三轴搅拌桩在武黄城际铁路穿越灰池隧道的应用

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　　摘 要采用专用三轴搅拌机械在粉煤灰池内就地将水泥浆和粉煤灰强制搅拌，
　　经过一段时间，利用粉煤灰和水泥水化物间的物理化学作用，形成有一定强度的
　　水泥粉煤灰固结体从而起到提高地基承载力及透水性的目的。
　　关键词：水泥搅拌桩 地基加固
　　工程概况
　　 穿越灰池隧道位于鄂州市与黄石市交界处。线路在DK77+495～DK77+696段穿越黄石市电厂的粉煤灰库，线路轨顶距粉煤灰顶部约17米，距粉煤灰底部约10米，灰层较厚而饱和松散，局部呈流塑状，结构松散，稳定性极差，并具有较强的透性。
　　 穿越灰池段隧道基底位于粉煤灰地层，基坑范围内基底采用Φ0.85m三轴搅拌桩加固处理，搅拌桩间距0.8m×0.9m，隧道仰拱标高1m以上至地表不进行加固，为空桩（水泥掺量5％），隧道仰拱标高1m至强风化层底面进行加固，水泥掺量20％，单桩无侧限抗压强度不小于2MPa。
　　三轴搅拌桩地基加固施工
　　 2.1测量放线施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩，做好工程测量复核。2.2.开沟槽 根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用 0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，根据本工程搅拌桩直径，取槽宽约1.0m，深度约0.6～1.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。2.3设置导架与孔位放样在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长度 2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300×300，长约8～12m，转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入，H型钢定位采用H型钢定位卡。由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为 600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，因此桩心距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。2.4桩机就位与垂直度校正用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到0.5%以上。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要作到平稳、安全。桩机定位后，由当班机长负责对桩机桩位进行复核，偏差不得大于20mm。为便于成桩深度的控制，施工前应在钻杆上做好标记。
　　 2.5水泥浆液拌制施工前应搭建好拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，对全体工人做好详细 的施工技术交底工作，水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5～1.7，具体根据可现场实际情况调整，水泥总体掺量为 20%（重量），并进行试验强度的配制，并进行施工前的试桩，单桩无侧限抗压强度不小于2Mpa.2.6喷浆、搅拌成桩 启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，直到钻头下沉钻进至桩底标高。按照搅拌桩二喷二搅施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液，每次下降时喷浆60％，提升时喷浆40％。钻机钻进和提升速度宜控制在0.6～1m/min，钻头到桩底后，搅拌喷浆1-2min，间歇后提钻，确保底部有足够的灰量，按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。2.7施工记录及质量检验
　　
　　 施工过程中，由工长负责填写施工记录，施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工，施工记录报项目监理审批。
　　 施工前应检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。水泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书，并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。
　　 施工中质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证，以及逐量桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、喷浆速度、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等。
　　 施工结束后，应检查桩体强度、桩体直径、防渗效果及地基承载力。2.8特殊情况处理措施
　　 施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。
　　 发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉 1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
　　质量检测
　　 主要由有检测资质的机构来进行，方法有3种：
　　 3.1施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要目的是检测水泥搅拌桩桩身水泥浆的分布情况，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工桩总数的1%，且不少于3根。
　　 3.2 施工完成28d后进行水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用符合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩成桩后地基承载力是否得到提高，检验桩身是否达到设计和规范要求，检验数量为总施工数量的0.5%～1%，且每项单体工程部应少于3根。
　　 3.3 经轻便触探和静载试验后对桩身质量存在怀疑时，在成桩后28d后用抽芯机抽取桩体芯样，主要目的是检验桩体的桩身强度、桩体均匀度、完整性及桩身长度。检验桩身强度是要求所抽取的芯样送到检验机构进行28d和90d无侧限抗压强度试验，检验数量为施工总数量的1%，且不少于3根。
　　在施工过程中最长使用的是检测方法是28d后。钻芯取样做无侧限抗压强度试验，来检验桩身强度、均与性及桩身长度。

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