¿Un breve análisis de los principios de tratamiento de pilotes de mezcla de cemento en construcciones para conservación de agua?
En general, existen muchos problemas esenciales en la construcción de proyectos de conservación del agua. Así que presta más atención a esto. El suelo blando y profundo generalmente se trata como base. Los pilotes de mezcla de cemento tienen un período de construcción corto y no necesitan transportar una gran cantidad de tierra residual. Son muy adecuados para reforzar los cimientos de los bancos o para retener el suelo temporalmente durante la excavación del pozo. Las pilas para mezclar cemento se dividen en pilas para mezclar lechada y pilas para mezclar en polvo según el estado físico del cemento utilizado. Las pilas de mezcla de polvo son adecuadas para suelos con un contenido de humedad superior al 60%.
1. Mecanismo de apilamiento de pilotes de mezcla de cemento en proyectos de conservación de agua.
La mezcla de cemento y tierra produce refuerzo y forma pilotes. Una serie de reacciones químicas ocurren después de que el cemento se encuentra con el agua. y el resultado de reacciones químicas complejas con el suelo.
(1) Hidrólisis e hidratación del cemento
El cemento Portland ordinario contiene las sustancias básicas más importantes de los materiales cementantes hidráulicos, a saber, óxido de calcio, sílice y alúmina, óxido de hierro y óxido de azufre. . Están compuestos por diferentes minerales de cemento. Cuando el cemento se mezcla con agua para formar una lechada de cemento, o el cemento en polvo se mezcla directamente con tierra blanda saturada, los minerales en la superficie de las partículas de cemento se hidrolizan e hidratan inmediatamente con agua para formar una serie de hidratos. Estos hidratos se disuelven rápidamente en el. agua, lo que hace que la superficie de las partículas de cemento continúe expuesta, continúe reaccionando con el agua y los hidratos generados continúen disolviéndose en agua hasta que la solución alcance la saturación, formando hidratos insolubles y convirtiéndose en partículas de gel suspendidas en la solución. Posteriormente, parte de esta partícula de gel reacciona con algunas de las partículas de arcilla circundantes y la otra parte se solidifica y endurece gradualmente, formando un esqueleto de cemento.
(2) Intercambio iónico y granulación entre hidrato de cemento y partículas de arcilla
Debido a que el suelo es un cuerpo granular multifásico, generalmente tiene propiedades coloidales cuando se combina con agua. La sílice reacciona con el agua para formar partículas coloidales de ácido silícico, que gradualmente forman agregados de suelo más grandes en la superficie de las partículas del suelo mediante reacciones químicas. Además, el área de superficie específica de las partículas de gel, como el hidróxido de calcio, generada por la hidratación del cemento es aproximadamente 1000 veces mayor que la de las partículas de cemento originales, la energía superficial es grande y la actividad de adsorción es fuerte, lo que combina aún más los agregados del suelo. entre sí y crea poros entre los agregados, formando así una estructura agregada sólida de cemento y suelo, mejorando la resistencia del suelo.
(3) Endurecimiento
A medida que avanza la reacción de hidratación del cemento, cuando el número de iones de calcio precipitados en la solución excede el número requerido para el intercambio iónico, el exceso interactuará con el suelo. Parte o la mayor parte de la sílice coloidal o alúmina coloidal reacciona para formar un compuesto cristalino estable e insoluble de silicio o aluminato de calcio, es decir, un gel microcristalino, que se endurece gradualmente en agua y aumenta su resistencia.
(4) Carbonización
El hidróxido de calcio libre en el hidrato de cemento puede absorber dióxido de carbono en el agua y el aire y reducirlo a carbonato de calcio (piedra caliza) insoluble en agua. Puede aumentar la resistencia. de suelo.
2. Plan de construcción de pilotes de mezcla de cemento
Un determinado proyecto de terraplén está ubicado en una sección del río en la ciudad de Yangzhou. La formación consta de capa de limo, capa de limo, capa de arena y capa eluvial de arriba a abajo, entre las cuales la capa de limo es más gruesa. El tratamiento de cimentación de este tramo de licitación se realiza íntegramente con pilotes de mezcla. El diámetro de las pilas de mezcla es de 500 mm, el espacio es de 1,8 m y están dispuestas en forma de flor de ciruelo. Las longitudes del pilote son 9,0 m, 12,0 m y 15,0 m respectivamente.
1, parámetros y requisitos de diseño
(1) Proporción de mezcla de cemento>: 12%.
(2) Diseño de proporción de mezcla interior: Resistencia a la compresión libre 7d: qu≥0,8 MPa; Resistencia a la compresión libre 28d: Qu≥1,6 MPa; Resistencia a la compresión libre 90d: qu≥2,4MPa
(3) Inspección de calidad in situ: resistencia del núcleo 28d: R28≥0,8 MPa; resistencia del núcleo 90d: R90≥1,2 MPa; capacidad de carga de un solo pilote>: 210 MPa; capacidad de carga de base compuesta>: 170 kPa.
2. Proceso de construcción
Replanteo de la posición del pilote→Plataforma de perforación en su lugar→Inspección y ajuste de la plataforma de perforación→Perforación circular hasta la profundidad de diseño→Iniciar la bomba de inyección de alta presión→Perforación con circulación inversa y shotcrete → 0,3 m → por debajo de la referencia de trabajo → agitar y perforar repetidamente el hormigón proyectado hasta la profundidad de diseño → perforación con circulación inversa hasta la superficie → finalización de la formación del pilote → construcción del siguiente pilote.
3. Puntos de control de la construcción
(1) Antes de perforar pilotes de mezcla de cemento, limpie toda la tubería con agua y verifique si hay alguna obstrucción en la tubería. No corras hasta que se acabe el agua.
(2) Para garantizar que la verticalidad de la pila de mezcla de cemento cumpla con los requisitos de las especificaciones, se cuelga un martillo colgante en la máquina principal y se controla la distancia entre el martillo colgante y la tubería de perforación. tener la misma distancia arriba, abajo, izquierda y derecha.
(3) La construcción de pilotes de mezcla de cemento adopta el proceso de dos pulverizaciones y cuatro mezclas. Al realizar el primer disparo, para evitar obstrucciones en las tuberías, se permite perforar con lechada y la cantidad de shotcrete debe ser menor a la mitad de la cantidad total. Está estrictamente prohibida la perforación submarina. Utilice siempre la operación de bajo nivel cuando taladre y levante por primera vez, y puede aumentar el nivel cuando vuelva a agitar. El tiempo normal de hilado de cada pilote no es inferior a 40 minutos y la presión de inyección no es inferior a 0,4 MPa
(4) Para garantizar la calidad del extremo, la parte superior y el cuerpo del pilote. de la pila de mezcla de cemento, la primera perforación y pulverización debe permanecer en el fondo de la pila durante 30 segundos. Durante el proceso de elevación, todo el lodo residual se rocía en el cuerpo de la pila. El tiempo de residencia en la parte superior de la pila. es de 30 segundos, para que la lechada de cemento y el suelo del pilote estén completamente mezclados.
4. Puntos clave del seguimiento del proceso constructivo
(1) Revisión de mediciones y replanteos, centrándose en el eje de control y la posición del pilote. La máquina se puede poner en marcha sólo después de cumplir con los requisitos. requisitos.
(2) Verifique la verticalidad del marco guía antes de comenzar a trabajar y observe en cualquier momento después de comenzar el trabajo para controlar la verticalidad y cumplir con los requisitos de la especificación (la desviación vertical de la pila de mezcla no debe exceder 1,5). %, y la desviación de la posición del pilote no deberá exceder los 50 mm).
(3) La lechada de cemento debe mezclarse de acuerdo con el diseño (o determinarse mediante pilas de prueba), agitarse uniformemente y transportarse continuamente sin separación. La relación agua-cemento debe controlarse estrictamente y se puede utilizar un hidrómetro de lodo para pruebas de muestreo aleatorias en cada turno.
(4) Cuando el proceso de hinca de pilotes se interrumpe por algún motivo, para evitar la rotura del pilote o la falta de lodo, el eje de agitación debe hundirse hasta 50 mm por debajo de la superficie de tope de lodo y continuar pulverizando después de la se restablece el suministro de lechada.
(5) Controle estrictamente la profundidad de formación del pilote, la velocidad de hundimiento y elevación, y la presión de la bomba después de mezclar para garantizar el efecto de formación del pilote.
(6) Para garantizar la calidad de la cabeza del pilote, la mezcla de hormigón proyectado debe ser 500 mm más alta que la cima del pilote diseñada, y el hormigón proyectado debe estancarse ligeramente cuando sube hasta la cima del pilote diseñada.
(7) Una vez completada la formación del pilote, la excavación solo se puede realizar después de alcanzar la edad especificada. Al limpiar las cabezas de los pilotes, no se deben utilizar martillos pesados ni maquinaria pesada. Se deben utilizar herramientas ligeras como martillos pequeños y taladros cortos para evitar dañar las cabezas de los pilotes.
3. Manejo de problemas comunes durante la construcción
Cuarto, inspección de calidad
De acuerdo con los requisitos pertinentes, la inspección de calidad de los pilotes de mezcla de cemento de este proyecto fue llevado a cabo. Los resultados son los siguientes.
(1) Inspección de apariencia: ① Elevación superior del pilote: se seleccionaron 20 pilotes al azar, se calificaron 19 pilotes y la tasa de aprobación fue del 95% ② Diámetro del pilote (-500 mm): se seleccionaron 20 pilotes al azar; y 20 fueron calificados, la tasa de aprobación es del 100%; ③ Espaciado de pilotes (+50 mm): se seleccionan 40 pilotes al azar, 34 están calificados y la tasa de aprobación es del 85%.
(2) Prueba de penetración: se seleccionaron aleatoriamente 246 pilotes del 2% del número total y la tasa de aprobación fue del 88%.
(3) Prueba de capacidad de carga de un solo pilote: se seleccionaron al azar 125 pilotes y se calificaron 112 pilotes, con una tasa de aprobación del 90%. (4) Prueba de extracción de muestras de pilotes: se extrajeron 50 núcleos, se calificaron 46 y la tasa de aprobación fue del 92%. (5) Evaluación integral: la tasa de aprobación de pilotes es del 91,2%.
Conclusión del verbo (abreviatura del verbo)
En resumen, en toda la construcción de conservación de agua, es técnicamente factible y confiable utilizar pilotes de mezcla de cemento y tierra para tratar los cimientos de suelo blando. de terraplenes. No sólo puede fortalecer eficazmente los cimientos del suelo blando, cumplir con los estándares de construcción de los proyectos de control de inundaciones y regulación de ríos, sino que también ahorra hasta cierto punto la inversión en construcción, al mismo tiempo, no hay vibración, ruido ni contaminación durante el proceso; el proceso de construcción, que no tiene impacto en los edificios adyacentes y el medio ambiente circundante. El impacto es pequeño. Por supuesto, los indicadores de diseño de los pilotes de mezcla de cemento y suelo deben optimizarse aún más. También faltan equipos de monitoreo modernos durante la construcción, lo que no favorece el control de datos durante el proceso de construcción.
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