層。
3.3.3 采用平振法、插振法、水撼法、夯實法、碾壓法等鋪設方法。平振法是用平板式振搗器來回振搗,振搗次數根據相關要求而定。鋪設厚度在200-250mm,施工時含水量最好控制在15%-20%。插振法的插入間距是用插入式振搗器參照機械的振幅大小決定,不能插入下臥粘性土層,用砂填實插入振搗后留的孔洞。夯實法適用木夯或機械夯,一夯壓半夯后全面夯實。鋪設厚度為150-200mm,施工時最優含水量為8%-12%。
除了上述提到的軟土地基加固方法外,還有振沖地基加固、碎石樁擠密加固地基等方法也能對軟基進行處理。
4.1.1 機理:振沖法的原理是采用振沖器強烈振動沖貫至土層深入達到加密松砂地基的效果,或者將無凝聚性粗粒等填入軟弱土層中,使其強度大于周圍土的樁柱,從而增強地基強度。振沖法加固地基的優點有:施工簡單,加固質量高,施工進程快,適用范圍廣。
4.1.2 施工方法:振沖地基加固的施工方法為連續填料,在參照建設單位提供的控制樁測放施工樁位后,用吊車將振沖器起吊,并與樁位對準,然后把設備起動,即進行造孔。當造孔達到設計深度以上30-50cm時對孔清理。裝載機自動發出信號連續填加石料,吊車操作人員收到信號后起動振沖器,對下段次密實,持續到孔口成樁完畢。
4.2.1 機理:以振動或沖擊的方法成孔為擠密樁,成孔后向其中填入碎石,并搗實成碎石擠密樁體。振動打樁機是擠密樁施工的主要工具。擠密樁的加固原理為:樁管打入地基后對土粒產生橫向擠密作用,當受到擠密功能的作用后造成土粒的移動,讓小顆粒填入道大顆粒的空隙,彼此靠近后增強地基土的強度。
4.2.2 施工方法:首先把振沖鋼管就位,工具采用履帶式吊車。然后借助振沖的作用把鋼管打到加固的深度8米,再將碎石回填到孔內,在振動時加水,讓碎石擠密,并逐漸上提,直至振密全孔。
總而言之軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當,就會造成地基失穩,使構造物沉降過大或不均勻沉降,對構造物造成不同程度的危害,本文以上介紹的只是工地常用的幾種處理軟土地基的方法,具體施工還要根據工地的實際情況來選用,有時幾種方法可以交替或一起使用。
[1]張美麗,王麗萍.房屋建設工程中軟土地基的施工技術[J].改革與開放,2010-05-25.