三轴搅拌桩施工质量控制分析

2015-12-29李夏马亮

建材与装饰 2015年44期

关键词：单幅泥浆泵水泥浆

李夏　马亮

（江苏省江南建筑技术发展总公司　210000）

三轴搅拌桩施工质量控制分析

李夏马亮

（江苏省江南建筑技术发展总公司210000）

结合上海世博会地区某深基坑工程三轴搅拌桩现场施工质量控制经验，本文提出以泥浆比重、单根桩完成时间、一段时间内进场的水泥量为主要控制方法进行三轴搅拌桩施工质量过程控制，通过此三种方法便于现场有效控制施工质量。

三轴搅拌桩；泥浆比重；水泥量；完成时间

1　工程概况

上海世博会地区某基坑工程，采用φ850@600三轴搅拌桩抽条加固，基坑共设四道混凝土支撑，第四道支撑底（-10.800m）至坑底（-13.900m）以下4m水泥掺量20%，第一道支撑底（1.300m）至第四道支撑底水泥掺量10%。基坑开挖深度18.1m，水泥掺量10%加固深度12.1m，水泥掺量20%加固深度7.1m，总的加固深度为19.2m。水灰比1.7。强弱加固区转换是本工程控制的难点。

2　理论计算

桩径d=850mm、间距l=600mm、强加固区水泥设计掺量20%，加固深度7.1m，弱加固区水泥掺量10%，加固深度12.1m；水灰比1.7。

2.1三轴搅拌桩截面面积计算

图1　三轴搅拌桩单幅面积计算示意图

圆心角：一个扇形面积：

三角形面积：

一个弓形面积：

三轴搅拌桩单幅面积：

2.2水泥用量计算

一般地认为1m3土重18kN/m3=1.8t/m3；每米段水泥用量=每立方米水泥量×每幅桩截面积。

（1）弱加固区，水泥设计掺量10%，则1m3土水泥掺量：1.8t×10%=180kg/m3；每米段水泥用量为180×1.49=268.2kg/m；本区域水泥用量为268.2×12.1=3.25t；

（2）强加固区，水泥设计掺量20%，则1m3土水泥掺量：1.8t×20%=360kg/m3；每米段水泥用量为360×1.49=536.4kg/m；本区域水泥用量为536.4×7.1=3.81t；

由表 14可知，F=1032.528远远大于 Fcrit=5.192168，故由此证明不同调和比例油样之间在该方法下冰点差异显著。P-value=1.78E-07远远小于α=0.05，表明在置信度为95%时该结果可信。该方法能够区分冰点不同的喷气燃料。

故完成单幅三轴搅拌桩共用水泥7.06t。

2.3泥浆比重——利用水灰比换算

一般认为，水泥密度ρ水泥=3t/m3；水ρ水=1t/m3；当设计水灰比为1.7，即水1.7t，水泥1t，水灰混合质量2.7t；水灰混合体积V= 1.7/1+1/3=2.03m3；水泥浆密度ρ混=m/v=2.7/2.03=1.33t/m3；

故泥浆比重，即1.33/1=1.33。此数据可作为现场泥浆比重抽查的依据，现场泥浆比重应控制在1.33±0.05。

2.41t水泥制浆量

根据2.3可知，1t水泥大约可制2.03m3水泥浆量，即1kg水泥可制2.03L水泥浆，结合2.2，可知若加固区每米段水泥浆流量为268.2×2.03=544.5L，强加固区每米段水泥浆流量为536.4×2.03=1088.9L。

本工程采用的BW-250型泥浆泵（图2），由图可见，泥浆泵档位（手柄位置）与流量呈对应的关系，该泥浆泵缸径80mm，工作档位A2-B4，对应的流量145L/min，两台泵同时工作时流量为290L/min；则弱加固区每米完成所需要时间，544.5/290=1.88min/m，共需要12.1×1.88=22.7min；强加固区每米完成所需要时间，1088.9/ 290=3.75min/m，共需要7.1×3.75=26.6min。即单根桩完成时间为22.7+26.6=49.3min。强、弱加固区、单桩理论计算完成时间作为现场控制的依据或参考。

图2　泥浆泵型号及工作参数

注浆施工时应严格控制浆喷桩搅拌下沉和提升速度，搅拌下沉速度0.5～1m/min，提升速度1～2m/min，一般地提升速度是下沉的2倍。对档位流量选择进行验算，见表1。对下沉上提速度验算符合控制要求。

表1　下沉、提升速度验算

3　三轴搅拌桩施工过程控制

现场三轴搅拌桩施工过程中除了对桩位复测外，利用本文理论计算结果，在巡视检查过程中主要从泥浆比重、水泥用量、单幅桩完成时间三个方面对三轴搅拌桩施工质量进行宏观控制。

3.1泥浆比重

在现场巡视检查过程中利用比重计对现场配置的泥浆进行抽检，泥浆比重应控制在1.33±0.05，使得现场配置泥浆的水灰比符合设计要求，该方法比较简单有效的控制泥浆质量。

3.2水泥用量

对于基坑加固的三轴搅拌桩，桩长控制是难点，其不仅属于隐蔽工程，而且需待基坑开挖后方可检验。桩长和水泥用量存在重要的相互关系，一方面，通过计算单幅桩完成所需水泥用量，控制现场单幅桩水泥用量；另一方面，通过记录连续两次散装水泥车进场间隔时间和前一次进场水泥量，并统计这段时间完成的桩数，将计算水泥用量和进场水泥量进行对比是否基本相符，若不相符且相差较大，就说明现场桩长达不到设计要求。通过这种宏观控制可有效遏制施工中偷水泥现象。

3.3完成时间

将对现场施工下沉提升速度控制要求转换成对时间的控制。在巡视检查过程中，一方面，检查泥浆泵的档位位置是否符合施工方案中要求；另一方面，通过记录开始时间和结束时间，将完成时间与理论计算时间进行对比。若档位、或者单幅桩完成时间发生变化，都将影响土中水泥掺量。