龐榮珍
(湛江市公路管理局直屬分局,廣東 湛江 524000)
水泥攪拌樁是我國在20世紀發展起來的地基處理新技術,它通過特制的深層攪拌機械在地層深部就地將軟土和水泥強制拌和,使軟土硬結而提高地基強度,過去多應用于房屋建筑施工,近幾年發展到公路施工中。該方法能提高路基承載能力,減少路堤沉降,因為水泥攪拌樁的施工質量將直接影響到加固的效果,所以本文就如何保證水泥攪拌樁的施工質量提出相關建議。
水泥采用不低于32.5級的礦渣水泥,也可采用硅酸鹽水泥。對進場的同廠家、同品質、同編號、同生產日期的水泥以200 t為一檢驗批,按有關的檢驗方法做膠砂強度、安定性、細度、凝結時間等試驗,合格方可使用;同時,受潮結塊的水泥不允許使用。出廠時間超過3個月的水泥使用前必須重新試驗。
摻入水泥量應大于加固土體質量的12%~15%,水灰比為0.5,用天然含水的加固土(應加固的軟土或弱土)制備規格為7.07 cm的立方體試件,在標準養生條件下養護,并進行7 d、14 d、28 d無側限抗壓強度檢驗。對加固軟(弱)土層應檢測含水量及有機質含量,制備試件用的水泥漿應測其稠度和比重。
工前各作業點必須繪制樁位平面布置圖并編號,注明該段落加固深度,然后現場進行放樣定位,并對行、排位置線在施工范圍外設醒目的固定樁,經監理審核認可后再進行施工。
調查、了解各工地施工范圍內的地上、地下管線及其他設施并繪于平面布置圖上,及早辦理拆遷,以免影響正常施工而造成嚴重后果。
設備可選用ST-1型、PS-5型深層攪拌機,每臺攪拌機必須配備注漿自動記錄設備,并能打印出相關數據以避免受人為因素影響。水泥漿制備必須采用機械拌和,通過計算和試驗確定輸漿泵輸漿量和水泥漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間。
在水泥攪拌樁正式開工前,每個作業段(作業隊)應根據地質情況選取代表作業點,做不少于5根工藝試樁,以便取得符合設計要求的工藝控制數據,其中包括制漿工藝、水灰比、注漿壓力、鉆具鉆進速度、提升速度、提升時鉆頭反轉速度、攪拌遍數、復拌深度、單位時間注漿量、每延米注漿量等數據,并經質量檢驗合格后,寫出試樁總結報告,報監理工程師批準后,方能正式開工。取得的各項數據,經監理工程師審批后,可作為施工控制依據和操作規程。在工藝性試樁開工前至少7 d,施工單位應編制施工方案,按程序報監理審批,內容包括上述的準備工作及施工工藝、質保措施、施工設備和人員、安全環保措施等。
工藝流程為:地上地下清障→地面整平→測定樁位→攪拌樁機定位調平→攪拌樁頭下沉至設計深度→配制水泥漿→邊噴漿邊攪拌并提升鉆頭至預定的停漿面→重復攪拌下沉至設計加固深度→提升攪拌(或噴漿)至預定的停漿面→重復攪拌下沉至設計加固深度→提升攪拌至預定的停漿面→關閉攪拌機、清洗并檢修鉆具→移至下一根樁位。
施工工藝質量控制要點如下:
(1)水泥攪拌樁樁位偏差應控制在5~10 cm之間,樁身垂直偏差不超過1.5%,施工中應對樁機的定位及垂直度進行認真檢查并填寫檢查記錄表。
(2)水泥攪拌機的噴漿提升速度、攪拌次數、噴漿壓力等必須符合試樁工藝要求,并由專人檢查、如實記錄;當因故停止噴漿時,應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5 m處,待恢復供漿時再噴漿攪拌提升,并在記錄中記明這種異常情況及其深度;鉆進攪拌速度一般不得大于0.8 m/min,提升攪拌速度一般不得大于0.5 m/min。
(3)攪拌機預攪下沉時不宜沖水,當遇到硬土層攪拌下沉太慢時,經旁站監理認可后,方可適量加水,但沖水對樁身強度有較大影響,應加大噴漿量,增加復攪遍數。
(4)水泥漿必須使用機械拌制,拌和時間不少于3 min,用比重計測其比重,并檢測稠度,且應過篩,不得產生離析;比重、稠度檢測樣品應與強度試驗制備試件時一致;拌制水泥漿的罐數、水泥和外摻劑用量及泵送漿的時間、壓力必須由專人記錄;泵送必須連續,且噴漿量及攪拌深度必須采用經國家計量部門認證的監測儀進行自動記錄并打印,施工完成后附在施工原始記錄后面。
(5)當水泥漿到達噴漿口后,應噴漿攪拌30 s,將水泥漿與樁端土充分攪拌后,再提升攪頭,同時進行噴漿、提升和旋轉攪拌,攪頭提升到原地面下30~50 cm時,不停漿原地攪拌30 s再下沉攪拌。
(6)所有的施工原始記錄必須由專人逐樁現場認真填寫,不允許后補,施工時監理應全過程旁站,所有原始記錄必須經旁站監理當日簽認;當發現弄虛作假者,除對現場負責人嚴肅處理外,其當日施工的攪拌樁記為不合格工程,應重新補樁。
(7)水泥漿拌制數量要滿足單樁拌和總量的需求,應均勻噴漿并一次用完,不得剩余,不足者可以補量但不予計量。
(8)單樁水泥劑量和拌和均勻性必須嚴控,同時進行各作業點的進場水泥總量控制也是有效的辦法,可實行雙控。
(9)為切實保證水泥劑量的準確性,各作業點應視土質變化情況分別取樣,或適當增加土樣進行濕容重試驗;取樣深度在表層下1.0 m或更深,用環刀法取3處做試驗并取其平均值。
水泥攪拌樁的質量控制應貫穿于施工的全過程,施工質檢人員、現場監理必須嚴格控制施工工藝。施工中要隨時檢查施工記錄的水泥劑量情況,并依照施工工藝對每根樁進行質量評價。檢查重點是水泥用量、水泥漿稠度及比重、樁長、攪拌頭轉數和提升速度、噴漿壓力、噴漿時間、復攪次數和復攪深度及停漿處理方法等。水泥攪拌樁施工質量檢驗步驟如下:
(1)在成樁3 d內,用輕便動力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性,檢查頻率一般為每工點施工總樁數的1%,且不少于3根。
(2)成樁7 d后,采用淺層開挖樁頭目測檢查攪拌的均勻性、整體性及外觀質量,并測量成樁直徑。開挖深度為停漿面以下1.5 m處,檢查頻率為作業點總樁數的5%。
(3)在成樁28 d后,鉆芯取樣做無側限抗壓強度試驗,每根樁取3處,即距樁頂及樁底1.0 m各取一處,樁中間取一處,每處取2個試件。檢驗頻率為每作業點總樁數的0.3%,且不少于1根樁,同時從鉆取的芯樣中檢查攪拌均勻性、樁長及樁底是否穿過軟土層。
(4)在成樁28 d后,對單樁承載力及復合地基承載力進行檢測。檢測頻率為每施工段樁總數的0.5%,且不少于2根樁。
各項目可根據規范明確更適合自身的檢測頻率、技術指標、施工工藝和檢驗標準,但最好是采用試樁所提供的這些內容。
總之,水泥攪拌樁作為基礎工程,其質量好壞直接影響到上部結構物的質量,因此我們要加大控制力度,嚴格各施工參數、施工工藝及施工工序,按施工組織設計方案、設計技術參數、技術規范及技術規程要求施工,并逐步進行質量檢測監控、對比,這樣才能使樁身質量得到進一步的保證。