淺談公路軟基水泥土攪拌樁施工及檢測(cè)方法

摘 要:介紹了水泥攪拌樁的施工工藝和檢測(cè)方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁 檢測(cè)方法 應(yīng)用

中圖分類號(hào):U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)10(c)-0121-01

1 工程概況

根據(jù)地質(zhì)資料，工程范圍內(nèi)土質(zhì)除局部有軟土段需要特殊處理外整體情況良好，土質(zhì)以細(xì)砂、中粗砂為主，均可作為路基的天然持力層。K4+340～K4+540.25段有不良土質(zhì)高液限粘土及有機(jī)質(zhì)粉砂需要特殊處理。該段地質(zhì)由于上部軟弱土厚度大，容許承載力低、壓縮性高，極限填土高度僅為1.16m，而該段設(shè)計(jì)路基填筑高度為4m左右，為防止路基施工后土層產(chǎn)生較大的不均勻沉降和施工期的路基穩(wěn)定性，應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理。由于該段軟土層厚2.5～3.1m，其上還分布有厚1.0～1.5m的粉砂硬殼層，采用換填則需開(kāi)挖3.5～5m，工程量大，因此設(shè)計(jì)采取了打設(shè)短的(6m長(zhǎng))的水泥攪拌樁加固地基的措施，樁位按正三角形布置，樁間距1.5m，樁徑0.5m。水泥攪拌樁單樁承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值分別為260kPa和180kPa。

2 水泥攪拌樁的施工

(1)水泥攪拌樁施工前，先通過(guò)試樁確定其施工工藝及施工過(guò)程中的質(zhì)量控制方法，從而確定施工中的最佳機(jī)具組合。通過(guò)檢測(cè)試樁的施工質(zhì)量來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證施工方案的可行性和有效性，從而指導(dǎo)大面積的施工。根據(jù)施工計(jì)劃要求，擬定試樁位置在K4+340起點(diǎn)段，試樁不少于3根，采用425#普通硅酸鹽水泥，摻入比不小于15%，水泥漿水灰比為0.45～0.55。試樁要確定的主要內(nèi)容如下:

①檢驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)的水泥土配合比是否適用于現(xiàn)場(chǎng)并確定施工方法。②水泥攪拌樁施工適用的機(jī)具及機(jī)具的各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)，滿足設(shè)計(jì)噴入量的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間內(nèi)噴入量等。③確定攪拌的均勻性及達(dá)到均勻性要求的各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)，如:攪拌的次數(shù)、速度等，根據(jù)工程地質(zhì)的情況，掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施。④確定施工組織方案及管理體系和人員安排等。⑤確定質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容、檢驗(yàn)的頻率及檢驗(yàn)方法。⑥確定試樁的檢驗(yàn)結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)施工工藝

①根據(jù)設(shè)計(jì)要求，測(cè)量放出樁位。②起重機(jī)(或塔架)懸吊攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位，對(duì)中，當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)使起吊設(shè)備保持水平。③制備水泥漿:按試驗(yàn)室確定的配合比拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中，制備好的水泥漿不得有離析現(xiàn)象，停置時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)，若停置的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不得使用。④預(yù)攪下沉:待攪拌機(jī)得冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，同時(shí)開(kāi)啟灰漿泵，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌以小于1.0m/min，轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/min的速度邊旋轉(zhuǎn)切土邊下沉邊噴漿，噴漿時(shí)管道壓力為0.4～0.6MPa，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。⑤提升噴漿攪拌:為使攪拌樁端更好地與土層結(jié)合，攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，噴漿坐底30秒以上，然后邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，提升時(shí)嚴(yán)格控制攪拌機(jī)以1.0m/min，轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/min的速度。至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上50cm，當(dāng)灰漿到達(dá)出口后應(yīng)原位噴射攪拌30秒鐘。⑥重復(fù)上、下攪拌:為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面。

3 水泥攪拌樁施工的注意事項(xiàng)

(1)成樁工藝試驗(yàn)樁根數(shù)不宜少于3根，成樁7天后，進(jìn)行開(kāi)挖檢查，用目測(cè)法檢查樁體成型情況及攪拌均勻程度，檢查深度為0.5～1.0m。成樁28天后，鉆孔取芯進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，在確認(rèn)施工工藝滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)方為試樁成功，可進(jìn)行大面積施工。

(2)施工前，應(yīng)根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)，作好標(biāo)定，便于控制;還應(yīng)丈量鉆桿長(zhǎng)度作標(biāo)志，以便掌握鉆桿鉆入深度、攪拌深度，保證設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。

(3)施工中如發(fā)現(xiàn)攪拌鉆頭和水泥土產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)的“抱球”現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)改進(jìn)葉片角度，防止攪拌不良。

(4)嚴(yán)格控制噴漿及停漿時(shí)間，確保每根樁長(zhǎng)度。每根樁施工完成后，應(yīng)及時(shí)檢查漿噴入量。如發(fā)現(xiàn)噴漿不足或中斷，應(yīng)詳細(xì)記錄樁號(hào)、位置;及時(shí)分析產(chǎn)生原因及采取的補(bǔ)救措施。

(5)水泥攪拌樁施工完畢養(yǎng)護(hù)28天，經(jīng)檢測(cè)、驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行下一道工序的施工。

4 水泥土攪拌樁檢測(cè)方法及過(guò)程

4.1 挖樁檢查法

挖樁檢查法是目前軟基設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的方法，在成樁7天內(nèi)，以2%的檢測(cè)頻率，將樁體開(kāi)挖0.5～1.0m，目測(cè)檢查樁體成型情況，要求樁體是否圓勻，有無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象;漿體攪拌是否均勻，凝結(jié)體有無(wú)松散;群樁樁頂是否平齊，間距是否均勻。

4.2 鉆孔取芯法

鉆孔取芯試驗(yàn)可以較全面的反映樁身材料的密度、樁身的連續(xù)性、樁身物理尺寸等完整樁身質(zhì)量的主要信息，能準(zhǔn)確可靠的評(píng)價(jià)樁身的質(zhì)量。

(1)噴漿樁鉆孔取芯法的注意事項(xiàng):取芯時(shí)間:一般為28d;取芯位置:沿著樁1/4軸線垂直鉆進(jìn);鉆頭類型:采用金剛石合金鉆頭，鉆頭直徑80-100mm;鉆進(jìn)方法:采用沖水循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn);每次進(jìn)尺控制在1.0-1.5m以內(nèi)。

(2)鉆孔取芯法應(yīng)描述的內(nèi)容:樁號(hào)、成樁日期、檢測(cè)日期、檢測(cè)部位、設(shè)計(jì)噴漿量、巖芯顏色、噴漿均勻程度、膠結(jié)程度、有無(wú)斷樁、縮徑、巖芯狀態(tài)(長(zhǎng)柱狀、短柱狀、塑性體或散體碎塊)等巖芯采取率、標(biāo)貫擊數(shù)。

4.3 輕型動(dòng)力觸探法

在成樁3天以內(nèi)可采用輕型動(dòng)力觸探檢測(cè)樁的強(qiáng)度。利用輕型動(dòng)力觸探法檢測(cè)漿噴樁比較簡(jiǎn)單，一方面能初測(cè)預(yù)估噴漿有效樁身強(qiáng)度，另一方面又能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)天然地基及樁身強(qiáng)度的對(duì)比，確定噴漿樁處理地基的效果。但是不足的是，觸探深度不超過(guò)6m，在地質(zhì)情況較好如淤泥夾砂或填砂路處，噴漿樁樁頭得強(qiáng)度大，利用輕便觸探較困難，而且從噴漿樁本身來(lái)講，觸探范圍有限(中心大約有一個(gè)10cm左右的范圍)，如遇噴漿量不均勻、則強(qiáng)度強(qiáng)弱不一，反之，強(qiáng)度高會(huì)使觸探向弱方向偏移，導(dǎo)致人為判斷錯(cuò)誤。

4.4 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度法

在成樁28天后，在室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)儀上，對(duì)原狀水泥土進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試，同時(shí)測(cè)定其變形指標(biāo)。另外，在現(xiàn)場(chǎng)也可采用壓樁法檢測(cè)噴漿樁的強(qiáng)度，壓樁法是把樁體挖開(kāi)2m，在0.5m、1.0m、1.5m處分別切割三個(gè)試件，試件直徑500mm、高500mm，要求切的比較完整，個(gè)別不完整的面要求用水泥漿補(bǔ)平，然后再現(xiàn)場(chǎng)用加壓設(shè)備將試件壓壞，測(cè)得樁體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)水泥土攪拌樁在公路軟基處理中的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)水泥土攪拌樁的施工工藝及檢測(cè)方法作了簡(jiǎn)要的介紹，經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，得出如下結(jié)論:

(1)水泥土攪拌樁在地基加固過(guò)程中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)環(huán)境污染，對(duì)軟土地基無(wú)側(cè)向擠壓，適用于不良高液限粘土、有機(jī)質(zhì)粉砂及素填土。

(2)水泥土攪拌樁施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工期較短，造價(jià)低廉，效益顯著。適合于公路軟基處理的要求，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

(3)水泥攪拌樁在大面積施工前，應(yīng)通過(guò)試樁來(lái)確定施工中的最佳機(jī)具組合及最佳的施工方案。

(4)施工過(guò)程的管理和質(zhì)量控制非常重要，水泥攪拌樁軟基處理屬于隱蔽工程，因此，應(yīng)緊抓施工環(huán)節(jié)。