某鐵路CMS樁加固軟土地基技術總結

XX鐵路CMS樁加固軟土地基技術總結【內容提要】CMS樁即水泥砂漿深攪樁，作為一種新興的軟土地基處理工藝，是目前高速鐵路客運專線應用比較為廣泛的路基軟基處理方式之一。本文通過XX鐵路XSGZQ-5標DK224+178.99～DK224+260和DK224+540～DK224+610.07段路基CMS樁施工過程，歸納并總結了CMS樁的一些施工經驗，以便更好的指導生產?！娟P鍵詞】CMS樁軟土地基處理水泥砂漿攪拌機1工程地質條件及設計要求我中鐵XX局集團有限公司承建XX客專廣東段XSGZQ-5標段起訖里程DK212+400～DK245+962.61，線路長度35.917km。DK224+178.99～DK224+610.071段路基全長431.08m，位于廣東省xx市xx鎮(zhèn)xx村，前接洞口1#大橋，后接洞口2#大橋，其中DK224+178.99～DK224+260和DK224+540～DK224+610.07段路基為軟土路基，設計采用CMS樁加固。該段路基所處地下5m～12m范圍地質情況主要是淤泥質粘土夾砂、軟塑狀淤泥質土、粉砂、中粗砂等，土的含水量大、密實性差，呈現壓縮性和可塑狀態(tài)，屬于典型的軟土地基，地基承載能力很低。該段的CMS樁設計樁長為6.2m～11.8m，樁徑0.5m,樁間距1.2m,采用正三角形布置，入硬層1m～1.5m，處理后的復合地基承載力不小于150kPa,無側限抗壓強度不小于3MPa。2CMS樁加固軟基的機理CMS樁是近年來發(fā)展起來的軟土地基處理技術，主要通過特制的深層攪拌機械在地層深部就地將軟土和水泥砂漿混合物強制拌和，使軟土硬結而提高地基強度。由于CMS樁加固過程中所用漿體增加了砂子，對于淤泥質土、粉質粘土及飽和性土等軟土地基的處理效果顯著，是水泥攪拌樁無法實現的；由于本身所用機械及材料的的普遍性，因此工程造價相對較低，與高壓旋噴樁、CFG樁、管樁相比較具有明顯的經濟優(yōu)勢。CMS樁加固軟基的機理：攪拌機的鉆頭將原狀土攪松，在攪松過程中舍棄了小部分原土，再采用注漿的形式將水泥和砂子的混合物按照一定的比例與松散的原土在成孔范圍內進行充分攪拌，形成的樁體為十分規(guī)則的圓柱體，柱體直徑與鉆頭直徑一致，依靠硬結軟土的高強度以及柱體與周圍土體的摩擦和土體形成復合地基承重。3CMS樁施工3.1.材料要求施工前應根據施工進度，按設計要求的強度等級號（一般為42.5級）配足水泥和中細砂。水泥應具有出廠質量合格證，并確保在有效期限內使用，自出廠日期至使用完成日期不得超過3個月。嚴禁使用過期、受潮、結塊變硬的劣質水泥。砂子以中砂或粉細砂為主，主要為防止噴嘴發(fā)生堵塞。3.2施工機械1）鉆機一般鉆頭直徑為500mm，能完成18m樁長的基架，單軸并具有正向鉆進反轉提升的功能，提升力大，并能實現勻速變速提升和鉆進，液壓步履式行走。常見的CMS樁施工機械是武漢產的PH-5、PH-7粉漿兩用型樁機，此樁機最大施工深度一般為18米以下，其施工轉速與下鉆的速度成正比例關系。該機器配置4個攪拌刀片，其行走部分采用液壓腿，工作效率相對較高，適用于施工樁長較短，土質為淤泥土、粉質粘土、淤泥質粉質粘土、砂土的的路段。2）漿體發(fā)送器它是定時定量發(fā)送漿噴材料的設備，實際上常見的與CMS樁攪拌機相配套的電腦設備不能在施工中起到其真正的作用。如果能對其做以下改進，對施工質量還是能起到很好的控制作用：首先要求電腦內的時間由廠家統(tǒng)一設定為北京時間，不允許有自行調整的功能；其二電腦必須取消存儲功能，施工過程中應實時打?。黄淙疃扔嫿洐z查準確無誤；其四電腦經檢查符合要求后由技術監(jiān)督部門統(tǒng)一貼封條，不可私動。此目的主要是控制單樁施工時間、水泥砂漿噴入量、二次復攪、施工樁長的弄虛作假。3）空氣壓縮機它是漿體噴出的能源。根據地質條件和加固深度來選擇空氣壓縮機的型號。鉆頭通過鉆頭葉片的攪拌作用，使粉土混合，鉆頭在反轉提升時，對樁中土體有壓密作用。3.3施工工藝工藝試樁不同地區(qū)具有不同的地質條件，為了克服盲目性，確保CMS樁加固地基達到預期效果，大面積施工前必須進行工藝性試樁，以掌握該場地的成樁經驗及各種操作技術參數，如配合比、鉆進速度、提升速度、注漿壓力、噴漿量、攪拌頭轉數等。工藝流程：CMS樁施工工藝流程見圖-1圖-1CMS樁施工工藝流程圖1）鉆機對位2）移動鉆機，準確對孔。對孔誤差不得大于50mm。3）利用支腿油缸調平鉆機，鉆機主軸垂直度誤差應不大于1%。4）啟動主電動機，根據施工要求，以Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ檔逐級加速的順序，正轉預攪下沉。鉆至接近設計深度時，應用低速慢鉆，鉆機應原位鉆動1～2min。5）水泥砂漿的拌制。選用優(yōu)質42.5普硅水泥，嚴格按照確定的配合比拌制水泥砂漿，一般需根據樁長，樁徑及一根樁的旋噴時間確定一次拌制水泥砂漿量，提前制作，并經充分攪拌，攪拌時間少于15分鐘的不得使用，超過初凝時間的漿液也不得使用，水泥砂漿經過兩道過濾網的過濾，以防噴嘴發(fā)生堵塞；抽入儲漿桶內的水泥砂漿，要不停地攪拌。6）提升噴漿攪拌。在確認加固料已噴至孔底時，按0.5m/min的速度反轉提升。當提升到設計?；覙烁吆?，應慢速原地攪拌1～2min。7)重復攪拌。為保證攪拌均勻必須再次將攪拌頭下沉到樁頂以下6m深度（單樁長較小時，復攪至設計樁長2/3處，且不小于4m）。提升攪拌時，其速度控制在0.6～1.2m/min左右。8）提升噴漿過程中，須有自動計量裝置。該裝置為控制和檢驗攪拌樁質量的關鍵。9）鉆具提升至地面后，鉆機移位對孔，按上述步驟進行下一根樁的施工。3.3施工質量控制要點1）根據施工實踐，攪拌樁實際施工樁長應由以下兩個方面進行控制：一是根據施工圖設計文件中地質勘察孔（或施工過程中的補堪孔）所勘探的深度；二是根據攪拌鉆機在鉆進時電流的變化情況。一般情況下，當鉆機以Ⅱ檔，即0.8m/min鉆進過程中，鉆機電流表電流值達到75A以上時即可認為達到了持力層。2）現行規(guī)范規(guī)定復攪長度為樁頂以下6m，這是基于攪拌樁受力特性而定的。但對于天然含水量大于液限的地基土而言，樁間土承載力很低（一般只有50～60KPa），為了提高復合地基承載力，達到設計要求，只有通過增加面積置換率和提高單樁承載力兩種途徑來解決。一般來講，面積置換率增加是有限的（一般控制20%，即：樁距1.0m左右），而單樁承載力提高則很明顯，因此，對高含水量地區(qū)復攪長度應盡量加長。3.4質量檢測攪拌樁施工質量規(guī)定值或允許偏差見如下表-1：表-1攪拌樁施工質量規(guī)定值或允許偏差項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差差檢查方法和頻率1樁距（mm）±100抽查2%2樁徑（mm）不小于設計抽查2%3樁長（mm）不小于設計查施工記錄4豎直度（%）1.5查施工記錄5單樁噴粉量符合設計查施工記錄6強度（KPa）不小于設計抽查5%注：本表自中華人民共和國行業(yè)標準《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJ071-98）樁身無側限抗壓強度試驗應在成樁28d后在樁體上部（樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m）截取三段樁體進行現場實測，檢查頻率為2‰，每一工點不得少于3根。在保證取芯質量的前提下，可用鉆探取芯進行質量檢查及進行必要的室內強度試驗、單樁及復合地基載荷試驗。4結語目前CMS樁作為一種新型的工藝，在以后的施工過程中會有廣闊的發(fā)展空間，其復合地基工程質量的穩(wěn)定性與可靠性，在施工過程中還有待提高。CMS樁施工作為隱蔽隱蔽