摘 要 隨著社會經濟的快速發展,公路、鐵路等重要交通媒介在大量建設。我國幅員遼闊,地形、土地質量也不盡相同,許多地方的土壤為淤泥或者淤泥性粘土,這種土質為軟土,另外在沿海地區,也多為軟土。軟土承載性差,不適合直接在其上鋪設公路、鐵路,本文就如何用水泥樁作為地基加固軟土做了簡要分析。
關鍵詞 水泥樁 軟土地基 施工技術 研究 分析
一、引言
軟土里含水量大,排水能力低,固結緩慢,地基的穩定性很差,所以不適合直接作為公路、鐵路的地基。即使鋪設成功,維護需要的資金、人力也很巨大,而且由于路面不穩,極易出現路面斷裂的情況,對行車安全造成極大的隱患,是不可行的方法。近來,有許多對土地加樁的方法,通過對土地加樁達到樁體與樁間土共同形成復合地基的效果,增加土壤地基強度,從而符合施工要求,確保能夠鋪設公路、鐵路。本文重點探討水泥樁加固軟土地基的施工研究。
二、水泥樁概念簡述
水泥樁大致分為水泥砂漿樁和水泥粉噴樁,在加固軟土地基時,具體使用何種水泥樁,需要根據實際情況靈活選擇。
水泥砂漿樁的打樁方式是將配置好的漿液壓入高壓泵,在利用鉆機鉆進土地過程中,將漿液由高壓泵通過帶噴頭的鉆桿高速噴射出來,通過巨大能量充分攪拌破壞土體,凝固以后,就會在土中形成一道凝固的圓柱體,通過各個圓柱體與土壤的融合,從而達到使地基加固的效果。
水泥粉噴樁的打樁方式是利用水泥分體能夠吸收水分,固化土壤的特性,將水泥粉體作為固化劑,通過帶噴嘴的鉆機,在鉆地的同時將固化劑噴出,使固化劑與土壤發生物理化學反應,是軟土變硬,具有一定強度與穩定性的復合地基。樁與樁間土一起發生作用來提高軟土地基的穩定性。
三、施工材料
施工材料主要為水泥,可以根據實際情況加入煤灰等添加劑從而達到增強固化效果的作用,所用材料一定保證質量過關,一些過期、受潮或者質量不合格的材料堅決不能采用。
四、施工流程
1、施工準備
清理場地
施工之前應對施工場地進行充分、認真的清理、整平工作,雜草一律去除,如有裸露在地表之上的硬物也要及時挖出,并把地表整平。
布樁圖
要根據施工的設計圖紙畫出布樁圖。圖紙上應標明重要參數,例如引堤中心、堤基地寬限等,另外要對每個樁進行標號,并測量出設計樁長。
測量放樣
測量人員要根據施工的設計圖紙進行打樁樁位、原地面標高、孔口標高等指標的測量和放樣工作。
鉆機就位
在施工之前,應該把施工用鉆機準確定位,并進行固定、對口工作。鉆機不能傾斜,鉆管應垂直于鉆口,鉆口與鉆孔要確切對準,誤差不得超過50mm。另外還要在鉆管上標注鉆孔深度的標尺。
水泥砂漿的拌制
在攪拌桶里準備好清水,然后一邊攪拌一邊摻入水泥,待水泥攪拌均勻成為水泥漿后再逐漸加入添加劑,例如細砂,放入時盡量均勻。添加劑放置完全后,將新的水泥漿放入二次攪拌桶,再次攪拌。攪拌好的水泥漿就可以作為原料注入地下。應注意攪拌均勻,每次攪拌的時間不得少于一分鐘。
2、施工打樁
可用粉噴樁工藝也可用漿噴樁工藝打樁,此處以漿噴樁為例。
鉆機鉆進
前期把鉆機爭取安放在打樁地點,保證鉆機穩固,平整,鉆管與地面垂直,鉆孔與打樁口嚴格對實。然后啟動鉆機,使鉆管開始轉動,正向旋轉向地下鉆進,同時噴射出壓縮空氣,目的是使壓縮空氣對軟土產生沖擊,使軟土在原位按照原始設計被切割、破壞、攪拌,產生裂口,供鉆機鉆入。操作員要隨時關注電流表和氣壓表,嚴密監測其讀數的變化,同時判斷地層變化,做好記錄工作,最后設計出加固的深度。
提升
當鉆機在土壤中鉆夠深度后,就關閉噴氣閥門,啟動噴漿泵,開始噴漿。當噴漿一定時間后,把鉆頭反轉,一邊反轉一邊沿鉆孔向上提升。此時,在提升的過程中,水泥漿會跟隨鉆頭提升從鉆口噴出,被噴入已被攪動充分的土體中。這樣能保證水泥漿的漿滴與土粒充分的融合,直至鉆頭提升至樁頂為止。
復攪
為了達到軟土與水泥漿充分融合的效果。當鉆頭達到樁頂后,立即將鉆頭再次沉入樁底,再一次提升鉆頭,提升過程中充分拌漿,使水泥漿與土壤達到良好的融合度。樁體靠上部分,1/2~1/3的樁體部分一定要重復攪拌,進行二次噴漿。
出鉆
當復攪結束后,鉆頭達到樁頂時,暫時不要提出鉆頭,在繼續噴漿一段時間,大概20~25s后,關閉灰漿泵,鉆頭繼續在樁頂攪拌1分鐘,確保攪拌充分后,將鉆頭提升,拉出樁口,這時一根樁就做成,可以把鉆機移到下一個鉆口,進行下一個
當復攪提升至樁頂標高時,暫不提鉆,繼續噴漿20~25S,關閉灰漿泵,鉆頭在原位攪拌 1min,然后將鉆頭提出孔口,成樁結束。移機進行下一根樁的施工。
五、注意事項
在每根樁打完之后,要及時檢查鉆管里的水泥漿余量。如果出現余量不足,發現樁體的水泥漿量不足,或者打樁時機器出現故障,都要及時進行第二次的重復打樁。重復打樁時所用的水泥漿量應不少于設計用量。
要嚴格設計好鉆管下降和提升的速度,確保打樁時樁體的水泥漿量充足,嚴格杜絕鉆管下降和提升速度過快,更不能出現在沒有開始噴漿時就提升鉆管的情況。
打樁所用水泥漿一定要現做現用,要防止水泥漿制成之后放置過久,如果出現這種情況,要丟掉失效的水泥漿,重新配制。
六、小結
由于水泥樁的出現,更多的軟土地基能夠被加固,成為適合鋪設公路、鐵路的符合要求的地基。用水泥樁加固軟土地基的方法加上其他能夠加固軟土地基的方法都為我國的交通建設做出了貢獻,在方便了人們生活的同時,也促進了經濟發展。
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