二、深基坑支挡结构设计与施工100问【自己在潮州做的一工程实例】 lWc:$qnR-K
问:如何在厚中粗砂层条件下进行深层搅拌桩支挡结构施工? L3 --r
搅拌桩在厚中粗层条件下往往出现钻进困难,喷嘴堵塞等现象,造成施工效率低下,施工周期加长。通过改进工艺可以很好的解决这一问题。 U4-g^S[
1 改进方法及参数确定 F,MO@&ue"
该工程采用一台SP-5H型多动力三头深层搅拌桩机施工, 最大成墙深度21m,钻头中心距325mm,钻头直径380mm,钻头间带有刚性连锁装置,施工中一次成墙。通过进行试验桩施工,最终确定合理的施工方法和施工参数。 *HO}~A%Lx
1.1 施工工艺改进 Dg?70v<a
地层以砂层为主,厚度大,如果采用传统的“预搅下沉、喷浆搅拌提升、停浆复搅下沉、再喷浆搅拌提升”的施工工艺,将导致在第二次喷浆过程中,桩管被砂层埋住而无法拨出。为了有效地解决此问题,经过研究,结合地层情况,并根据试成桩的取芯效果,将其施工工艺改为“两搅两喷”工艺[,即喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌提升的施工工艺。 J)~L
2.2水灰比的确定 dEA6
合理选择水灰比,先决条件是使水泥土在搅拌过程中必须呈流态;结合本工程地质情况及施工工艺,浆太稠不利于钻进,容易堵赛管道。因此必须选择合适的水灰比;从土体吃浆情况分析,土体有空隙率,水灰比过大,则填充空隙的水泥用量就越少,水泥土性能指标则难以保证,水灰比过小则不经济;从水位情况分析,水位以下的墙体若水灰比过小浆液被稀释,成墙质量无法保证。参考其它工程经验,施工中多取水灰比为:1.0~2.0,采用12%的水泥掺入量。该工程对1.0的水灰比作三组成墙单元约10m长的试验墙。7天后开挖检查,开挖长10m,深3.5m,宽2m,并去掉桩头50cm。经检查,水灰比为1.0的成墙单元成墙效果较好。桩间搭接良好,墙体完整,轮廓清晰,墙体密实性好,从墙体剖面来看,最小墙厚达22cm,桩间最小搭接厚度64mm,从墙体侧面轮廓用吊锤测试垂直度均小于0.4%,孔口有少量返浆,因此水灰比为1.0可满足施工要求。 C/kW0V7
2.3改进钻头 >>o dZL
施工时,当钻进深度达到9m后,产生孔斜并频繁出现钻进时喷浆孔堵孔现象,且提升钻杆困难,造成深搅机电动机工作电流过大,存在电动机烧毁的危险,并多次出现埋管现象,严重影响施工进度。钻头提起后,检查喷浆管,发现喷浆管中的水泥土浆中夹杂大量砂粒。分析原因,钻杆钻进深度达9m后,进入中粗砂层,采用正常搅拌转速、提升速度难以使浆液得到充分搅拌,孔口的喷浆压力小于水泥土浆产生的压力,导致大量砂粒进入喷浆孔,从而导致喷浆孔堵塞,如单一的增大输浆压力必然造成返浆过量,材料浪费。不均匀的含砂水泥土浆造成钻杆提升时阻力较大,使钻杆提升困难。针对这一问题,经过多次试验,订出如下改进措施: 5b[jRj6
将双层4叶片改为三层6叶片,在底层十字叶片下方焊接切削片,宽6cm,长6cm,与刀片成向下30º夹角,以提高切削和搅拌效率并起到定向作用,刚进入砂层时,降低钻进速度,从而避免孔斜;将喷浆孔直径由1cm改小为0.6cm以提高喷浆孔口处的出浆流速,减少堵孔几率。钻头改进示意图如图1。 ?$^2Umt0
2.4 采用中间钻头喷气工艺 t&CJ%XP
采用两侧钻头喷浆,中间钻头喷气工艺施工。从水泥土搅拌桩的成桩机理来看,水泥浆与土体的搅拌越均匀,土体颗粒粉碎越小,水泥浆分布到土体中就越均匀,则水泥土结构离散性就越小,其总体强度就越高,而砂本身具有搅动松散的特性,采用两侧钻头喷浆配合中间钻头喷气工艺,可以大大减少埋管的几率。 因为砂层具有搅动松散,同时又具有快密实等特点,在下搅过程中进行喷浆、喷气,砂颗粒间能快速充满浆液,减缓砂密实,并严格控制下沉和提升的速度,砂颗粒与水泥浆液的强制搅拌得到充分拌和,提高了拌和物的流动性,减少堵管、埋管的可能性。该工程现场采用AW9008型空压机供气,从施工情况来看,如气压太低,无法达到预防喷浆口堵塞的效果,如气压太高,则返浆量过大。通过现场试验,最终确定气压为0.4~0.7MPa,大大提高了深搅机在中粗砂层的施工效率。 af+IP_6
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2.5 其它参数的确定 ]<pjXVRt"
根据试验桩施工情况分析,决定采用水灰比为1:1、两搅两喷、中间钻头喷气,一次成墙的方案施工。具体施工工艺参数如下: b6F4>@gjg
钻头直径:380mm !~&R"2/
水泥掺入比:12% %_L\z*+
单元成墙长度:970mm Vle@4]M\
单元桩搅拌面积:0.326m2 g,95T Bc
钻进速度:0.5~0.6m/min Jjv=u
提升速度:0.6~0.8m/min #=f?0UTA
转速:47~55r/min 6&l+0dq
浆液比重:1.51g/cm3 {(wHPzq
每米桩水泥用量:70.4kg PGBQn#c<