水泥自动计量设备在水泥土搅拌桩施工的应用.doc

水泥自动计量设备在水泥土搅拌桩施工的应用

山西锦通工程项目管理咨询有限公司
2015年3月
目 录

一、前言 1
二、研发背景 1
三、关键技术和技术原理 2
四、创新亮点 2
五、试验检验结果 2
六、经济及社会效益 3
七、操作流程 4
八、使用说明 6

水泥自动计量设备在水泥土搅拌桩施工的应用
关键技术成果
（山西锦通工程项目管理咨询有限公司）
一、前言
水泥土搅拌桩是目前处理含水率小于30%的饱和性粘土和粉土，以及素填土、粉砂、中粗砂、沙砾等地层比较成熟的地基处理方式，其原理是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂（浆液或粉末）强制搅拌，形成水泥土圆柱体。利用固化剂和土之间产生的一系列物理化学反应，使圆柱体具有一定强度，桩周土得到有效改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基。
在以往的水泥土搅拌桩施工中，全部采用人工倾倒袋装水泥的方式，水泥粉尘飞扬，对倒料人员的呼吸系统产生伤害，对周边环境造成影响，还会出现水泥倒不彻底，水泥用量控制不精确的现象，且随着桩机的移动，水泥堆放场地需要多次拆迁，费工费时还难以保证水泥不受潮、受湿，倒完水泥的袋子管理不善又容易造成现场的文明施工不满足要求。
二、研发背景
泰州1000kV变电站特高压工程是世界上第一个特高压环网（淮南-南京-上海）工程中的一部分,也是我国目前已规划的最大的交直流融合变电站。该站围墙、道路、电缆沟、电容电抗器等基础下设计为600mm的水泥土搅拌共约17000m3，工期要求80天，工期紧，任务重。为此施工前通过技术改进，多次讨论后确定了采取水泥自动计量设备的方式。
三、关键技术和技术原理
借鉴商品混凝土搅拌站的输送系统，现场设置由钢板制成的可存放约40吨散装水泥的圆柱形水泥罐5个，散水泥进场后直接注入水泥罐中。施工前按照图纸中规定的桩水泥用量比例，根据桩长和桩径计算出每根桩的水泥用量后输入系统，使用时工人按动控制台上的按钮，水泥通过完整的铰刀封闭输送管道传输到密闭的电子秤仓，电子秤仓内的水泥达到预定的重量时通过传感装置电动机自动停机，电子秤仓自动打开水泥进入搅拌桶，搅拌时间达到后水泥浆注入水泥浆储存池后泵至前台搅拌桩机，完成一次程序，以后循环进行。
水泥土搅拌桩机施工过程中，采用泥浆喷灌电子记录仪全程监测搅拌桩施工过程中的泥浆用量情况，并在每根桩施工结束及时打印泥浆用量记录。通过电子记录仪能够对桩机施工桩深、泥浆用量等隐蔽的关键质量控制点进行量化、监测，更好的进行过程质量控制。
四、创新亮点
采用水泥自动计量设备进行水泥土搅拌桩施工具有以下几方面的亮点：
Ø 水泥计量准确、喷浆均匀、质量控制稳定、成桩质量高
Ø 减轻工人劳动强度
Ø 环保施工
Ø 缩短工期
五、试验检验结果
采取水泥自动计量设备的方式，实际施工仅用56天，比合同预计工期缩短24天，且经江苏科能岩土工程有限公司检测后，检测结果全部达到《变电（换流）站土建施工质量评价规程》（Q/GDW1856-2012）规定中高质量等级优质工程的评价标准。

六、经济及社会效益
（一）经济效益
1、按以往人工倒袋装水泥的方式施工，每个后台每班需配置至少2名倒水泥工人，需80*3*2= 480个人工日，每工日按80元计，需480*80=38400元。
2、按以往的施工方式该站150亩的厂区至少需进行15次水泥堆放的修建，而采用新方法只设置5个固定后台即可，预计节省人工及材料费用等10*6000=60000元。
3、由于本项目实际工期比计划工期缩短24天，节省机械台班费 24*3*5*1125=405000元。
4、虽然采用水泥自动计量装备、水泥罐等需要一定的设备投入，但考虑其可以多次的周转因素和由于采用这种方式工期缩短24天所带来相关单位管理费用的减少，综合考虑采用这种方式至少节约费用50余万元。
（二）社会效益
1、质量方面
由于采用自动计量水泥方式，改变了以往人工倒水泥时因人为因素造成的水泥用量不准确的现象。施工过程中，监理人员对水泥浆比重进行了1087次的抽检，抽检结果全部符合要求。在深度控制上采用深度记录仪，在喷浆量上采用喷浆自动记录仪，监理的旁站记录和巡检记录与深度记录仪和喷浆记录仪上形成的内容一致。
桩基龄期满足要求后由江苏科能岩土工程有限公司进行地基检测，该公司按照图纸和规范的要求，在监理的见证下，共对116根桩的单桩竖向静载荷和复合地基静载荷进行了检测，检测全部合格，并达到《变电（换流）站土建施工质量评价规程》（Q/GDW1856-2012）规定的高等级优质工程的评价标准。
2、进度方面
水泥土搅拌桩实际施工时间为56天，比合同和计划工期80天缩短24天。由于桩基施工工期的缩短给本工程进度目标的实现打下坚实基础。
3、安全文明施工
以前用小推车运送水泥，在水泥放入小车和搅浆桶的过程中，会产生大量的水泥粉尘，而且场地经常出现残留水泥，造成大面积扬尘，也影响操作工人的身体健康。采用自动输送系统后，整个水泥从出仓到进入搅浆桶的过程都处在密闭状态，整个现场干净整洁，不会对环境和工人的身体产生任何影响。整个后浆台采用隔离护栏封闭，悬挂文明施工及安全警示标牌，安全文明施工得到很大程度地提升。
七、操作流程

水泥自动计量设备进行搅拌桩施工流程图
水泥进场注入
封闭的水泥罐
密闭电子称仓
经电子自动计量
固定容量的泥浆搅拌池
泥浆用水

储浆池
采用水泥浆比重仪随机抽测进行质量控制

电脑喷灌
自动记录仪
泥浆流量计
钻杆深度记录仪
连接
合格的水泥浆
完成自动计量记录并打印泥浆用量记录

现场实物示意图

封闭输送管道

电子秤仓
水泥罐

搅拌桶

八、使用说明
1、水泥浆比重控制
每根桩（每米桩）的水泥（总）用量根据图纸要求和地质报告计算而得。水泥浆的比重根据水泥用量和搅拌桶（施工前已进行量测计算存水量）内水量计算得出。施工过程中采用水泥浆比重仪随时从储浆池中抽取浆液检查是否达到计算预控的值。
监理和施工人员在进行水泥浆比重抽检

2、深度和喷浆效果控制
水泥搅拌机前台装设喷浆记录仪，随时记录每10cm进尺的水泥浆液流量，并当即打印核验，保证搅拌水泥土体的均匀性。