工程为市政道路组团标段,设计时速为60km/h。
本标段场地地下水主要为第四系松散覆盖层的孔隙性潜水,主要含水层为砂层。本区地处河口滩涂,属潮间地带,地面高程低,地下水位高。地下水除受大气降水补给外,还受径流和潮流影响,尤其后者,直接影响着地下水的补给、排泄和动态。
本标段区内发育第四系人工填土层、海陆交互沉积层、河流相冲洪积层、坡积层、残积层、白垩系下统白鹤洞组猴岗陆相碎屑沉积岩、下古生界变质岩系,其岩性简述如下:
(1)人工填土层:以素填土、耕土为主,局部为杂填土。素填土为灰黄色、黄红色,由亚粘土及少量碎石组成,主要分布在田埂、涌边、塘边地带;杂填土呈杂色,由砖块、碎石、砂土等组成,呈松散状,多分布在村庄公路两旁;耕土呈土黄色,主要为粘性土,局部为松散状砂土,含植物根系。层厚0.5~7.1m不等。
(2)海陆交互相沉积层:主要分布在河漫滩地貌单元中,岩性属淤泥、淤泥质土、淤泥质砂,淤泥、淤泥质土呈灰、灰黑色,流塑状为主,局部软塑,夹薄层粉细砂;淤泥质砂呈饱和、松散状。层厚0.5~14.5m不等。
(3)河流相冲洪积层:主要分布在丘间凹地,以冲积物为主,局部为冲、洪积混合类型。岩性以粉、细、中、粗、砾砂为主,夹淤泥质土、亚粘土。粘土、砂土多呈饱和,粉、细砂松散,中、粗、砾砂松散-稍密,粘性土以可塑为主,局部软塑或硬塑状。层厚0.6~19.1m不等。
(4)坡积层:分布在残丘的坡面和坡脚地带,以亚粘土为主,局部为粘土,可塑~硬塑状为主,局部软塑或坚硬状。层厚1~5m。
(5)残积层:按其母岩性质不同,可划分为:
(1)亚粘土、粘土:母岩为白垩系陆相碎屑沉积层,分布在区内西南部北亭村以西,呈褐红色,可塑~坚硬状,以硬塑为主。层面埋深1.5~21.6m,层厚0.6~8.1m。
(2)砂质、砾质粘性土:母岩为下古生界混合岩,分布于区内北亭村以东。土呈灰黄色、黄白、灰褐色,可塑~坚硬,局部软塑。层面埋深1.5~21.6m不等。
(3)白垩系下统白鹤洞组猴岗段陆相碎屑沉积层:分布在北亭断层以西,岩性以褐红色泥质粉砂岩为主,夹砾粗砂岩、砂砾岩,按岩石风化程度可划分为全风化、强风化、中风化、微风化4个风化带。层顶埋深大于4.0m。
(4)下古生界变质岩系:北亭村以东广泛分布,岩性以条纹状,条带状混合岩为主,局部变质较浅,残留有千枚岩、片岩。混合岩呈褐黄、达色、青达色,碎斑结构或粒状变晶结构,条纹状、条带状构造。按岩石风化程度可划分为全风化、强风化、中风化、微风化4个风化带。层顶埋深1.8~45.0m不等。
(5)深层搅拌桩设计要求:桩径为500mm;桩长为要求穿过淤泥层进入下伏持力层0.5m以上,一般9~14m;桩间距为1.3~1.5m,呈梅花型布置;水泥渗入量为搅拌桩水泥用量不小于60kg/m;设计强度为≥1.5MPa。
深层搅拌法利用水泥作为固化剂,通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软土与水泥浆强制拌和后,首先发生水泥分解,水化反应生成水化物,然后水化物胶结与颗粒离子交换,团粒化作用,以及硬凝反应,形成具有一定强度和稳定性的水泥加固土,从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能,达到加固软土地基效果。
本工程地质条件复杂,根据我司以往的施工经验,搅拌桩施工受地质条件影响较大,容易出现搅拌桩施工质量不稳定的情况,合格率偏低。项目部首先对本工程已施工的600条搅拌桩进行质量检查,发现主要存在以下质量问题,如下表:
根据以上调查,可知本工程已施工的600根搅拌桩,不合格桩数达到90根,合格率仅为85%。其中桩身强度不合格桩达到73根,占不合格品的81.1%。因此,桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题。
桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题,对此,经过现场调查、查看工程地质报告、对作业人员进行问卷调查等一系列措施,确定造成桩身强度不合格的主要原因有以下4个:
(1)未制定不同地质的速度控制标准。施工过程中没有按地质不同调整搅拌上提下搅速度,都是统一速度0.6m/min。
(2)未控制每根桩浆液用量。浆液配制量未按每根桩不同土质深度算出,有时用量过剩,有时不足。
(3)水泥现场临时存放点无有效防护。运至现场水泥有部分无防水措施,容易受潮。
(4)新老工种搭配不合理。经调查,大部分工人工龄都在3年以上,有部分桩机工人工龄都在一年以内。
针对以上4个主要原因,制定了如下对策:
对策1:做各种地质情况的搅拌试验,根据试验数据制定不同地质的速度控制标准。
对策2:按不同地质的水泥用量确定每根桩的浆液用量。
对策3:在每台桩机搅拌器边搭设临时储存工棚,储存位置底部用木板垫高。
对策4:将所有工人召集起来,按工龄长短重新分配组合。
实施1:制定各种地质的提升速度控制标准。
按本工程3种主要地质各取一个试验区域,每种地质按不同搅拌喷浆速度各试打10根搅拌桩,测量记录每米水泥用量,再抽芯检验各种提升速度下的搅拌均匀程度和桩身强度。列出记录对比表格:
按以上试验记录表格分析:在砂层中由于砂与水泥浆结合良好,骨料强度高,搅拌桩强度较高,提升速度宜适当加快,过慢反而使水泥结块,浪费水泥。在淤泥层中由于淤泥与水泥浆结合较差,搅拌桩强度偏低,故搅拌速度宜适当放慢。在粘土层中施工,搅拌提升速度宜适中。
根据试验结果,按照搅拌均匀和桩身强度≥1.5MPa的要求,制定速度控制参数如下表:
实施2:按每根桩的深度和土质控制每根桩浆液用量。
根据已确定的搅拌速度标准和每米水泥用量,按每根桩的地质情况,计算每根桩的水泥用量,并据此控制每根桩的浆液用量。以1-1桩为例,计算如下:
实施3:水泥现场临时存放点采取有效防护措施。
在水泥浆搅拌机附近用彩条布搭设临时储存棚,填高地面,用木板架高,防止水浸,临时储存棚只供存当天使用水泥,严禁过量储存,随时用完随时从仓库运输。
实施4:操作工人重新搭配,新老结合,以老带新。
将所有桩机工人召集起来,重新核实操作工龄。实施时将操作工人的按工龄重新搭配,每台桩机配3年以上操作工龄的工人3人,2年操作工龄的工人1人,一年操作工龄的工人1人。使所有桩机工人新老搭配合理。
经过采取以上措施,搅拌桩施工完成后,对本工程搅拌桩进行了抽查,抽查桩数2780根,情况如下:
由上表可知,实施质量控制措施后,抽查的2780根桩中,不合格的桩数仅为171条,搅拌桩施工合格率为93.8%,大大提高了搅拌桩施工合格率。
本工程搅拌桩设计水泥渗入量为60kg/m(按平均提升速度0.6m/min);实施质量控制措施后,根据不同地质采用不同的提升速度和水泥用量,减少了水泥用量。根据工程完工后总水泥用量计算,活动后平均每米水泥用量58.6kg。每米减少水泥量为1.4kg,本工程共有搅拌桩269166.7m,共节约水泥376833.38kg,以当时水泥价格330元/t计算,节约资金:376833.38kg×330元/t÷1000kg/t=124355.02元。
摘要：本文笔者通过工程实例,对深层搅拌桩施工质量控制、对策制定与实施、搅拌桩质量检验及经济效果等问题进行了阐述。
关键词：市政道路,搅拌桩,质量控制,质量检验
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