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软基处理中粉(湿)喷桩优化选择摘要:水泥搅拌桩是软基处理的主要方法,水泥凝结材料通常有干喷和湿喷两种施工工艺,通过各种水泥用量的工艺性试桩,结合芯样各项指标的检测分析及综合质量评分,选用能克服地质蔽端的施工工艺,是提高成桩质量,达到软基处理效果的关键。 关键词:软基处理 粉(湿)喷桩施工工艺 检测结果 对比分析 一、工程地质简介 镇溧高速公路ZL-JT2标,起讫桩号K37+500~K49+350,全长11.85km,其中软基处理长度5.712km,软基处理设计粉喷桩54.78万延米,湿喷桩98.44万延米。 勘察揭示,本标段属堆积阶地和冲湖积平原工程地质区,其中冲湖积平原区广泛分布1-2层中厚层软土,断续间夹1-2a层软弱土;1-2层软土分布于冲积平原地质区,其分布特征明显受古河、湖床的控制。1-2层为淤泥质(亚)粘土,灰色、深灰色,局部夹灰黑色淤泥,流塑状态,高含水量,高孔隙比,高压缩性,低抗剪强度,低~中等灵敏度,呈层厚连续分布,厚度变化大,路幅范围横向亦有一定的变化,该软土层埋深浅,层顶面一般埋深0.6~2.4m,为浅表层软土层;1-2a层为软(亚)粘土,部分夹薄层粉砂,灰色,软塑~流塑状态,中~偏高压缩性,土质欠均匀,断续分布于1-2层之下,或夹于其中,层厚1.10~5.30m,为软弱土层。 二、粉喷桩试桩段K42+600~K42+645工程地质概况及室内配合比试验结果 工程地质勘察报告表明试桩路段,主要不良地质现象为浅部有较厚软土层分布,现分述如下: 1、(亚粘土)灰黄色:可塑~软塑状态,中等偏高压缩性,主要分布近地表部位,层厚0.6~4.2m。 2、淤泥质(亚)粘土、淤泥:灰色,流塑状态,高孔隙比,高压缩性,层厚0.6~18.5m,局部起伏较大。 3、亚砂土:黄灰色,很湿,稍密~中密状态,层厚1.7~7.2m。 4、粉细砂(局部亚砂土):黄灰色,灰白绿色,饱和中密~密实状态,层厚0.7~2.2m。 5、亚粘土夹碎石或碎石土:黄灰色,灰白色,密实,层厚0.5~5.2m。 取与该段地质类型相同的土样,采用干法进行室内配合比试验,结果如表1: 从试验结果分析,选择水灰比为0.5,石膏粉掺量为水泥用量的2%,用三种水泥用量制作的水泥土试件,28天抗压强度均大于设计要求R28≥0.8MPa,但当水泥用量采用55kg/m以上时,就能达到最佳强度值。 三、粉喷桩试桩施工过程及检测情况 2004年11月23日,我部在K42+600~K42+645段,分别进行了50kg/m、55kg/m和60kg/m三种水泥用量的粉喷桩试桩施工,试桩施工前对场地进行了清理整平,桩位放样,严格按照设计图纸要求的《特殊路基施工方法及注意事项》进行施工。粉体搅拌桩机配有经过标定的电脑记录并能打印输出的流量计量议器,粉体搅拌桩机的具体施工操作步骤如下: 1、预搅下钻,速度控制在≤1.0m/min,搅拌转速V≈30转/min。 2、达到设计桩长后,开始喷灰,间歇一分钟后,开始提升钻具,速度控制在≤0.8m/min,确保底部有足够的灰量。 3、喷粉搅拌钻头提升至距整平高程0.25m处停止喷灰。 4、全桩长复搅。钻进、复搅时管道压力0.1MPa≤P≤0.2MPa。 5、喷灰时管道压力一般≥0.5MPa。 2004年12月10日,南京河海工程检测咨询有限公司,分别选三种水泥掺量,每种水泥掺量检三根桩,总共9根桩,采用了钻探取芯,标准贯入试验结合室内无侧限抗压强度试验的方法,对9根粉体搅拌试桩进行了综合质量评定。评定结果见表2: 本段粉喷桩设计水泥用量为55kg/m,从综合质量评定成果报告表看,总体优良率55.6%,使用55kg/m水泥用量时,达不到规定的优良率95%,就是再选用高一级水泥用量60kg/m,因被检测的三根桩内无优桩,说明成桩质量还未达到最佳效果,95%优良率仍无法保证。 四、综合质量评分偏低原因分析 从芯样描述分析,大多芯样描述为灰色、柱状,灰量一般,搅拌较均匀,可塑局部硬塑,取芯率70%,另外标贯击数及芯样无侧限抗压强度全桩长比较,中部偏低,从施工过程中分析,下钻复搅过程中只要管道内有压力,在桩基周围大约10m范围内就有水及气泡从地表缝隙中益出。喷灰过程中水量更大,打完4根桩后就要在桩基周边挖沟排水,否则无法继续施工。 水泥搅拌桩的设计原则,水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基,当地基的天然含水量小于30%,大于70%或地下水的PH值小于4时,不能采用干法,本试桩段采用粉喷桩符合设计要求。 经综合分析,本试桩段全桩长土质