水泥攪拌樁在公路軟基加固施工中的應(yīng)用

李 芳

洛陽(yáng)市嵩縣農(nóng)村公路管理所

水泥攪拌樁在公路軟基加固施工中的應(yīng)用

李 芳

洛陽(yáng)市嵩縣農(nóng)村公路管理所

軟土地基作為公路工程施工中的重要病害問(wèn)題之一，施工企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地質(zhì)等條件，選擇與之相適應(yīng)的處理技術(shù)。水泥攪拌樁技術(shù)水平的高低與工程的整體質(zhì)量密切相關(guān)，為防止在軟基施工中出現(xiàn)任何安全事故，相關(guān)部門(mén)及施工企業(yè)必須重視軟基處理施工準(zhǔn)備工作，為工程整體質(zhì)量目標(biāo)的完成提供保證。

水泥攪拌樁；軟土地基；施工

在公路工程的施工過(guò)程中，經(jīng)常遇會(huì)到軟土地基，若不進(jìn)行人工固化，會(huì)影響工程質(zhì)量。軟土地基處理有許多方法，最常用的是水泥攪拌樁加固施工方法，它具有操作簡(jiǎn)單，施工速，擾動(dòng)小等特點(diǎn)，可以很好的提高軟土地基的穩(wěn)定性。在公路軟土路基施工中，一般情況下地下水位較高，會(huì)存在大量的軟土地基，為為了保證施工進(jìn)度，增強(qiáng)施工后地基的承載力和穩(wěn)定性，減少施工后地基沉降等問(wèn)題的出現(xiàn)，一般選擇對(duì)施工路基做水泥攪拌樁加固處理的方法。

一、公路軟基加固施工中水泥攪拌樁的施工工藝

1.1配合比試驗(yàn)

選取施工現(xiàn)場(chǎng)樣土和擾動(dòng)樣土，送至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做配合比試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)土樣的含水量、孔隙率以及有機(jī)質(zhì)的含量，確定要使用的水灰比、外加劑類(lèi)型、水泥摻入量。試驗(yàn)設(shè)備采用的是土工試驗(yàn)和砂漿混凝土實(shí)驗(yàn)儀器，室內(nèi)制作試件尺寸邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體試塊，放置在標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，進(jìn)行不同齡期的養(yǎng)護(hù)。用控制應(yīng)力的試驗(yàn)方法測(cè)試抗壓強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)試件每組不少于3個(gè)，還要考慮室內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下配合比與現(xiàn)場(chǎng)施工條件的差異。

1.2成樁試驗(yàn)

成樁試驗(yàn)應(yīng)該選擇在具有代表性的地段，現(xiàn)場(chǎng)成樁試驗(yàn)，選取試驗(yàn)的樁數(shù)量不能少于3根。試驗(yàn)成樁完成后，要檢查樁身水泥土的密實(shí)度、強(qiáng)度。最后根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)情況，最終確定加入固化劑的摻入比、鉆進(jìn)的速度、提升的速度、噴漿時(shí)壓力、單位時(shí)間內(nèi)噴漿量及攪拌次數(shù)等施工參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)束后，監(jiān)理確認(rèn)各種數(shù)據(jù)后才能正式施工。

1.3施工流程及控制要點(diǎn)

水泥攪拌樁施工過(guò)程包括：場(chǎng)地的平整，施工放樣，定樁位，檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)，正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，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。

1.4.場(chǎng)地的平整

清理施工現(xiàn)場(chǎng)表面的雜草、雜物，遇到地勢(shì)低洼的地段，可以采用回填黏性土的方法，并進(jìn)行夯實(shí)，以滿(mǎn)足樁機(jī)行走時(shí)對(duì)路面地基承載力的要求。對(duì)于水田地段，排水疏干后，還要清表0.3—0.5m，將原來(lái)地面做成4%的橫坡，并在路基兩側(cè)開(kāi)挖邊溝。

1.5樁位測(cè)量放樣

遵循圖紙要求利用全站儀進(jìn)行準(zhǔn)確放樣測(cè)量，嚴(yán)格按照樁位進(jìn)行具體樁位的布設(shè)，要求控制樁必須進(jìn)行明顯標(biāo)志的設(shè)置，同時(shí)施工人員必須定期進(jìn)行復(fù)核。

1.6水泥漿拌制

遵循設(shè)計(jì)規(guī)定確定水泥漿配合比，嚴(yán)格計(jì)量水泥、外加劑、摻合料等材料的用量。通過(guò)工藝性試驗(yàn)對(duì)混合料攪拌時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確確定，確保攪拌的均勻度， 不能出現(xiàn)團(tuán)塊現(xiàn)象。如水泥漿出現(xiàn)初凝情況，則不能用于施工。水泥漿攪拌量應(yīng)稍多于每根樁的水泥用量。

1.7水泥攪拌機(jī)械安裝、就位

攪拌樁機(jī)就位后，應(yīng)由相關(guān)人員進(jìn)行施工，在移動(dòng)樁機(jī)前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，同時(shí)利用吊錘對(duì)鉆桿和地面的垂直角度進(jìn)行檢測(cè)與適當(dāng)調(diào)整，并將其誤差控制在1%以下。以米為單位在樁機(jī)架上畫(huà)出長(zhǎng)度標(biāo)記，為鉆桿入土后鉆桿鉆進(jìn)深度的觀測(cè)與記錄提供便利， 按照施工要求， 攪拌樁長(zhǎng)應(yīng)大于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。

1.8攪拌、噴漿

首先將鉆機(jī)開(kāi)啟，使鉆機(jī)鉆桿能順著導(dǎo)向架向下進(jìn)行攪拌切土作業(yè)，維持其速度的均勻性及持續(xù)性。并將送漿泵啟動(dòng)，不斷將水泥漿噴射到土體內(nèi)部，這個(gè)過(guò)程中應(yīng)按照正、反兩個(gè)方向進(jìn)行雙軸多層葉片的旋轉(zhuǎn)，其攪拌深度要符合設(shè)計(jì)要求。在達(dá)到施工深度要求后，在原有地面進(jìn)行樁端持續(xù)攪拌噴漿作業(yè)，攪拌時(shí)間超過(guò)30s并進(jìn)行均勻攪拌。

1.9提升攪拌

在公路工程軟基處理中提升水泥攪拌機(jī)時(shí)，為防止噴漿口被堵塞，應(yīng)邊提升水泥攪拌機(jī)邊進(jìn)行噴漿作業(yè)，與此同時(shí)，正、反方向旋轉(zhuǎn)攪拌樁機(jī)鉆桿上葉并持續(xù)進(jìn)行水泥漿攪拌作業(yè)。提升水泥攪拌樁機(jī)時(shí)，其噴漿量應(yīng)控制在總噴漿量5%～10%的范圍內(nèi)。當(dāng)攪拌機(jī)提升高度達(dá)到樁頂后，確保其攪拌時(shí)間在2min以上，隨后關(guān)閉攪拌機(jī)并移位。關(guān)閉攪拌機(jī)機(jī)械，移位。

1.10檢測(cè)

①輕便觸探法主要應(yīng)用于成樁7d樁體質(zhì)量的檢測(cè)。選用帶有勺鉆的輕便觸探器，在樁體中間位置進(jìn)行鉆孔取樣施工，對(duì)其顏色的具體情況進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)土的攪拌均勻度進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。在輕便觸探擊數(shù)和水泥土強(qiáng)度作用下，對(duì)樁體強(qiáng)度進(jìn)行檢查。

②選用鉆芯取樣法在成樁28d后對(duì)樁體的完整性、均勻攪拌程度、樁體強(qiáng)度等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，一般都會(huì)將鉆芯取樣頻率合理控制在1%～1.5%的范圍內(nèi)，樁徑500mm左右，最大不超過(guò)600mm，常選用等級(jí)強(qiáng)度為32.5或42.5的固化劑。

二、 公路軟基加固施工中水泥攪拌樁的質(zhì)量控制

2.1根據(jù)施工加固的深度，選擇合適的攪拌樁等機(jī)械設(shè)備，不準(zhǔn)使用沒(méi)有計(jì)量裝置的機(jī)械。不得使用受潮結(jié)塊材料和變質(zhì)過(guò)期的不合格加固料，必須使用滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的固化劑和外加劑，并具有質(zhì)量合格證，否則不能使用。采用從中間向四周或從一邊向另一邊推進(jìn)的攪拌樁施工順序。為保持有利于輸漿條件，在泵送漿液之前，要保持管道濕潤(rùn)，并應(yīng)派專(zhuān)人記錄施工過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)，如樁的水泥用量，送漿開(kāi)始、結(jié)束的時(shí)間。送漿過(guò)程必須連續(xù)進(jìn)行，不能間斷，漿液拌合均勻充分。

2.2施工中如發(fā)現(xiàn)噴漿量不夠，須按監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行整樁噴復(fù)攪，復(fù)噴用漿量大于施工前的設(shè)計(jì)用量。為了確保水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量，第一次提鉆噴漿，在樁底部時(shí)停留10s，這樣使?jié){液可以全部到達(dá)樁頂部。攪拌樁的樁頂在接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，要注意在樁距頂100-150cm范圍內(nèi)增加噴漿攪拌。攪拌樁機(jī)噴漿完成后，應(yīng)減速提升出地面，噴漿口到達(dá)樁頂高程，停止提升，進(jìn)行10-20s攪拌，使樁頭密實(shí)均勻。輸漿管若出現(xiàn)彎折、外壓或漏漿現(xiàn)象，及時(shí)檢查管道，清除管道外壓，對(duì)漏漿點(diǎn)及時(shí)補(bǔ)漏，無(wú)法補(bǔ)漏時(shí)采取停機(jī)換管措施。

2.3施工中，攪拌樁機(jī)的底盤(pán)要始終保持水平和導(dǎo)向架要始終保持垂直，垂直偏差必須小于1%，樁位的水平偏差小于50mm。施工按照設(shè)計(jì)的樁位、樁長(zhǎng)、樁數(shù)、噴漿量進(jìn)行。在施工過(guò)程中，施工人員要仔細(xì)填寫(xiě)原始記錄內(nèi)容，包括樁號(hào)、日期、天氣、噴漿深度、停漿高程、灰漿泵壓力、管道壓力、鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)速度、提升速度、漿液流量、外摻劑用量、復(fù)攪深度等。水泥攪拌樁路基段應(yīng)注意盡量安排提前施工，并觀測(cè)其沉降。

2.4當(dāng)遇到下沉困難、電流值高、電機(jī)跳閘等情況時(shí)，電壓低、土質(zhì)硬，阻力大可能是主要原因。此時(shí)可以采取調(diào)高使用電壓、適當(dāng)用水沖等辦法來(lái)處理。當(dāng)遇到粘性大的土質(zhì)、攪拌機(jī)的自重不夠時(shí)，這種情況可能會(huì)造成攪拌機(jī)不能下沉到設(shè)計(jì)的深度，解決此問(wèn)題可以采取增加攪拌機(jī)重量，設(shè)加壓裝置的方法。當(dāng)遇到投料量不精確、注漿泵漏漿、輸漿量偏差比較大的情況，會(huì)造成噴漿還沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)高程，泵中漿液已經(jīng)使用完，針對(duì)這種情況，我們要重新計(jì)算投料量、檢修或者更換漿泵、重新標(biāo)設(shè)定漿泵的輸漿量。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，軟土地基情況下，采用水泥攪拌樁加固的方法，是基于水泥對(duì)軟土加固作用的前提，但是目前這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展僅有十余年的光景，無(wú)論是在加固機(jī)理、設(shè)計(jì)計(jì)算方法或者施工工藝上，都存在不完善、不完備的地方，還有些處于半理論、半實(shí)踐的狀態(tài)，因此，我們應(yīng)從各方面重視水泥土樁的室內(nèi)外試驗(yàn)，以便為設(shè)計(jì)提供更為精確可靠的依據(jù)。水泥攪拌樁適用于加固、處理多種多樣的地質(zhì)情況，施工過(guò)程中水泥與樁四周土體一起形成復(fù)合型地基，達(dá)到增強(qiáng)地基承載力，避免地基沉降的目的。這種施工方法對(duì)周?chē)馏w造成的擾動(dòng)、振動(dòng)影響小，對(duì)周?chē)h(huán)境噪聲污染較小，具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］ 林慕清；試論水泥攪拌樁在公路軟基加固處理的應(yīng)用［J］；科學(xué)之友2011（02）

［2］ 李清彬；水泥攪拌樁在軟基施工中的應(yīng)用［J］；技術(shù)與市場(chǎng)2016（04）