水泥攪拌樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用

陳　龍

(中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢　430010)

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水泥攪拌樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用

陳龍

(中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢430010)

摘要：針對(duì)城市道路軟基處理工作，圍繞水泥攪拌樁這一常用的軟基處理方法，結(jié)合某城市主干道實(shí)例，在簡單介紹水泥攪拌樁原理與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)其應(yīng)用方式進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：城市道路；軟基處理；水泥攪拌樁；應(yīng)用方式

1工程概況

某城市主干道坐落于當(dāng)?shù)厣虡I(yè)投資區(qū)，道路有近一半處在海灘之上。該城市道路總長約7 km，寬度為68 m，為雙向八車道，按照城市快速路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速60 km/h，管線等附屬工程均一次到位。該道路路基回填高度為3.5 m，沿線設(shè)有一座大橋，大橋兩端回填高度較大，為6.0 m和7.7 m，由于道路有近一半處在海灘之上，所以存在一定范圍的軟基，為保證工程質(zhì)量，必須對(duì)其進(jìn)行有效處理。通過比選和綜合考慮，工程決定采取水泥攪拌樁法，全長約90萬m，攪拌樁樁長范圍為6.0～13.0 m。

2水泥攪拌樁具體應(yīng)用方式

2.1施工準(zhǔn)備

(1)場地布置

機(jī)具、建材進(jìn)入場地之前，應(yīng)先對(duì)場地進(jìn)行清潔，并敷設(shè)排水、配電線路，搭設(shè)水泥漿專用儲(chǔ)存棚與機(jī)具調(diào)試、安裝場地。實(shí)際工作中應(yīng)注意，制漿后臺(tái)離樁機(jī)的水平位移長度不能超出60 m限度，以此使注漿壓力始終維持在最佳水平(0.4～0.6 MPa)。

(2) 施工材料與機(jī)械設(shè)備

此次施工的主要材料為水泥，工程選用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥進(jìn)場后應(yīng)按照批號(hào)由廠家提供試驗(yàn)結(jié)果與合格證明；施工機(jī)具主要有：樁機(jī)、制漿機(jī)、壓漿機(jī)以及拌和機(jī)等，所有入場機(jī)具性能必須良好，儀表、刻度等均需校正完畢。

(3)配合比

依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)資料以及試樁文件，從道路中選出具有一定代表性的區(qū)域，由機(jī)械設(shè)備開挖取樣，取樣結(jié)束后使用密封桶保存樣品，送往試驗(yàn)室進(jìn)行針對(duì)性試驗(yàn)。

水泥試配過程中，工程擬定三種配比方案，將17.5%的摻入比作為標(biāo)準(zhǔn)，其余兩種方案為上下浮動(dòng)2%，即15.5%摻入比與19.5%摻入比。

(4)技術(shù)籌備

高程與平面的控制點(diǎn)均需布置完成且可靠。準(zhǔn)確標(biāo)明樁編號(hào)，算出樁位的具體坐標(biāo)，并對(duì)施工之前的地面高程實(shí)施測(cè)量。切實(shí)做好技術(shù)交底工作，確保所有施工人員都能掌握?qǐng)D紙含義。施工現(xiàn)場中的任何人員，包括技術(shù)、設(shè)備操作與管理人員均需對(duì)工藝方法進(jìn)行全面且細(xì)致的研究，尤其是各個(gè)工序之間的銜接必須要緊密、順暢。

2.2試樁試驗(yàn)

(1)試樁的主要目的

通過規(guī)范的試樁，可對(duì)配比與水灰比等重要參數(shù)進(jìn)行明確，并獲取水泥重度、密實(shí)度等相關(guān)指標(biāo)，包括攪拌的最佳次數(shù)、鉆速以及壓力，結(jié)合樁機(jī)儀表的顯示對(duì)當(dāng)前鉆進(jìn)的土層信息進(jìn)行判定，同時(shí)采取檢測(cè)方法得到施工數(shù)據(jù)，以此為后續(xù)正式施工提供可靠依據(jù)。

(2) 試樁部位

依據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果與設(shè)計(jì)方案，本次施工的有效處理深度為13 m，施工現(xiàn)場已基本完成準(zhǔn)備工作，取樣試驗(yàn)也在同區(qū)域執(zhí)行完畢，此路段具有相對(duì)較好的代表性，故在此區(qū)域?qū)嵤┰嚇对囼?yàn)。

(3) 技術(shù)參數(shù)

嚴(yán)格按照方案的要求開展試驗(yàn)，水灰比固定不變，以更改鉆速的方式形成不同的方案，通過一系列比對(duì)，水灰比應(yīng)準(zhǔn)確控制在0.45，此時(shí)比重計(jì)顯示數(shù)值1.81，噴漿壓力保持最佳狀態(tài)，電流大小40A，在深入地基持力層以后電流發(fā)生突變，變?yōu)?0A。基于此，工程采取“兩噴四攪”方法，三種配比方案對(duì)應(yīng)的鉆速信息如表1所示。

表1　三種配比方案對(duì)應(yīng)的鉆速信息

(4)試樁試驗(yàn)結(jié)果

每種配比方案分別選取9個(gè)試樁，并以28 d進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。通過檢測(cè)得知，三種方案的取芯強(qiáng)度都符合工程要求；單樁檢測(cè)結(jié)果為：15.5%配比方案實(shí)測(cè)值118 kN，低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2 kN；17.5%配比方案實(shí)測(cè)值169 kN，高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)49 kN；19.5%配比方案實(shí)測(cè)值181 kN，高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)61 kN；由此可看出，三種方案對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)值都符合工程要求。綜合分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過專家評(píng)審，17.5%配比方案最為適宜，既滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還能提供一定富余，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

2.3工藝方案與施工注意事項(xiàng)

(1)樁位放樣與樁機(jī)就位

通過計(jì)算得出各個(gè)樁體的實(shí)際坐標(biāo)，并使用全站儀放出軸線，并設(shè)置控制樁，以便于樁位校正和壞樁復(fù)原。使用石灰線連接中心，以起到保護(hù)作用，防止漏樁。

按照樁位置平移樁機(jī)至指定位置，嚴(yán)格控制導(dǎo)向架的垂直度，可采取雙向控制法，鉆機(jī)主軸的實(shí)際垂直偏差不得超過1.5%。結(jié)合吊錘偏移程度對(duì)攪拌軸的垂直度進(jìn)行測(cè)定。

(2)漿液制備

開展鉆進(jìn)攪拌施工前，后臺(tái)需先進(jìn)行漿液制備，將漿液注滿集料斗，在完全注滿以后即可進(jìn)行鉆進(jìn)與攪拌。單個(gè)樁的泥漿制備應(yīng)一次完成。

(3)樁長控制

實(shí)際的處理深度需要將穿透軟基到達(dá)硬層0.5 m處作為基本原則，施工現(xiàn)場需采取雙向控制技術(shù)，也就是基于地質(zhì)勘察資料與設(shè)計(jì)方案，根據(jù)電流的具體變化，判斷是否已經(jīng)穿透軟基層。通常而言，到達(dá)淤泥層時(shí)的電流大小為40 A，砂石層電流會(huì)上升至50 A，黏土層最高，可以達(dá)到60～70 A，此時(shí)表示已經(jīng)正式進(jìn)入相對(duì)硬層。

(4)成樁

如前所述，采取“兩噴四攪”的方法進(jìn)行施工，施工過程中應(yīng)對(duì)下鉆與提升速率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，具體控制標(biāo)準(zhǔn)需通過試樁試驗(yàn)得出。首先，開啟樁機(jī)，鉆頭以正向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，開始鉆進(jìn)施工，鉆速為1.0 m/min，為有效避免壓漿口堵塞，在鉆進(jìn)的同時(shí)可以進(jìn)行噴漿，并適當(dāng)減小負(fù)載扭矩，保證整個(gè)鉆進(jìn)過程的流暢性。鉆頭在到達(dá)指定深度以后，由后臺(tái)進(jìn)行持續(xù)送漿，并反復(fù)攪拌30 s，保證底層含有充足的漿液；提升噴漿，提升速率控制在0.8 m/min左右，一直提升到整平高程下方約0.3 m處，再次反復(fù)攪拌30 s，以此有效提升樁頭的質(zhì)量。反復(fù)攪拌的過程中進(jìn)行下沉和噴漿，深入至指定深度以后結(jié)束噴漿，反復(fù)攪拌同時(shí)提升，一直延續(xù)至地表，至此完成單根成樁。

3結(jié)束語

本城市道路軟基處理取得了成功，說明水泥攪拌樁的合理應(yīng)用可以極大的降低地基沉降，并有效提升地基的承載能力與穩(wěn)定性，此外還可以充分利用天然地基，對(duì)于城市道路建設(shè)有著十分重要的作用和意義。

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收稿日期：2016-03-01

作者簡介：陳龍(1983-)，男，湖北武漢人，中級(jí)工程師，研究方向：道路工程。

中圖分類號(hào)：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0035-01