管道工程中水泥搅拌桩处理软土地基的分析

・７６・　第３８卷第２０期　２　０　１　２年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３８　Ｎｏ．２０　Ｊｕ１．　２０１２　文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２０—００７６—０２　管道工程中水泥搅拌桩处理软土地基的分析　孟秋华摘熊卫兵　２２５３００）　（中海油气（泰州）石化有限公司，江苏泰州要：通过水泥搅拌桩的实际应用，详细介绍了桩机就位、水泥浆配置等工艺条件，并就工艺条件中的主要质量控制点进行了分　析，给出了质量控制的方法。结果证明采用此施工工艺和质量控制方法可以对管道工程中的软基进行有效加固，取得良好的效果。　关键词：水泥搅拌桩，软土地基，施工工艺，质量控制　中图分类号：ＴＵ４７３　作为处理软土地基的一种有效办法，深层搅拌桩在我国南方　被广泛采用。其加固软土地基的原理类似于混凝土的硬化机理，　它采用特制的深层搅拌机械将固化剂送人地下，通过不断的搅　拌，使固化剂与土充分融合并起硬化反应，使软土地基成为具有　一定强度的实体地基。该反应凝结速度较混凝土凝结慢，强度增　长过程也较慢，但它的优点是充分利用了原土，无噪声、无振动、　污染小，在软土地区不易进行基坑大开挖或基础土质换填时选用　该法较经济合理。　在我国，常用水泥作为深层搅拌桩的主固化剂，并分为“湿　法”和“干法”两种工艺。粉体喷搅桩（常称粉喷桩）就是典型的　“干法”工艺，而“湿法”工艺的代表就是水泥搅拌桩。本文主要通　过某项目采用水泥搅拌桩对软土地基加固案例工程的施工实践，　达到了工程质量标准要求来谈“湿法”的施工及质量控制方法。　１　工程概况　本工程为化工厂的输油管道基础，全长约２　ｋｍ，基础为混凝　土独立柱基础，路线所经地区属长江三角洲冲积平原，地形平坦　开阔，自地表５０　ｍ深度内为全新统（Ｑ４）河流冲积相地层，具体地　表概况见表１。由表１可以看出，施工场地地表为耕植土、淤泥质　粉质粘土夹粉土，粉砂夹粉土，粉质粘土夹粉土，粉砂；地下水位　标高介于０．４　ｍ～０．６　ｍ之间。根据此地质条件，从节约工期、节　约投资等方面考虑，并结合工程经验，设计决定本工程主要采用　水泥搅拌桩（＋６００，１２　ｍ）进行加固。　表１地层概况　土层名称　岩土层描述　层厚／ｍ　①素填土　灰色，松散　０．４０—２．９Ｏ　②淤泥质粉质粘土　灰色，流塑　１．５０—８．７０　③．１粉土夹粉砂　灰色，松散　２．２０～１０．０ｏ　③－２粉砂　灰色，中密　１．２０—１４．６０　④粉质粘土　灰色，软塑　４．４０～１４．３０　⑤粉砂　灰色，中密～密实　４．９Ｏ～１６．００　２“四搅三拌”工艺流程　为达到设定的强度要求，设计要求施工中采用“四搅三拌”工　艺，具体工艺流程图见图１。１）施工准备，桩机就位。先根据图纸　在现场放线定位并做好标志，待桩机组装就位后，控制好桩机底　盘待水平及搅拌轴待垂直，通常水平偏差控制在５０　ｍｍ以内，垂　直偏差在１．０％以内。２）配制水泥浆。作为影响桩身质量的重要　因素，水灰比除应符合规范外（０．４５—０．５５），还应根据现场实际　情况，由实验室配比得出。本工程中因地下水丰富，为保证设计　要求的１８％的掺灰量，配比采用了下限０．４５。本工程制备水泥浆　时，搅拌时间不少于４　ｍｉｎ，并将配制好的水泥浆液进行过筛备　用。另外为防止施工单位偷工减料采取了多种方法，一是从水泥　收稿日期：２０１２—０３—３１　作者简介：孟秋华（１９８２一），女，助理工程师　文献标识码：Ａ　进场数着手，因本项目位于公司厂区内，车辆进出都有详细的记　录，包括车型、进出时间等，并有专人负责清点水泥包数并记录。　另一个方法就是根据搅拌时间及用料包数在搅拌机一定、用水量　固定的情况下，固定的时问内所消耗的水泥包数固定的原理，甲　方及监理在不能满足２４　ｈ在旁监督的情况下通过核查空水泥袋　也可检验施工方是否偷工减料而降低了桩的质量（此方法仅适用　于有严格的进出门禁的厂区内）。３）预搅下沉。为使水泥能够与　土充分搅拌，首先须将土充分扰动，所以钻杆第一次下沉时最好　不要喷浆，只在下沉遇阻时，可输入适量清水进行润滑减少摩擦。　施工中应注意整个桩身都须得到充分的搅拌。本工程中，为有效　保证搅拌桩的有效深度，通过计算得出钻杆尖到达设计深度时从　钻杆尖到桩机平台面所需总长度，并在最高点绑上红丝带作为醒　目标志，实际施工下钻时必须保证钻至丝带到达桩机平台处方可　提杆。４）喷搅提升。当钻杆下沉至设计要求深度时开始喷浆，并　］　一　在保证桩底喷浆到位时再开始搅拌提升。本工程中考虑桩头最　终需要挖除，将停浆面控制在离地面５０　ｃｍ处，至此停止提升，并　搅拌１０　ｓ～２０　ｓ以保证桩头密实。５）复搅下沉。到达设计标高　后，再次下沉，并同时喷浆搅拌。６）复搅提升并关闭。当复搅下　沉至设计深度时提升并喷浆搅拌。钻头到达停浆面时关闭灰浆　泵，待钻头提升出地面后关闭搅拌机，经清洗后移至下根桩重复　以Ｅ流程。　就　位　完毕　　一图１“四搅三拌”施工工艺流程　３主要质量控制点　结合本工程的实践经验，总结得出桩的施工过程中应注意以　下几点：１）保证桩机的水平与垂直，实际施工中可采用吊重锤的　方法来检验垂直度。２）严格按设计参数施工。本工程中设计水　泥掺入量为加固湿土重量的１８％，但因现场地下水较丰富，故在　选择配比时采取规范的下限。同时，施工时应保持均匀、连续搅　拌，严格控制启停喷点。若因意外停止，必须及时做好详细记录，　并尽量在１２　ｈ内采取补喷措施，补喷重叠长度应大于１　ｍ。若中　断时问在１２　ｈ以上，则应跟设计沟通后采取相应的补桩措施。３）　为保证桩体质量，整个桩身得到充分搅拌，应严格控制搅拌速度和　第３８卷第２０期　２　０　１　２年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３８　Ｎｏ．２０　Ｊｕ１．　２０１２　・７７・　文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２０—００７７－０２　地铁车站基坑开挖对临近跨线桥桥桩影响分析　史炜。　申文明　余建炜　３１０００４；　３１０００４）　（１．西安市固体废弃物管理处，陕西西安７１００３８　２．中铁二院华东勘察设计有限责任公司，浙江杭州３．杭州西南建设工程检测有限公司，浙江杭州摘要：结合实际工程实例，采用有限元法建模分析了地铁车站基坑开挖对临近跨线桥桥桩的影响，进而得到桥桩的变形规律，为　车站结构设计提供了理论指导。　关键词：基坑，桥桩，有限元　中图分类号：Ｕ２３１　文献标识码：Ａ　１　工程概况　土、海积软土或第四系粉质粘土、砂土等构成，其综合厚度约为　７　ｍ（亦为残积土顶板埋深，标高一２．１　ｍ一一５．５　ｍ），其　某城市轨道交通１号线一期工程试验段工程包含２站１区间，　７　ｍ一９．其中残积土层及全风化岩　其基本走向为南北走向，沿城市主干道敷设，线路全长１．１８７　ｋｍ，　下分布岩土层为残积土及基岩风化层，２．１　ｍ～３０　ｍ，强风化岩底板界面约为１４　ｍ～　均为地下线。本文研究对象为其中一座地铁车站，地下一层车　底板界面深度约为１ｍ，而中～微风化岩顶板埋深总体大于３０　ｍ。　站，正上方为跨线桥。受市政下穿隧道及跨线桥桩基影响被分为　４０　东西两部分，为分离侧式车站，需与下穿隧道工程同期设计同步　－场区内水文地质条件也较复杂，开挖深度范围内含水层类型　实施。地铁车站及下穿隧道总宽度达４３　ｍ，基坑开挖对跨线桥桩　主要为第四系松散岩类孔隙含水岩组，各类地层渗透系数变化较　这两层是场区内　基础会产生不利影响。选取地铁车站、市政隧道及跨线桥桩基等　大。其中人工填土层属潜水性质，砂层具承压性，透水性也较强，富水程度中等。　作为分析对象，建立土一结构相互作用计算模型分析基坑开挖卸　主要含水层，荷对跨线桥桩基的影响。　３有限元模型　基坑围护结构采用直径１　０００　ｍｍ、间距１　１５０　ｍｍ的钻孔灌　２工程地质条件　桩间设止水帷幕，共设三道支撑。第一道支撑为８００×８００，　场地位于工程地质Ｖ区，场地复杂程度属中等复杂。现状地　注桩，ｍ的混凝土支撑，其他为直径６０９　ｍｍ，厚度１６　ｍｍ，间距　面高程约４　ｍ一５　ｍ，地面基本平坦。场区主要位于嘉禾路，周边　间距约８　　ｍ的钢支撑。标准断面处基坑开挖深度约１１　ｍ，地下水位埋　外扩至紧邻既有建筑物，地下管线繁杂，环境条件复杂程度属复杂。　约３６　ｍ～２．７　ｍ之间。车站底板位于残积砂质粘性土层中，采　场区地层变化较大，岩性多变，上部多为全新统Ｑ４人工填　深在１．次数。上提或下沉均不得超过１．０　ｍ／ｍｉｎ，每点搅拌２０次以上。　工期。　是否能够搅拌充分还和搅拌头翼片的枚数、宽度有关。若工程中　４结语　采用仅有２片翼片的老旧机型的桩基施工，很可能达不到搅拌次　本文结合管道工程实例，探讨了水泥搅拌桩加固软土地基的　数要求，最好认真测算后适当增加翼片，以保证土体能够得到充　“四搅三拌”施工工艺并分析了注意要点，实践表明，只要严格按　分的搅拌。４）在地质勘探报告详细并设计明确桩长后，为使所有　操作规程要求施工，并根据现场实际情况和成桩结果进行适当调　人一目了然是否搅拌至设计桩长，可通过计算得出钻杆尖到达设　整，把好施工质量关，该加固技术是加固处理软土地基，组成复合　计深度时从钻杆尖到桩机平台面所需总长度，并在最高点绑上红　地基的较好处理方法。　丝带作为醒目标志，实际施工下钻时必须保证钻至丝带到达桩机　　平台处再提杆。５）另应注意，有些桩机操作人员不规范操作，在　参考文献：７９－２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］．　开始进入地下时就开始喷浆，结果可想而知，从地面至设计桩顶　［１］ＪＧＪ　５０２０２－２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规范［ｓ］．　标高处将被挖除的桩头部分就多用了水泥，从而造成了不必要的　［２］ＧＢ　　邓元启，马景波．水泥搅拌桩在汉仪铁路工程软基处理中的　浪费。而当钻头到达设计顶或底标高后，应停留３０　Ｓ左右并持续　［３］应用［Ｊ］．葛洲坝集团科技用，２００９，９（３）：３０—３２．　喷浆，以保证喷液完全到达控制点，确保桩身的均匀密实。６）应　　翟步凯，翟泽冰．水泥搅拌桩在软土路基处理中的应用［Ｊ］．　根据工程实际情况优选打桩顺序，合理的打桩顺序不但有利于整　［４］体的成桩质量和地基处理效果，还可有效的提高打桩效率，节约　山西建筑，２００９，３５（１０）：３１—３２．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｉｎ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＭＥＮＧ　Ｑｉｕ．．ｈｕａ　ＸＩＯＮＧ　Ｗｅｉ－．ｂｉｎｇ　（Ｚｈｏｎｇｈａｉ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ａｎｄ　Ｇａｓ（Ｔａｉｚｈｏｕ）Ｐｅｔｒｆｅｉｄ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａ￣ｈｏｕ　２２５３００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｉｌｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｅ—　ｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｏｉｎｔｓ，ａｎｄ　ｓｈｏｗｓ　ｑｕａｌｉｙ　ｃｏｎｔｒｔｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ－　ｇＹ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｇｒｅａｔ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ，ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　收稿日期：２０１２－０５－１２　作者简介：史炜（１９８２一），男，助理工程师