水泥攪拌樁防滲墻質(zhì)量控制研究論文
摘要:文章論述了小直徑水泥攪拌樁在堤防防滲工程中的運(yùn)用,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員應(yīng)如何控制工程施工質(zhì)量,以及如何簡(jiǎn)易、快速的計(jì)算出每米水泥的摻入量、泥漿比重、每米水泥漿的用量、每公斤水泥可拌制水泥漿的量等參數(shù),為小直徑水泥攪拌樁防滲墻的施工質(zhì)量控制提供監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:小直徑;水泥攪拌樁;防滲墻;質(zhì)量控制;參數(shù)計(jì)算
1工程概況、設(shè)計(jì)指標(biāo)
1)黑龍江省松花江干流治理工程施工第四標(biāo)段小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻防滲處理10處,總長(zhǎng)度3350m,共56318m2。布置在樁號(hào)59+600-59+800、70+600-70+900、71+200-71+800、71+800-72+400、72+400-72+900、73+900-74+050、74+700-75+000、76+300-76+600、76+600-76+800、76+800-77+000。
2)小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻采用42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥,要求防滲墻厚度≥30cm,抗壓強(qiáng)度≥1.0MPa,滲透系數(shù)<A×10-6cm/s(1<A<10),滲透破壞比降>200,水泥摻入量7%-20%,實(shí)際打樁時(shí)根據(jù)試驗(yàn)確定。
3)設(shè)計(jì)水灰比取值范圍為0.8-2.0,實(shí)際情況可根據(jù)土料性質(zhì)、孔隙率、土層含水量及室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步確定水灰比,施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況修正后確定最終水灰比。
4)樁與樁的交合搭接長(zhǎng)度≥5cm,且垂直偏差≤0.3%。
5)如果施工過(guò)程中因特殊情況而造成停漿的,應(yīng)如實(shí)記錄停漿原因、時(shí)間和深度。若中斷供漿后24h內(nèi)恢復(fù)輸漿,重新噴漿時(shí)應(yīng)將樁機(jī)鉆頭下沉到停漿面以下50cm處噴漿并攪拌;如果停止供應(yīng)水泥漿液超過(guò)24h的,則應(yīng)按施工縫進(jìn)行處理,即和前一根樁進(jìn)行對(duì)接,待墻體具有一定強(qiáng)度后,先在接頭處鉆孔,然后再灌注水泥漿進(jìn)行連接處理。
6)防滲墻檢測(cè)應(yīng)按《深層攪拌法技術(shù)規(guī)范》(DL/T5425—2009)規(guī)定的檢測(cè)方法和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2監(jiān)理審查開(kāi)工條件及控制程序
1)監(jiān)理督促施工單位對(duì)原材料進(jìn)行取樣試驗(yàn),經(jīng)有資質(zhì)的'單位檢驗(yàn)合格后方可在本工程中使用,監(jiān)理進(jìn)行平行試驗(yàn)。
2)施工單位先確定室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù),然后再上報(bào)試打樁方案。
3)根據(jù)試打檢測(cè)結(jié)果上報(bào)打樁工藝方案,監(jiān)理進(jìn)行審查、批復(fù)。
4)承包人必須根據(jù)監(jiān)理批準(zhǔn)的施工方案組織技術(shù)交底和施工。
5)測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)移交。
6)督查施工單位的人員、材料、機(jī)械設(shè)備、施工措施、環(huán)境等方面的落實(shí)情況。
7)下達(dá)工程開(kāi)工令。
3施工過(guò)程控制
3.1樁(孔)位、樁直徑、樁機(jī)架垂直度等質(zhì)量控制1)承包人應(yīng)及時(shí)向監(jiān)理機(jī)構(gòu)上報(bào)測(cè)量放線(xiàn)結(jié)果,監(jiān)理工程師及時(shí)審查、復(fù)測(cè),復(fù)測(cè)合格后才能同意進(jìn)入下道工序施工。
2)樁機(jī)就位或開(kāi)轉(zhuǎn)前,施工單位質(zhì)檢員、機(jī)組負(fù)責(zé)人、各操作工人必須到位,不然不得開(kāi)工。3)監(jiān)理機(jī)構(gòu)督促施工單位定期檢查、維護(hù)機(jī)械設(shè)備,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要求施工單位及時(shí)處理或更換零件。每個(gè)班次應(yīng)對(duì)攪拌鉆頭外徑進(jìn)行檢測(cè),凡樁徑負(fù)偏差大于3%的必須更換,對(duì)生產(chǎn)不到一個(gè)班次就磨損達(dá)4%的攪拌鉆頭不得使用。
4)監(jiān)理應(yīng)隨時(shí)檢查、測(cè)量樁(孔)位及樁架垂直度,并把樁(孔)誤差控制在20mm范圍內(nèi),樁架垂直度誤差控制在0.3%以?xún)?nèi),若超出偏差范圍則不得開(kāi)工或立即停止鉆進(jìn)進(jìn)行調(diào)整。
3.2漿液質(zhì)量控制
3.2.1原材料質(zhì)量控制監(jiān)理應(yīng)要求施工單位建立原材料理化檢測(cè)、進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)和使用登記制度。本工程使用的袋裝水泥,施工單位自檢按同批次、同品種、同規(guī)格每200t取樣檢驗(yàn)一次,不足200t的也應(yīng)取樣檢驗(yàn)。施工中,監(jiān)理對(duì)承包人的自檢進(jìn)行見(jiàn)證取樣、送樣封存,凡是見(jiàn)證取樣、送樣封存的應(yīng)在送檢單上簽字確認(rèn);同時(shí)結(jié)合監(jiān)理取樣平檢進(jìn)行復(fù)查,監(jiān)理平檢取樣頻率為施工單位的5%,對(duì)于不足200t的也應(yīng)抽樣試驗(yàn)。本工程所使用的水泥不得超過(guò)3個(gè)月,且施工過(guò)程中不得有結(jié)塊現(xiàn)象。任何未按合同規(guī)定的程序、方式、方法、檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)頻率取樣檢驗(yàn)的材料和經(jīng)驗(yàn)測(cè)不合格的材料,均不得在本工程中使用。
3.2.2漿液性能控制水泥漿的配制按試打樁方案中的參數(shù)且經(jīng)監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)的配比數(shù)據(jù)執(zhí)行。水泥稱(chēng)量誤差控制在1%之內(nèi),每次調(diào)配的水泥漿均須用比重計(jì)測(cè)定其比重,并作好記錄。水泥漿液使用過(guò)程中應(yīng)不間斷攪動(dòng),保證其均勻性,避免沉淀。水泥漿存放溫度和使用的有效時(shí)間應(yīng)符合如下規(guī)定:
、偎酀{溫度宜控制在5-40℃范圍內(nèi);
、诋(dāng)氣溫<10℃時(shí),不宜超過(guò)5h;
、郛(dāng)氣溫>10℃時(shí),不宜超過(guò)3h。施工中有超出以上規(guī)定的應(yīng)按廢水泥漿處理。
3.3施工工藝控制
1)本工程選用單頭鉆機(jī),鉆頭直徑為450mm,鉆頭直徑葉片每班次或每單元均進(jìn)行檢測(cè)一次,偏差控制在負(fù)3%以?xún)?nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算出樁間搭接長(zhǎng)度≥12cm,即樁鉆孔圓心距為33cm。
2)本工程鉆進(jìn)(或提升)速度控制在1.0-1.2m/min,輸漿量35-45L/min。實(shí)際施工中鉆頭下沉速度、提升速度、攪拌次數(shù)應(yīng)符合試打樁方案確定的并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工工藝要求,偏差控制在5%以?xún)?nèi)。
3)當(dāng)樁機(jī)鉆頭鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后,應(yīng)保證在樁底噴漿并攪拌≥30s,使水泥漿完全且均勻達(dá)到樁端,確保樁端頭質(zhì)量;實(shí)際打樁時(shí)停止噴漿面應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高50cm,但是當(dāng)噴漿口提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí),應(yīng)停止提升,保證正常噴漿并攪拌10s以確保樁頂質(zhì)量。
4)水泥漿使用過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格過(guò)濾,保證其質(zhì)量。噴漿壓力應(yīng)穩(wěn)定在0.4-0.7MPa,且噴漿過(guò)程必須連續(xù)均衡。如果水泥漿因故中斷供應(yīng),應(yīng)及時(shí)查明原因并將噴管下沉至停供點(diǎn)以下50cm,待恢復(fù)供漿時(shí)再旋噴提升。當(dāng)停止噴漿超過(guò)30min時(shí)應(yīng)對(duì)噴漿泵和輸漿管路進(jìn)行清洗。5)打樁中監(jiān)理人員應(yīng)隨時(shí)檢查水泥漿質(zhì)量和比重(≤0.02g/m3)、樁(孔)位偏差(≤20mm)、垂直度(≤0.3%)、樁深(不小于設(shè)計(jì)深度)、各種自動(dòng)記錄儀器和施工人員記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠,并保證其及時(shí)性、連續(xù)性、完整性。
3.4小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻接頭部位質(zhì)量控制以及施工不良的情況處理
1)樁間先后搭接時(shí)間不應(yīng)超過(guò)24h,如因特殊情況超過(guò)24h時(shí)應(yīng)對(duì)此樁先進(jìn)行空鉆留出榫頭作為施工縫處理。如果中斷施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng),與其后續(xù)樁無(wú)法搭接,承包人應(yīng)上報(bào)處理方案并得到監(jiān)理工程師核準(zhǔn)后,才能采用局部補(bǔ)樁或注漿辦法。
2)在打樁過(guò)程中,若碰到地下管涵、電纜、漂石等構(gòu)筑物或障礙物時(shí),應(yīng)及時(shí)查明詳細(xì)情況,在其兩邊的攪拌樁完成后,采用高壓噴漿法或其他處理方法對(duì)其周?chē)吧舷碌貙舆M(jìn)行封閉,確保防滲效果。
3)在打樁過(guò)程中假如出現(xiàn)大量溢漿情況,則應(yīng)在保證水泥摻入量的前提下適當(dāng)變動(dòng)水灰比、輸漿壓力、下沉速度。如經(jīng)上述調(diào)整仍然達(dá)不到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求,則施工單位應(yīng)及時(shí)報(bào)告監(jiān)理機(jī)構(gòu),必要時(shí)由設(shè)計(jì)方提出處理方案。
4)假如在打樁過(guò)程中出現(xiàn)鉆頭未達(dá)到設(shè)計(jì)深度、旋轉(zhuǎn)速率過(guò)快或過(guò)慢、提升過(guò)快等不良情況,均作為不合格樁,必須重新補(bǔ)孔打樁,補(bǔ)漿辦法和補(bǔ)樁情況應(yīng)及時(shí)報(bào)監(jiān)理工程師審批。
5)承包人不論何種原因造成樁的誤差超過(guò)設(shè)計(jì)或規(guī)范要求時(shí)都必須加補(bǔ)攪拌樁或采取其他工法補(bǔ)樁,加補(bǔ)工藝必須報(bào)監(jiān)理工程師審批。
3.5施工及監(jiān)理記錄
1)在施工過(guò)程中,承包人應(yīng)按規(guī)范要求批準(zhǔn)或監(jiān)理統(tǒng)一制定的表式記錄打樁過(guò)程,記錄應(yīng)保證及時(shí)性、有效性、真實(shí)性。樁高程記錄誤差不得超過(guò)10cm,鉆頭下沉速率和提升速度記錄誤差不得超過(guò)5s。
2)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員應(yīng)及時(shí)檢查工程質(zhì)量情況并按監(jiān)理記錄表要求填寫(xiě)打樁記錄,同時(shí)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行平行檢測(cè)、記錄。
4水泥摻入量、水泥漿比重等參數(shù)的確定
4.1計(jì)算理論
1)土的質(zhì)量根據(jù)勘探報(bào)告數(shù)據(jù)取值,如無(wú)勘探數(shù)據(jù)(土的質(zhì)量一般為1.6-2.0t/m3),工程中常取1.8t/m3;水泥摻入量=土的質(zhì)量×水泥摻入量百分比(t/m3)。
2)每米水泥用量=水泥摻入質(zhì)量×樁截面積×1m(單樁截面積=πR2)。
3)水泥漿比重=水泥漿質(zhì)量÷水泥漿體積4)每米段水泥漿用量=每米水泥用量×水泥漿單位體積4.2本工程示例
1)本工程水泥摻入量為14%,土質(zhì)量取1.8t/m3,水灰比取1.0,單頭小直徑鉆機(jī),樁直徑450mm。
2)水泥摻入質(zhì)量=1.8×14%=0.252t/m3=252kg/m3;
3)換算成每米水泥用量=252×(3.14×0.225×0.225)×1=40.06kg
4)水密度取1t/m3,水泥密度取3t/m3。當(dāng)水灰比為1.0時(shí),水與水泥混合物質(zhì)量=1+1=2t,水與水泥混合物體積=1/1+1/3=1.333m3,所以水泥漿密度=2/1.333=1.500t/m3。
5)每米段水泥漿用量=40.06×1.333=53.40L
6)結(jié)論:當(dāng)水泥摻入量為14%、土質(zhì)量1.8t/m
3、水灰比為1.0時(shí),水泥漿比重為1.500g/cm3,每米(按樁深方向)水泥用量為40.06kg,每米段水泥漿用量為53.40L;1kg水泥可以拌制水泥漿1.333L,即1t水泥可拌制水泥漿1.333m3。
5質(zhì)量檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)成果剖析
5.1質(zhì)量檢驗(yàn)
1)施工前在樁中心插樁位標(biāo),施工后將其復(fù)位,以便驗(yàn)收,樁位偏差不超過(guò)20mm。
2)樁頂(底)高程根據(jù)鉆桿入土深度及平臺(tái)高程測(cè)量、推算,本工程樁頂高程均超過(guò)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m,樁底標(biāo)高均不應(yīng)高于設(shè)計(jì)高程。
3)施工前,每根樁均用線(xiàn)垂或測(cè)斜儀檢查導(dǎo)向架和攪拌軸的垂直度,偏差不均未超過(guò)0.3%。
4)墻體連續(xù)性、滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、墻體厚度檢測(cè)頻率為300m-500m取樣一組,采取開(kāi)挖檢查和鉆孔取芯。
5.2檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析
成樁28天后,對(duì)墻體進(jìn)行開(kāi)挖檢驗(yàn),墻體無(wú)蜂窩、孔洞現(xiàn)象,墻體連續(xù)性、成墻最小厚度、墻體搭接尺寸、樁位偏差等指標(biāo)均要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。施工單位自檢水泥土抗壓強(qiáng)度12組,檢測(cè)數(shù)據(jù)在2.4MPa-4.3MPa范圍內(nèi);監(jiān)理單位抽檢3組,檢測(cè)數(shù)據(jù)在1.9MPa-2.6MPa范圍內(nèi)。水泥土抗?jié)B施工單位自檢13組,檢測(cè)數(shù)據(jù)在
5.34×10-7-6.08×10-7cm/s范圍內(nèi);監(jiān)理單位抽檢3組,檢測(cè)數(shù)據(jù)在3.35×10-7-3.67×10-7cm/s范圍內(nèi)。根據(jù)檢查、檢測(cè)試驗(yàn),可以得出工程質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求,參數(shù)確定正確可行。
6結(jié)語(yǔ)
小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻水泥摻入量、水泥漿比重等參數(shù)的確定是以單頭鉆機(jī)施工為基礎(chǔ)的,每幅樁的截面積為πR2。如果采用同軸雙頭鉆或同軸多頭鉆時(shí)每幅樁的截面積應(yīng)扣除雙頭或多頭的交叉面積,即采用SMW工法計(jì)算每幅樁的截面積,但此法計(jì)算比較繁雜,為有效截面積理論計(jì)算參數(shù),未考慮工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性、施工的稱(chēng)量誤差、施工損耗、以及冒漿浪費(fèi)等。所以建議在實(shí)際施工中,同軸雙頭鉆(或同軸多頭鉆)每幅樁的截面在單頭樁截面積基礎(chǔ)上直接乘以倍數(shù),即雙頭樁截面積為2πR2(多頭鉆樁截面積為nπR2),不扣交叉截面積。此法雖然與采用SMW工法計(jì)算數(shù)據(jù)相比稍大,成本相對(duì)較高,但是從監(jiān)理控制和確保工程質(zhì)量角度出發(fā),更能保證工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
。1]韓震,王廷華,周北才.水泥攪拌樁防滲技術(shù)在黃家河水庫(kù)的應(yīng)用[J].山東水利,2010(08):36-37.
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