公路工程水泥攪拌樁技術與質量控制分析

王留奇

摘要：本文詳細分析了公路工程中水泥攪拌樁的技術應用，并深入探討了質量控制方面內容，為保障公路工程的整體質量提供技術支撐。

關鍵詞：水泥攪拌樁；施工工藝；質量控制

中圖分類號U4 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0205-01

在對深層軟基處理時，通過水泥攪拌樁技術能夠有效起到地基加固的作用。它的原理是將水泥漿、水泥粉體等固化劑通過壓縮空氣噴入軟基中，然后利用攪拌機械強制攪拌軟土和固化劑，讓軟土形成較大強度的樁體，最終變為復合地基，起到良好的加固效果。我國現在應用的這種水泥攪拌樁技術是80年代從瑞典等國家引進而來，現如今常常在淤泥加固、含水量較高的粘土、粉土中使用，它在道路建設、房屋建筑等領域應用的比較廣泛。

1.水泥攪拌樁的原理

水泥攪拌樁其實就是水泥和泥土經過攪拌發生了物理化學反應，最終形成水泥土。攪拌時，與混凝土硬化原理相比，水泥的化學反應明顯有所不同。混凝土想要提升軟基承載力，需要使骨料和水泥在水解的過程中快速凝結，它具體的辦法是調整級配。但是水泥攪拌樁恰恰相反，水泥攪拌樁的反應相對比較緩慢，它使水泥在水解和水化反應中的介質變成了泥土，反應原理更加復雜，最終導致混凝土的強度增長要快于水泥攪拌樁，但當其在一定時間內形成水泥固結體時，地基強度會大幅提升，軟土層的承載力也要比混凝土軟基處理后的效果要高的多。

2.水泥攪拌樁施工準備

1）施工人員配備。根據技術工作的需求，及時組織相關技術人員，要求選配的管理人員、技術人員和監督人員都具有較強的責任心，能夠擔起各自的職責，而且現場施工經驗比較豐富，確保持證上崗。

2）施工機械選配。在選用施工使用的水泥和加固劑等原材料時，需要按照設計方案的要求及施工規范，對水泥的安定性和強度進行試驗，對加固劑的凝結時間及細數指標進行了解，只有各項指標達到要求以后才可以投入使用。

3）施工材料準備。在對攪拌樁的測試過程中，需要按照其對樁體混合料進行室內比試驗，并根據強度需求進行成樁試驗。通過室內試驗，我們可以水泥的摻入量和水灰比控制在最佳狀態下，從而確保樁身無側限抗壓強度能夠滿足設計需求，在90d齡期下依然大于2.0kPa。在室內進行配方試驗，采用32.5級普通硅酸鹽水泥，采用水泥摻入量為被加固濕土重量的15%～20%，水灰比控制在大于0.45且小于0.55之間，使強度滿足設計要求。

3.水泥攪拌樁施工工藝

1）測量放樣。按照設計需求，通過全站儀對施工現場進行放羊測量，隨后根據樁位的定點布設具體的樁位，我們在對控制樁進行設置時，必須放置明顯的標示，而且施工單位還需要定期查看標示狀況；2）拌制水泥漿。在對水泥漿進行拌制以前，首先要按照先關要求確定其配合比，對水泥、外加劑、摻和料等材料的使用數量進行嚴格控制。通過前期的室內試驗準確確定混合料的攪拌時間，使混合料達到均勻攪拌，不允許出現團塊情況。當初凝現象在水泥漿攪拌過程中出現，則不允許施工使用。我們在對水泥漿控制上，使攪拌量大于每根樁水泥用量；3）安裝施工機械。在將攪拌樁機運送至施工現場后，進行施工時需要由專業人員操作。在對樁機進行移動以前，需要詳細觀測施工現場的具體情況，與此同時，通過吊錘對鉆桿和地面的垂直程度，適當調整鉆機，確保其誤差小于百分之一。我們需要將長度標記畫在樁機架子上，具體長度按米計算，更加方面觀測和記錄鉆桿的入土深度，根據規定，攪拌樁不得小于樁長；4）攪拌噴漿。一是開啟鉆機，確保鉆機鉆桿的攪拌切土作業能夠沿著導向架向下進行，在攪拌切土過程中保持勻速作業，并且中間不得停斷；二是開啟送漿泵，在土體內部不斷的噴射水泥漿，這個時候施工需按照正、反兩個方向施工，并采取雙軸多層葉片旋轉，保證攪拌深入達到設計的需求。在滿足設計要求后，將樁端的持續攪拌噴漿在原有地面持續進行，攪拌時間要大于30s，且保持其勻速性；5）提升攪拌。在公路工程中提升水泥攪拌機時，我們可以通過水泥攪拌機提升與噴漿作業同步進行，從而避免堵塞噴漿口。提升攪拌機時，提升速度必須小于每小時50cm，并將噴漿量的范圍控制在總噴漿量的8%左右。當提升到達樁頂后，攪拌時間不得低于2min，然后將攪拌機關閉，并進行移位；6）清潔設備。當一根樁體完成后，需要加入一些清水在料斗中，同時將灰漿泵開啟，將管道內的殘漿清理干凈，保持設備清潔。隨后清洗鉆頭，移至下一個樁位處。

4.水泥攪拌樁施工質量控制

1）準確確定持力層。通常情況下，樁體進入持力層的最佳深度可以控制在五十厘米，超過這個深度的話會造成以下幾點危害：一是較大的底部壓力會導致水泥漿得不到滲入，下面部分成樁困難，最終使樁體的長度達不到要求；二是因灰巖和頁巖受到長時間風化，地質相對較硬，給帶漿下鉆帶來很大難度，底部土體不容易被伴碎，同時容易使樁內的土體受到積壓，導致樁內的水泥發生外溢或掉樁頭現象發生；三是在提升水泥攪拌機時，一般采取的是邊提升變噴漿，假如進入持力層較深的話，我們只有通過持續噴漿來避免下鉆堵管。但是底部異常緩慢的下鉆速度會導致底部使用過多的水泥量，最終形成水泥漿頂著鉆桿大量溢出地表，而且將樁體的施工時間直接縮短；2）保證樁體垂直度。在施工過程中，我們一定要將垂球懸掛吊掛在樁機架的正面和側面，避免在施工時發生傾斜現象，導致樁體檢測不到底的現象在成樁檢測中發生；3）使水泥漿配合比達到要求。施工過程中，我們需要使用足量的水泥漿以滿足水泥漿配合比的要求，同時為了方便現場操作和現場監督，假如施工成統一長度的水泥攪拌樁時，可以通過一次或二次拌制完成單根樁體的所需要的水泥漿；4）確保樁體攪拌均勻性。為保證樁體能夠得到均勻持續的噴漿和攪拌，施工時每米的施工時間必須嚴格按照成樁試驗的參數進行設定，使樁體質量得到保障；5）嚴格二噴四攪工藝。我們第一次下鉆可帶漿下鉆，防止發生堵管現象，但噴漿量不得大于總量的一半，且不允許帶水下鉆，應按照試驗參數嚴格控制下鉆或提鉆的速度和噴漿壓力，將噴漿和停漿的時間控制好，我們需要在開鉆后對每根樁進行連續作業，中間不得停止，不允許在尚未噴漿時提升鉆桿；6）控制好噴漿時間。施工過程中，需要將噴漿和停漿的時間控制好，不允許使用超過2個小時的漿液。在每根樁開始施工后，必須保持作業的連續性，不允許中途停止。在沒有進行噴漿時，不允許提升鉆桿。儲漿灌內的水泥漿儲存量需要必須超過一根樁用量的50kg。如果儲量不足，不允許繼續作業；7）控制好噴漿量。在施工過程中，當出現噴漿量不足的情況時，需要根據管理人員要求整樁復攪。復攪時，所用噴漿量必須大于設計用量。假如出現機械故障或停電等意外情況導致施工中斷時，需要將中斷深入進行及時記錄，并在12小時以為進行補噴處理，且在施工記、、錄內登記補噴情況。補噴重疊段不得小于1m，假如超過12h，必須進行補樁；8）施工人員相互配合。攪拌施工人員必須密切聯系樁機操作任何與，確保施工過程中能夠連續供漿。當出現異常情況無法噴漿時，需要及時與樁機操作人員溝通，并可以將攪拌機頭下沉至停漿位置以下50cm來避免斷樁。再次噴漿作業必須等到供漿恢復時。如果停機時間大于3個小時，我們需要通過拆卸清洗輸漿管來避免漿液結硬堵管；9）認真填寫施工記錄。管理人員需要將施工樁號、天氣情況、噴漿深度、施工作業壓力、鉆機轉速等原始施工記錄進行認真填寫，為今后公路維護提供依據。

5.結論

綜上所述，公路工程水泥攪拌樁技術施工相對比較復雜，但它是道路施工的基礎工程，對公路質量產生直接影響。所以在施工過程中，需要將每根樁的質量控制好，緊抓每一個施工環境，監控每一個操作細節，嚴格把握水泥攪拌樁施工的工藝、技術和質量，為公路工程整體目標的完成提供保證。