地基加固噴漿量與提升速度匹配性監(jiān)理控制措施

地基加固工法中噴漿量與提升速度匹配性的監(jiān)控1、 前言在地基加固幾種工法（如雙軸和三軸水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁）中，設計文件中只對水泥摻量和加固強度提出要求，地基加固技術規(guī)范中也只對漿液水灰比、噴漿壓力等提出一定的控制范圍指標要求，但具體到施工與如何將設計要求的水泥摻量均勻足量摻加到被加固土體中，施工單位報審的施工方案也不明確，致使監(jiān)理人員旁站監(jiān)控很難把握。大家知道，設計要求的水泥摻量在制備成水泥漿液后如何均勻而足量地摻加到被加固土體中與樁機的提升速度密切相關。這就要求噴漿量與提升速度很好地匹配。下面就將我們如何在監(jiān)理工作中對噴漿量與提升速度匹配通過計算用定量控制的方法提出我們的具體做法，供大家參考。2、 雙軸水泥土攪拌樁噴漿量與提升速度的計算監(jiān)控2.1、雙軸水泥土攪拌樁工藝流程上海市建委曾發(fā)文要求雙軸水泥土攪拌樁必須實行兩噴三攪工藝，確保樁身質量。所謂的兩噴三攪工藝即是：樁機就位→預鉆下沉到設計深度→第一次提升攪拌噴漿至溝底→第二次復攪下沉到設計深度（不噴漿）→第三次提升攪拌噴漿至溝底→提鉆后樁機移位到下一根樁施工。（所謂溝底即施工前為清障所挖溝槽之底部）。2.2、總噴漿量的計算控制樁體中總的水泥漿液噴入量（即總漿量）可按下面公式進行計算V=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷rd式中V--總漿量（升）F--雙軸水泥土攪拌樁截面面積F=0.71m2L--設計樁長（m）r—樁身穿越各層土體的加權平均重度（KN/m3）一般取r=18KN/m3Aw—設計要求的樁體中水泥摻入率（%），一般軟土地基中Aw=12%~18%Ac—設計要求或施工控制的漿液水灰比，一般Ac=0.4~0.6—對應水灰比時的水泥漿液重度（KN/m3），可按下表查取漿液水灰比Ac0.40.50.60.7漿液重度rd19.118.017.116.5上式中F×L×r×Aw為樁體中水泥摻入量（KN）例如當樁長10米，設計要求水泥摻入率為12%，水泥漿液水灰比為0.5時，則樁體中水泥漿液總量應為V=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷=0.71m2×10m×18KN/m3×12%×（1+0.5）×1000÷18KN/m3=1278升當采用兩噴三攪工藝施工時，每次的噴漿量即為V/2=639升2.3、噴漿量與提升速度的匹配計算水泥土攪拌樁是在攪拌軸旋轉下沉至樁長設計深度后再提升噴漿的。這時兩根攪拌軸邊提升邊旋轉，中間一根噴漿管同時進行噴射水泥漿液。兩根攪拌軸上的下部葉片在攪拌軸提升旋轉過程中對噴入樁體中間的水泥漿液進行攪拌，使之均勻地摻加到樁身斷面的土體中成為水泥土樁。但如何使水泥漿液的總量在兩次提升噴漿過程中均勻而全部摻加到全樁長的樁身土體中，這就與樁機的提升速度有關了。提升速度快了，總漿量用不完，也就是樁身全長度范圍噴入的漿量少了，達不到設計要求的水泥摻入率。反之，則總漿量不夠用，樁身上部的噴入漿量就少了，樁長范圍就可能出現(xiàn)漿液分布不均勻，往往造成下部樁身噴入水泥漿液超過計算用量，而上部則可能小于計算用量。為此應對提升速度進行控制。按下式計算提升速度式中V—樁機提升速度（m/min）,一般要求控制在v=0.7m/min左右q—壓漿泵的額定流量。水泥土攪拌樁一般用HB6-3型壓漿泵，該泵的供漿流量為q=50升/minL—樁長（m）V—水泥漿液總用量（升）仍按上面的示例（樁長10m，總漿量1278升），計算提升速度，則=0.78m/min因此應按該速度值控制樁機的提升速度，使總漿量能在兩次提升噴漿過程中均勻而足量噴入被加固的樁體土層中。但是作為監(jiān)理人員監(jiān)督樁機的提升速度有一定難度，這主要因為樁機上無任何儀表可供查看，因此監(jiān)理人員可根據(jù)下式算出的提升噴漿時間來進行控制就比較方便。將上式進行變換就可以算出提升噴漿時間t（兩次提升合計）：→仍按上面的示例（樁長10m,總漿量1278升）則上面算出的提升噴漿時間25.56分鐘是兩次提升噴漿的總共需要的時間，因此每一次的提升噴漿時間應是12.78分鐘。2.4、漿量自動記錄儀的配套使用與測讀根據(jù)上海市建委的有關文件規(guī)定，水泥土攪拌樁施工時必須安裝漿量自動記錄儀，不安裝的不能施工。漿量自動記錄儀是一部自動同步跟蹤注漿全過程的記錄儀。漿量自動記錄儀上有“光標”，光標上能顯示某一深度處的水泥漿液注入量，操作樁機的工人可以很清晰的看出。當操作發(fā)現(xiàn)某一深度的漿液注入量小時，可通過調整樁機提升速度，使提升速度減慢；反之，提升速度加快。漿量自動記錄儀除有直觀的“光標”外，還能打印出曲線圖，標示出“段漿量”（即每10cm長度范圍內水泥漿液注入量），顯示沿樁長的漿量變化曲線。在這張打印出的曲線圖上，我們還可以看到注漿深度（即樁長）和累計注入總漿量。因此這是一部很好很真實的配套施工儀器，能直接反映出整個樁長范圍內注漿均勻程度和注入的總漿量。通過查看與對比，我們可以清楚地看出是否與設計要求樁長和上述計算注漿總量的吻合程度，判斷樁身質量。2.5、監(jiān)理旁站注漿過程控制要點從上面的總漿量、提升速度和注漿時間計算中可以看出，監(jiān)理人員在旁站時只要控制好以下幾點就可以基本上控制住樁身質量了：在攪拌的儲漿桶中測定水泥漿液重度，對水灰比進行控制，每班抽查應記錄?？刂泼看蜗鲁辽疃?，使其符合設計樁長。在提升噴漿時查看壓漿泵的工作狀態(tài)，確認整個噴漿過程達到額定供漿流量。測定每次提升噴漿耗用時間，確認樁機提升速度是否滿足計算要求。收集流量自動記錄儀打印出的曲線圖，確認注漿深度（樁長）、段漿量和總漿量是否與計算控制值相符。3、 三軸攪拌樁注漿量與下鉆及提升速度匹配計算控制3.1、三軸攪拌樁的施工工藝概述：SMW工法所用的樁機為三軸水泥土攪拌樁樁機。該機中間一個軸是輸送壓縮空氣的，兩側的兩根軸是注漿攪拌軸，軸下部有攪拌用螺旋葉片。拌好的水泥漿是通過兩臺壓漿泵分別給兩根注漿攪拌軸供漿的。三軸攪拌樁施工時，在開始下鉆過程中就同時給兩根攪拌軸供漿和給中間軸輸送壓縮空氣，樁機邊下鉆邊旋轉攪拌噴出的水泥漿液，加上中間軸底部噴出的壓縮空氣幫助攪拌水泥漿液使之與樁間土體拌和在一起成為水泥土樁。當攪拌軸下至設計深度后停止下鉆，緊接著向上提升。提升攪拌過程中同時噴漿但不供壓縮空氣，直至地表為止。3.2、三軸攪拌樁總注漿量的計算控制從上述施工工藝中可以看出，三軸攪拌樁有兩次噴漿過程：一次是下鉆時，一次是提升時。這兩次的噴漿量累計值即為總漿量?？倽{量亦可按下式進行計算：V=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷rd式中F—三軸攪拌樁斷面面積，當樁徑為Φ850，樁間搭接250mm時，F(xiàn)=1.495m2L--設計樁長（m）r—樁穿越各層土體的加權平均重度，一般取r=18KN/m3Aw—設計要求的水泥摻入率，一般Aw≧20%Ac—水灰比，一般為1.5～2.0—水泥漿液重度（KN/m3），可按下表查取漿液水灰比Ac1.51.61.71.81.92.0漿液重度rd13.6413.4513.2813.1312.9912.86示例：16m樁長，水泥摻入率20%，水灰比1.5。則總漿量為V=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷=1.495×16×18×20%×（1+1.5）×1000÷13.64=15783升即要求在兩次噴漿過程中向樁身范圍土體中噴入15783升水泥漿液。3.3、下鉆速度和提升速度的匹配計算為了確?？傋{量的要求，對下鉆速度和提升速度就要進行匹配性計算，使總漿量在下鉆噴漿和提升噴漿時恰好用足。3.3.1、下鉆速度計算與控制三軸攪拌樁下鉆速度一般較提升速度要慢些，施工操作上基本是按提升速度的一半來設定，也就是下鉆時噴漿量按總漿量的2/3來控制。則下鉆速度的計算公式為式中q—供漿泵的額定流量。為兩臺泵同時給兩根攪拌軸供漿。BW200型供漿泵壓力與排漿量關系見下表注漿壓力4MPa6MPa排漿流量200L/mim125L/min示例：L=16m樁長，Ф850，水泥摻入率20%，水灰比1.5，q=200L/min,V=15783升，則下鉆速度監(jiān)理人員在旁站監(jiān)理時應按下鉆速度來控制下鉆到設計深度時的歷時。t=L÷=16÷0.6=26.66min=27min3.3.2、提升速度的計算與控制根據(jù)以上總漿量在提升時的分配為漿量來計算提升速度監(jiān)理人員在旁站監(jiān)理時應按提升速度來控制提升歷時t=L÷=16÷1.2=13min3.4、三軸攪拌樁的質量控制要點水泥原材料報驗，壓力表及流量表的校驗報審制備水泥漿液時，測定漿液比重，從而對水灰比進行控制，每班抽查并記錄旁站控制下鉆和提升歷時并記錄抽查壓漿泵流量表數(shù)值及壓力表數(shù)值是否符合要求4、 高壓旋噴樁注漿量與提升速度的匹配計算控制高壓旋噴樁分單管、二重管和三重管三種不同施工工藝，又分旋噴、定噴和擺噴三種方法。其中二重管是利用高壓漿液擴孔成樁，而三重管是利用高壓水擴孔成樁，但兩者均是在提升旋轉時噴漿，下鉆時不噴漿。有的工程為擴大加固范圍或提高加固強度也采用復噴措施。目前在軟土地基加固中，主要是用二重管或三重管進行旋噴加固。4.1、總注漿量的計算控制V=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷式中各字母同攪拌樁計算公式的含義下面按某地地鐵車站洞門外地基加固舉例計算示例：Ф800樁截面積F=0.5024m2,L=26m,r=18KN/m3，AW=25%,AC=0.8，=15.89KN/m3,設計要求樁體強度≥1.2MPa,采用三重管法，高壓水泵壓力≥25MPa，供漿泵壓力≥1MPa，流量25L/min，空縮機供氣壓力=0.7MPaV=F×L×r×Aw×（1+Ac）×1000÷=0.5024×26×18×25%×（1+0.8）×1000÷15.89=6658L4.2、提升速度的匹配計算式中q—供漿泵流量仍按上例計算提升速度4.3、監(jiān)理旁站提升時間仍按上例計算提升時間t=L÷=2600cm÷10cm/min=260min即一根樁的提升噴漿時間應控制在260分鐘，才能保證6658L漿液均勻分布在26米長Ф800樁的加固柱狀土體中。4.4、高壓旋噴樁的質量控制要點：水泥原材料報驗壓力表