水泥攪拌樁加固公路工程軟土地基應(yīng)用研究

曹家丕+李志鵬

摘 要： 水泥攪拌樁復(fù)合地基作為一種有效的地基處理方法，在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，攪拌樁施工工藝不斷得到改進(jìn)，攪拌樁因其施工簡(jiǎn)單、工期短、投資少、噪音低且施工質(zhì)量較易可靠，在我國(guó)軟土地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用及推廣。為此，本文在充分了解軟土概況的基礎(chǔ)上，對(duì)公路工程軟土地基水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 水泥攪拌樁；公路工程；軟土地基

一、軟土的概況

從廣義上說(shuō)，軟土就是低強(qiáng)度、高壓縮性的軟弱土層。路基修筑在軟土地基上，常常會(huì)出現(xiàn)路基失穩(wěn)或沉陷過(guò)度等情況，基于此必須對(duì)軟土路基進(jìn)行加固處理，只有這樣才能避免損壞公路等情況的發(fā)生。一般都會(huì)將淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土歸為軟土。軟土具有天然含水率高、孔隙比大等特點(diǎn)。其含水量通常都在34%到72%之間，孔隙比也在1.0到1.9的范圍內(nèi)，飽和度通常在95%以上，液限主要為35%到60%的范圍。作為公路工程施工及使用過(guò)程中最常見(jiàn)的一項(xiàng)質(zhì)量問(wèn)題，軟土施工難度較大。造成公路工程損壞的因素較多，這主要包含多方面原因，如材料、設(shè)計(jì)及管理等，軟土路基施工不當(dāng)也會(huì)對(duì)工程安全造成極大的威脅。在公路工程施工中，軟土施工是具有實(shí)用性的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)水利工程的使用性能及使用年限將起到關(guān)鍵性的作用，甚至?xí)斐蓸O大的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。做好軟土處理工作是確保公路工程施工質(zhì)量的重要保障，在公路程施工中，要求該工程具有良好地承載力、穩(wěn)定性，還必須具有較高的強(qiáng)度。與此同時(shí)，在軟基施工過(guò)程中中如發(fā)現(xiàn)路基不穩(wěn)等情況，必須根據(jù)具體施工情況，選用科學(xué)有效地施工方式進(jìn)行處理。如處理不當(dāng)，將嚴(yán)重影響到國(guó)家及人民的切身利益，甚至造成極大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。由此可見(jiàn)，軟土路基處理是否得當(dāng)對(duì)公路工程施工中具有重要意義。

二、公路工程軟土地基水泥攪拌樁的應(yīng)用

1、試樁

為提高軟基施工的質(zhì)量，必須做好施工準(zhǔn)備工作。攪拌灰土通常用土體中任一點(diǎn)經(jīng)鉆頭攪拌次數(shù)N和單位時(shí)間內(nèi)的噴出量來(lái)表征，它是影響地基加固效果的重要因素。

根據(jù)室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)條件，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁，宜在室內(nèi)配合比試驗(yàn)28d強(qiáng)度確定的進(jìn)行。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)選定的配合比用量，每延米增減5kg進(jìn)行工藝性試樁，3種水泥用量各試打10-15根并對(duì)每種水泥用量的樁取2根進(jìn)行取芯檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定施工用配合比，工藝性試樁的目的量；通過(guò)試樁應(yīng)掌握下鉆及提升的困難程度，確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度，確定合適的輸灰泵輸灰量；掌握水泥干粉經(jīng)輸灰泵到達(dá)攪拌樁噴灰的時(shí)間，掌握預(yù)攪下鉆速度，粉體攪拌樁機(jī)提升速度，攪拌下沉，復(fù)攪提升等施工參數(shù)。

2、平整場(chǎng)地

將軟土路基表面的雜物清理干凈，選用黏性土回填的方式對(duì)低洼地段進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，進(jìn)而對(duì)地基承載力有效增強(qiáng)。對(duì)于水田地段，排水疏干后清表0.3—0.5m，將原有路面進(jìn)行橫坡設(shè)計(jì)，同時(shí)在路基兩側(cè)進(jìn)行邊溝開(kāi)挖施工。

3、測(cè)量放樣

用全站儀按圖紙準(zhǔn)確放出控制樁后，根據(jù)樁位布置放出具體樁位，對(duì)控制樁要設(shè)明顯標(biāo)志，并定期復(fù)核。

4、拌制水泥漿

遵循施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水泥漿的配置，準(zhǔn)確計(jì)算水泥、外加劑、摻合料等材料的用量。在工藝性試驗(yàn)中對(duì)水泥漿的攪拌時(shí)間進(jìn)行確定，水泥漿攪拌過(guò)程中不能出現(xiàn)團(tuán)塊等現(xiàn)象，水泥漿如產(chǎn)生初凝等情況，則不能在施工中應(yīng)用。

5、機(jī)械安裝、就位

在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備鉆機(jī)的拼裝及就位工作。在機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，施工人員必須準(zhǔn)確標(biāo)定樁機(jī)的電流表、管道壓力表、電磁流量表、深度測(cè)量?jī)x、電腦打印機(jī)等。在軟土路基施工中要對(duì)水泥攪拌樁機(jī)械進(jìn)行定期檢測(cè)，尤其是鉆頭葉片，如發(fā)現(xiàn)磨損較為嚴(yán)重，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)焊作業(yè)，進(jìn)而確保樁體及樁徑的質(zhì)量。將鉆機(jī)移動(dòng)、確保其與鉆孔相對(duì)應(yīng)，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行水平校正，使其鉆桿軸線(xiàn)鉆孔中心位置處于垂直狀態(tài)，施工時(shí)傾斜度必須在1%以下。

6、攪拌、噴漿

鉆機(jī)啟動(dòng)，順著導(dǎo)向架使其鉆桿勻速向下、持續(xù)下沉進(jìn)行攪拌切土作業(yè)，并將送漿泵開(kāi)啟，確保其向土體進(jìn)行水泥漿噴射作業(yè)。與此同時(shí)，雙軸上的多層葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)攪拌并達(dá)到設(shè)計(jì)深度。此后在樁端進(jìn)行噴漿作業(yè)，并保持大于30s的時(shí)間，確保樁端水泥漿的均勻度。

7、提升攪拌

在提升攪拌機(jī)的過(guò)程中，如進(jìn)行噴漿作業(yè)，防止堵塞噴漿口情況的出現(xiàn)是其進(jìn)行的主要目的。與此同時(shí)，必須確保攪拌樁機(jī)鉆桿上葉片進(jìn)行正、反兩個(gè)方向地旋轉(zhuǎn)，并持續(xù)進(jìn)行水泥漿地?cái)嚢枳鳂I(yè)。將其噴漿量控制在小于總噴漿量的5%到10%之間。如提升到樁頂，要確保在這個(gè)位置進(jìn)行2min以上的攪拌作業(yè)，然后將攪拌機(jī)關(guān)閉并進(jìn)行位移。

三、公路軟基工程水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制

軟土路基作為公路工程施工的主要病害問(wèn)題，為確保軟土路基施工的質(zhì)量，必須謹(jǐn)慎施工，并按照一定原則進(jìn)行，如小投資、高效益及安全實(shí)用性等，同時(shí)要和施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地質(zhì)條件、施工材料的供給能力、工期長(zhǎng)短等進(jìn)行充分結(jié)合，以此來(lái)進(jìn)行路基施工技術(shù)、工藝的準(zhǔn)確確定，只有這樣才能確保施工質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)公路工程軟土路基施工的經(jīng)濟(jì)效益。

1、輕便觸探法主要應(yīng)用于成樁7天樁體質(zhì)量的檢測(cè)。選用帶有勺鉆的輕便觸探器，在樁體中間位置進(jìn)行鉆孔取樣施工，對(duì)其顏色的具體情況進(jìn)行觀(guān)測(cè)，主要對(duì)土的攪拌均勻度進(jìn)行檢測(cè)。在輕便觸探擊數(shù)和水泥土強(qiáng)度作用下，對(duì)樁體強(qiáng)度進(jìn)行檢查，確保其符合設(shè)計(jì)規(guī)定。通常情況下輕便觸探法深度都在4米以下。

2、選用鉆芯取樣法在成樁28天后對(duì)樁體的完整性、均勻攪拌程度、樁體強(qiáng)度等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，一般都會(huì)將鉆芯取樣頻率合理控制在1% 到1.5%的范圍內(nèi)，確保樁徑為500毫米左右，其最大值應(yīng)控制在600毫米范圍內(nèi)，往往選用等級(jí)強(qiáng)度為32.5或42.5的固化劑。

3、對(duì)全部施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確編號(hào)，在鉆機(jī)明顯位置懸掛現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、鉆機(jī)長(zhǎng)等標(biāo)牌。在水泥攪拌樁開(kāi)鉆前，應(yīng)對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行清洗并對(duì)管道堵塞情況進(jìn)行檢查，確保水徹底排出后，應(yīng)進(jìn)行下沉作業(yè)。將一個(gè)吊錘懸掛在主機(jī)上面，可以降低水泥攪拌樁體垂直度的偏差值。當(dāng)存在噴漿量不夠的情況，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)施工規(guī)定，進(jìn)行復(fù)噴作業(yè)。復(fù)噴噴漿量應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定以上。如遇不可避免因素時(shí)，應(yīng)對(duì)中斷深度進(jìn)行及時(shí)記錄與分析，補(bǔ)噴施工應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，并在施工記錄本內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)噴情況的詳細(xì)記錄。補(bǔ)噴重疊段必須在100厘米以上，如時(shí)間在12個(gè)小時(shí)以上時(shí)，應(yīng)選用補(bǔ)樁方式進(jìn)行施工。在施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)施工要求進(jìn)行施工，在提高施工技術(shù)水平的同時(shí)，應(yīng)規(guī)范施工工藝，只有這樣才能確保施工的有效性，才能有效提升工程的質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，水泥攪拌樁技術(shù)作為公路工程軟基施工中的主要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。在工程施工中企業(yè)必須嚴(yán)格按照每一道工序的規(guī)范要求，對(duì)各環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，防止各種質(zhì)量通病的發(fā)生，確保整體工程施工質(zhì)量達(dá)到合格水平，并努力實(shí)現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。

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