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水泥攪拌樁加固橋頭軟基的質(zhì)量控制
摘要:本文通過開封至通許高速公路五標(biāo)段施工技術(shù)情況，總結(jié)了水泥攪拌樁在高速公路撟頭軟基段中的施工過程和質(zhì)量控制措施。
關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁 橋頭加固 軟弱地基 質(zhì)量控制
0 引言
隨著近年來高等級(jí)公路的快速發(fā)展，對(duì)地基強(qiáng)度、施工工期等要求越來越高，而在我國(guó)河南開封黃河兩岸地區(qū)，軟土層分部范圍比較廣泛，地下水位比較高，特別是分布在高速路橋頭的軟土處理，技術(shù)比較復(fù)雜。一旦處理不徹底，易引起橋頭跳車現(xiàn)象，水泥攪拌樁是用于加固地基處理的一種方法，它是利用水泥等材料作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的符合使用要求的地基。其工藝在高速公路施工中用來加固橋頭軟土層起到了非常好的作用。下面結(jié)合開封至通許高速公路五標(biāo)段工程實(shí)例，談一下水泥攪拌樁在加固橋頭軟基方面的質(zhì)量控制措施。
1 概況
1.1 工程概況 開封至通許高速公路是交通運(yùn)輸部規(guī)劃的大慶到廣州國(guó)家重點(diǎn)公路的重要組成部分，全線長(zhǎng)64.287公里，其中橋頭段及橋頭過渡段均采用水泥攪拌樁進(jìn)行軟基處理。
1.2 設(shè)計(jì)要求 我五標(biāo)段水泥攪拌樁共計(jì)11萬延米，全部分布在四個(gè)橋頭段及四個(gè)起頭過渡段，地質(zhì)情況如表1所示。設(shè)計(jì)要求樁端持力層為粉砂土，樁長(zhǎng)取12米，設(shè)計(jì)要求處理后的復(fù)合地基承載力為120KPa，設(shè)計(jì)其橋頭段后容許沉降量設(shè)計(jì)要求不大于10厘米。
2 配合比設(shè)計(jì)
為了經(jīng)濟(jì)、合理地確定橋頭水泥攪拌樁加固地基的技術(shù)參數(shù)，確定與地基土加固相適應(yīng)的水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)和摻入量，在施工前應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的地質(zhì)資料，選取典型地段鉆探取樣，進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)。水泥土的強(qiáng)度以28天試塊強(qiáng)度為準(zhǔn)，一般要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2 MPa，具體數(shù)值以施工圖設(shè)計(jì)文件為準(zhǔn)。
3 現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁
根據(jù)室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果，考慮到不同的地質(zhì)情況，施工前應(yīng)該按照各種室內(nèi)配合比進(jìn)行工藝性試樁，且每種配合比不得少于兩根。通過試樁，掌握下鉆、提升的困難程度；確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度；確定水泥漿液密度；確定適合的輸漿泵的輸漿量；掌握水泥漿泵到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間、攪拌樁機(jī)提升速度、復(fù)攪下沉、復(fù)攪提升速度等施工參數(shù)如表2所示。
4 施工過程
4.1 施工工藝流程 場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→鉆機(jī)安裝就位→對(duì)正樁位、調(diào)平機(jī)身→鉆進(jìn)→提升攪拌機(jī)同時(shí)噴漿→提升至地面以下0.25米，停止噴漿、攪拌數(shù)秒→重復(fù)攪拌下沉、噴漿→重復(fù)攪拌提升→在離地面0.25米處、停鉆→打印、輸出數(shù)據(jù)→移機(jī)。
4.2 施工中的工藝要求
4.2.1 場(chǎng)地平整 施工前做好“三通一平”，清除地上地下一切障礙物（包括、樹根和生活垃圾）。
4.2.2 定位 由技術(shù)測(cè)量人員按設(shè)計(jì)梅花形樁位通過軸線控制點(diǎn)逐個(gè)施放在現(xiàn)場(chǎng)，做好標(biāo)記。
4.2.3 漿液配制 根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)強(qiáng)度確定的配合比嚴(yán)格控制水灰比，加水?dāng)?shù)量應(yīng)經(jīng)過事先核準(zhǔn)的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻，使水泥漿攪拌機(jī)制漿時(shí)，每次投料后拌和時(shí)間不得少于3min，檢測(cè)水泥漿液密度并記錄。
4.2.4 鉆進(jìn)、送漿 將制備好的水泥漿經(jīng)篩過濾后，倒入貯漿桶，開動(dòng)灰漿泵，將漿液送至攪拌頭。噴漿可以根據(jù)每段地質(zhì)情況采取以下兩種方式。①鉆進(jìn)噴漿 開動(dòng)灰漿泵，漿液從噴嘴噴出并具有一定的壓力后，開始鉆進(jìn)攪拌，同時(shí)根據(jù)試樁結(jié)果調(diào)整灰漿泵壓力檔次，保證噴漿量滿足要求。在鉆進(jìn)過程中連續(xù)噴入水泥漿液。鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)或硬土層后，應(yīng)原地噴漿攪拌30S。如局部位置在噴漿不足的情況時(shí)，應(yīng)在反轉(zhuǎn)提升的過程中進(jìn)行補(bǔ)漿。②提升噴漿 在鉆進(jìn)過程中不噴漿，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)或硬土層后，并根據(jù)試樁結(jié)果調(diào)整灰漿泵壓力檔次，保證噴漿量滿足要求。將攪拌頭自樁端反轉(zhuǎn)勻速提升攪拌，并連續(xù)噴入水泥漿液，直至地面，如局部位置存在噴漿不足的情況時(shí)，應(yīng)在復(fù)攪的過程中進(jìn)行補(bǔ)漿。
4.2.5 復(fù)攪 鉆頭提升至地面25厘米，應(yīng)立即反向鉆進(jìn)復(fù)攪、噴漿，復(fù)攪深度原則上應(yīng)為樁身全長(zhǎng)；在復(fù)攪過程中，應(yīng)對(duì)局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補(bǔ)漿，并防止噴口堵塞。重復(fù)攪拌提升，直至離地面25厘米。
4.2.6 資料打印 成樁后，在鉆機(jī)移動(dòng)前打印施工過程資料和成樁資料，嚴(yán)禁移機(jī)后補(bǔ)打資料。
4.2.7 清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口，樁機(jī)移機(jī)至另一樁位施工。
5 質(zhì)量控制措施
5.1 為保證漿（濕）噴樁的垂直度，應(yīng)保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1.0%，樁位偏差不得大于5厘米。
5.2 嚴(yán)格控制鉆機(jī)下鉆深度、漿噴高程及停漿面，確保漿噴樁長(zhǎng)度和水泥漿液噴入量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，樁長(zhǎng)不得短于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，每米用漿量誤差不得大于5%。
5.3 水泥漿液應(yīng)按預(yù)定的配比拌制，加入緩凝劑防止初凝現(xiàn)象，保證每根樁所需漿液一次單獨(dú)拌制完成，并應(yīng)有專人記錄每根樁的水泥用量。
5.4 攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間必須有專人記錄，時(shí)間誤差不得大于5s。
5.5 一般情況下，應(yīng)在全樁長(zhǎng)范圍內(nèi)重復(fù)攪拌一次，以增加水泥土的均勻性并且復(fù)攪宜一次完成�！ �
5.6 供漿必須連續(xù)，拌和必須均勻，一旦因故停漿，應(yīng)使攪拌鉆頭下沉至漿面以下0.5米，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升，如因故停機(jī)超過3h，應(yīng)先拆卸輸漿管清洗后備用，此根未完成樁應(yīng)采取補(bǔ)噴措施或重新打設(shè)。
5.7 對(duì)輸漿管要經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長(zhǎng)度不大于60米，對(duì)使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不得大于1厘米，但也不宜用直徑過大的鉆頭(以不大于設(shè)計(jì)樁徑30mm為宜，以免影響樁身成型質(zhì)量)。
5.8 應(yīng)注意濕噴樁的樁位施工順序。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)先打設(shè)路基兩側(cè)及該處理段兩頭的樁，以形成一個(gè)封閉的區(qū)域，再逐漸往中心打設(shè)，有利于整體的成樁質(zhì)量和軟基處理效果。
5.9 漿液儲(chǔ)量應(yīng)不少于一根樁的用量，否則不得進(jìn)行下一根樁的施工。
6 施工質(zhì)量檢測(cè)及效果評(píng)述
6.1 質(zhì)量檢驗(yàn)方法及結(jié)果 橋頭水泥樁施工完畢28d后，應(yīng)進(jìn)行成樁檢測(cè)，檢測(cè)方法有以下兩種：
6.1.1 人工開挖驗(yàn)樁 其深度為停漿面以下達(dá)到樁實(shí)體，一般深度宜為50厘米，目測(cè)攪拌樁的均勻性，量測(cè)成樁直徑和間距。通過現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽檢，測(cè)的樁徑均大于500mm，樁間距都在±100mm之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。
6.1.2 鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（CPT）鉆孔取芯和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法參照《粉體噴攪法加固軟弱土層技術(shù)規(guī)范》（TB10113—95）、《軟土地基攪拌加固法技術(shù)規(guī)程》（YBJ225—91）、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）、《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064—98）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。28d時(shí)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯，水泥土攪拌均勻、無水泥粒塊，取芯率大于60%，5m以內(nèi)水泥稠度均勻堅(jiān)硬，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫擊數(shù)均10~20擊，室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均0.15~0.45Mpa之間。檢測(cè)結(jié)果表明所檢測(cè)的水泥攪拌樁滿足設(shè)計(jì)要求。
6.2 效果評(píng)價(jià) 從檢測(cè)結(jié)果可得，本合同段工程橋頭軟基水泥攪拌樁樁體施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。處理后復(fù)合地基承載力均超過設(shè)計(jì)要求的承載力；從樁體完成施工到高速公路通車，橋頭沒有明顯的沉降，很好地防止了橋頭跳車現(xiàn)象，實(shí)踐證明本合同段運(yùn)用水泥攪拌樁處理橋頭軟基段是成功的。
7 結(jié)語
水泥攪拌樁作為一種橋頭軟基的處理方法，既能縮短工期，又能節(jié)約投資，值得推廣應(yīng)用，但是在其應(yīng)用過程中，要通過試驗(yàn)確定各種施工參數(shù)，并且要注意由于地質(zhì)的變化，導(dǎo)致處理效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象，所以在下一步施工中需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《粉體噴攪法加固軟弱土層技術(shù)規(guī)范》（TB10113—95）.北京.中國(guó)鐵道出版社.1995.
[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).《巖土工程勘察規(guī)范》（GB.50021—2001）.北京.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2001.
[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ.064—98）北京.人民交通出版社.1998.
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