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如何運(yùn)用水泥深層攪拌樁處理公路軟基路段

2009-07-15 17:22    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:公路軟基處理屬于隱蔽工程,如施工質(zhì)量不好,一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋,便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此,緊抓施工環(huán)節(jié),嚴(yán)格施工過程的管理非常重要,只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。

  關(guān)鍵詞:公路工程;軟基處理;水泥深層攪拌樁施工;質(zhì)量控制

  水泥攪拌樁是用于加固飽和軟粘土的一種方法,就是利用水泥、水配制成漿液等作為固化劑,用專用的攪拌鉆機(jī)將固化劑等噴入軟土地基中,并將軟土與固化劑強(qiáng)制攪拌,利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥樁體而形成復(fù)合地基的一種施工方法。美國(guó)在二戰(zhàn)后研究開發(fā)成功一種就地?cái)嚢铇叮∕IP),1953年日本從美國(guó)引入這種方法,國(guó)內(nèi)在1977年10月開始進(jìn)行深層攪拌樁的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和施工機(jī)械的研制工作。由于水泥攪拌樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗豎向變形能力強(qiáng)、可大大縮短施工期等優(yōu)點(diǎn),目前在公路建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用得較為廣泛。文章對(duì)水泥深層攪拌樁施工工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)及要求、施工控制、質(zhì)量檢驗(yàn)等控制環(huán)節(jié)做了詳細(xì)分析。

  一、施工工藝

 。ㄒ唬┦┕C(jī)械

  水泥攪拌樁的施工機(jī)械為鉆機(jī)、粉漿機(jī)和壓縮機(jī)。鉆機(jī)是水泥攪拌樁的主要成樁機(jī)械,應(yīng)具有動(dòng)力大、操作靈活、能按不同速度均勻地正向鉆進(jìn)和反向提升、能前后左右自行移動(dòng)的功能。噴漿設(shè)備是定量發(fā)送漿體材料的設(shè)備,包括儲(chǔ)灰罐、發(fā)送裝置、計(jì)量控制裝置等,是施工的關(guān)鍵設(shè)備。壓縮機(jī)為水泥攪拌樁施工提供一定壓力的氣源,使水泥漿液克服噴漿口土體阻力而噴入土中。

 。ǘ┘訌(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備和原材料的檢驗(yàn)

  每臺(tái)樁機(jī)必須配盤可以控制樁身每米噴漿量的記錄器,且記錄器上應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地自動(dòng)記錄操作時(shí)間、深度、噴漿量、樁位編號(hào)、復(fù)攪深度、復(fù)攪次數(shù)等參數(shù)。樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱必須經(jīng)過標(biāo)定,不合格的儀表必須更換。每臺(tái)樁機(jī)鉆架相互垂直的兩個(gè)面上各設(shè)置一個(gè)0.5kg重的吊線錘,并畫上垂直線。在每臺(tái)樁機(jī)的鉆架上畫上鉆進(jìn)刻度線,標(biāo)寫醒目的深度。鉆頭直徑的磨損量不得大于1cm。

  所用水泥必須經(jīng)過試驗(yàn)室抽檢。滿足規(guī)范的要求。并盡量不采用那些產(chǎn)量較小、質(zhì)量不穩(wěn)定的小水泥廠生產(chǎn)的水泥。水泥的堆放應(yīng)該符合防雨、防潮的要求,嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

 。ㄈ┦┕で氨仨氝M(jìn)行工藝試樁

  不同地段具有不同的地質(zhì)條件,為了克服盲目性,確保加固地基收到預(yù)期的效果,在施工前必須進(jìn)行工藝試樁,試樁數(shù)量不少于5根。試樁的目的是:提供滿足設(shè)計(jì)噴漿量的各種操作參數(shù),如管道壓力、灰罐壓力、鉆機(jī)提升速度、鉆進(jìn)速度、攪拌速度等;驗(yàn)證攪拌均勻程度及成樁直徑;確定該地質(zhì)條件下,水泥土配合比是否適用于現(xiàn)場(chǎng),選擇符合質(zhì)量要求的合理摻灰量;確定該地質(zhì)條件下,掌握下鉆和提升的阻力情況,選擇合理的技術(shù)措施;確定進(jìn)入持力層的判別方法;檢測(cè)樁身的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求,即28d強(qiáng)度不得低于0.8MPa,檢驗(yàn)28d單樁允許承載力和允許復(fù)合地基(三樁)承載力是否分別達(dá)到300kPa和130kPa;檢驗(yàn)加固劑分布的均勻性和有效加固長(zhǎng)度能否符合設(shè)計(jì)要求。

 。ㄋ模┳鳂I(yè)流程

  清理場(chǎng)地→施工放樣→鉆機(jī)定位→鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度(預(yù)攪)→成樁→調(diào)平→送風(fēng)→噴漿、攪拌、提升→離地面50cm停止噴灰→復(fù)攪(一邊攪拌一邊噴漿)下沉→至樁底停止攪拌、噴漿1min→攪拌提升至樁頂→關(guān)閉電源,鉆機(jī)移位。

  二、施工過程監(jiān)控要點(diǎn)

  項(xiàng)目經(jīng)理部指派專人負(fù)責(zé)水泥樁的施工,全過程旁站監(jiān)理攪拌樁的施工過程。所有施工機(jī)械均應(yīng)編號(hào),應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、鉆機(jī)長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、水泥攪拌樁樁長(zhǎng)、樁距等制成標(biāo)牌懸掛干鉆機(jī)明顯處,確保人員到位,責(zé)任到人。水泥攪拌樁開鉆之前,應(yīng)用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無堵塞現(xiàn)象,待水排盡后方可下鉆。為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求,在主機(jī)上懸掛一吊錘,通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進(jìn)行控制。對(duì)每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)。為了確保樁體每米摻和量以及水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,每臺(tái)機(jī)械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備水泥漿比重測(cè)定儀,以備監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時(shí)抽查檢驗(yàn)水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計(jì)要求。

  水泥攪拌配合比:水灰比0.45~0.50、水泥摻量12%每米摻灰量46.25kg、高效減水劑0.5%。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆噴漿量應(yīng)小于總量的1/2,嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低檔操作,復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)擋位。每根樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)不少于40分鐘,噴漿壓力不小于0.4MPa。為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量,第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30秒,進(jìn)行磨樁端,余漿上提過程中全部噴入樁體,且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭,停留時(shí)間為30秒。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè),不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量。若儲(chǔ)漿量小于上述重量時(shí),不得進(jìn)行下一根樁的施工。施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪,復(fù)噴的噴漿量不得小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障原因,噴漿中斷時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄中在12小時(shí)內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施,并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi),補(bǔ)噴重疊段應(yīng)大于100cm,超過12小時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

  三、質(zhì)量檢驗(yàn)

 。ㄒ唬z驗(yàn)方法

  1.水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。檢驗(yàn)攪拌均勻性:用輕便觸探器中附帶的勺鉆,在攪拌樁身中心鉆孔,取出樁芯,觀察其顏色是否一致,是否存在水泥漿富集的“結(jié)核”或未被攪勻的土團(tuán)。觸探試驗(yàn):根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)(N10:從水泥土強(qiáng)度對(duì)比關(guān)系來看,當(dāng)樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時(shí),樁身強(qiáng)度已能滿足設(shè)計(jì)要求1或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時(shí),樁身強(qiáng)度也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。

  2.水泥攪拌樁成樁28天后,用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長(zhǎng)度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)指定相對(duì)均勻部位,送實(shí)驗(yàn)室做(3個(gè)一組)28天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),留一組試件做三個(gè)月齡期的無側(cè)限抗壓實(shí)驗(yàn),以測(cè)定樁身強(qiáng)度。鉆孔取芯頻率為1%~5%。

  3.如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測(cè)結(jié)果不合格率小于10%,則可認(rèn)為該段水泥攪拌樁整體滿足要求,如果不合格率大于10%小于20%時(shí),則應(yīng)在該段同等補(bǔ)樁,如果不合格率大于30%,則該段水泥攪拌樁為不合格。

  4.對(duì)攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。

  5.在特大橋橋臺(tái)或軟土層深厚的地方,或?qū)κ┕べ|(zhì)量有懷疑時(shí),可在成樁28天后,由監(jiān)理工程師隨機(jī)指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機(jī)抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%,且不得少于3根。試驗(yàn)用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計(jì)荷載的兩倍。

 。ǘ┯^察鑒定

  1.樁體圓勻,無縮頸和回陷現(xiàn)象。

  2.?dāng)嚢杈鶆颍w無松散。

  3.群樁樁頂齊,間距均勻。

  四、結(jié)語

  公路軟基處理屬于隱蔽工程,如施工質(zhì)量不好,一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋,便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此,緊抓施工環(huán)節(jié),嚴(yán)格施工過程的管理非常重要,只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。

  作者簡(jiǎn)介:梁萬連(1972-),男,廣西欽州人,廣西南寧新技術(shù)產(chǎn)業(yè)建設(shè)開發(fā)總公司市政工程部主任,工程師,研究方向:公路、橋梁、市政工程管理。

延伸閱讀:路段 公路 攪拌
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