水泥攪拌樁加固橋頭軟基的質量控制
2012-02-03 來源：作者：崔晨 來源：中國論文網(wǎng)
隨著近年來高等級公路的快速發(fā)展，對地基強度、施工工期等要求越來越高，而在我國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，技術比較復雜。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，通過深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理—化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強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。下面結合開封至通許高速公路五標段工程實例，談一下水泥攪拌樁在加固橋頭軟基方面的質量控制措施。
1、概況
1.1 工程概況 開封至通許高速公路是交通運輸部規(guī)劃的大慶到廣州國家重點公路的重要組成部分，全線長64.287公里，其中橋頭段及橋頭過渡段均采用水泥攪拌樁進行軟基處理。
1.2 設計要求 我五標段水泥攪拌樁共計11萬延米，全部分布在四個橋頭段及四個起頭過渡段，地質情況如表1所示。設計要求樁端持力層為粉砂土，樁長取12米，設計要求處理后的復合地基承載力為120KPa，設計其橋頭段后容許沉降量設計要求不大于10厘米。
2、配合比設計
為了經(jīng)濟、合理地確定橋頭水泥攪拌樁加固地基的技術參數(shù)，確定與地基土加固相適應的水泥品種、強度等級和摻入量，在施工前應該根據(jù)設計文件提供的地質資料，選取典型地段鉆探取樣，進行室內配合比試驗。水泥土的強度以28天試塊強度為準，一般要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2 MPa，具體數(shù)值以施工圖設計文件為準。
3、現(xiàn)場工藝性試樁
根據(jù)室內配合比試驗結果，考慮到不同的地質情況，施工前應該按照各種室內配合比進行工藝性試樁，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；掌握水泥漿泵到達攪拌機噴漿口的時間、攪拌樁機提升速度、復攪下沉、復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 場地平整→測量放線→鉆機安裝就位→對正樁位、調平機身→鉆進→提升攪拌機同時噴漿→提升至地面以下0.25米，停止噴漿、攪拌數(shù)秒→重復攪拌下沉、噴漿→重復攪拌提升→在離地面0.25米處、停鉆→打印、輸出數(shù)據(jù)→移機。
4.2 施工中的工藝要求
4.2.1 場地平整 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 由技術測量人員按設計梅花形樁位通過軸線控制點逐個施放在現(xiàn)場，做好標記。
4.2.3 漿液配制 根據(jù)室內土工試驗強度確定的配合比嚴格控制水灰比，加水數(shù)量應經(jīng)過事先核準的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻，使水泥漿攪拌機制漿時，每次投料后拌和時間不得少于3min，檢測水泥漿液密度并記錄。
4.2.4 鉆進、送漿 將制備好的水泥漿經(jīng)篩過濾后，倒入貯漿桶，開動灰漿泵，將漿液送至攪拌頭。噴漿可以根據(jù)每段地質情況采取以下兩種方式。①鉆進噴漿 開動灰漿泵，漿液從噴嘴噴出并具有一定的壓力后，開始鉆進攪拌，同時根據(jù)試樁結果調整灰漿泵壓力檔次，保證噴漿量滿足要求。在鉆進過程中連續(xù)噴入水泥漿液。鉆進至設計樁長或硬土層后，應原地噴漿攪拌30S。如局部位置在噴漿不足的情況時，應在反轉提升的過程中進行補漿。②提升噴漿 在鉆進過程中不噴漿，鉆進至設計樁長或硬土層后，并根據(jù)試樁結果調整灰漿泵壓力檔次，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，應在復攪的過程中進行補漿。
4.2.5 復攪 鉆頭提升至地面25厘米，應立即反向鉆進復攪、噴漿，復攪深度原則上應為樁身全長；在復攪過程中，應對局部噴漿不足的樁身部位進行補漿，并防止噴口堵塞。重復攪拌提升，直至離地面25厘米。
4.2.6 資料打印 成樁后，在鉆機移動前打印施工過程資料和成樁資料，嚴禁移機后補打資料。
4.2.7 清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口，樁機移機至另一樁位施工。
5、 質量控制措施
5.1 為保證漿（濕）噴樁的垂直度，應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度，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 嚴格控制鉆機下鉆深度、漿噴高程及停漿面，確保漿噴樁長度和水泥漿液噴入量達到設計要求，樁長不得短于設計樁長，每米用漿量誤差不得大于5%。
5.3 水泥漿液應按預定的配比拌制，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拌制完成，并應有專人記錄每根樁的水泥用量。
5.4 攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不得大于5s。
5.5 一般情況下，應在全樁長范圍內重復攪拌一次，以增加水泥土的均勻性并且復攪宜一次完成。
5.6 供漿必須連續(xù)，拌和必須均勻，一旦因故停漿，應使攪拌鉆頭下沉至漿面以下0.5米，待恢復供漿后再噴漿提升，如因故停機超過3h，應先拆卸輸漿管清洗后備用，此根未完成樁應采取補噴措施或重新打設。
5.7 對輸漿管要經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長度不大于60米，對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（以不大于設計樁徑30mm為宜，以免影響樁身成型質量）。
5.8 應注意濕噴樁的樁位施工順序。在一個區(qū)域內，應先打設路基兩側及該處理段兩頭的樁，以形成一個封閉的區(qū)域，再逐漸往中心打設，有利于整體的成樁質量和軟基處理效果。
5.9 漿液儲量應不少于一根樁的用量，否則不得進行下一根樁的施工。
6、 施工質量檢測及效果評述
6.1 質量檢驗方法及結果 橋頭水泥樁施工完畢28d后，應進行成樁檢測，檢測方法有以下兩種：
6.1.1 人工開挖驗樁 其深度為停漿面以下達到樁實體，一般深度宜為50厘米，目測攪拌樁的均勻性，量測成樁直徑和間距。通過現(xiàn)場隨機抽檢，測的樁徑均大于500mm，樁間距都在±100mm之內，符合設計要求。
6.1.2 鉆孔取芯、標準貫入試驗（CPT）鉆孔取芯和標準貫入試驗方法參照《粉體噴攪法加固軟弱土層技術規(guī)范》（TB10113—95）、《軟土地基攪拌加固法技術規(guī)程》（YBJ225—91）、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）、《公路工程地質勘察規(guī)范》（JTJ064—98）有關規(guī)定執(zhí)行。28d時現(xiàn)場鉆孔取芯，水泥土攪拌均勻、無水泥粒塊，取芯率大于60%，5m以內水泥稠度均勻堅硬，現(xiàn)場標貫擊數(shù)均10~20擊，室內無側限抗壓強度均0.15~0.45Mpa之間。檢測結果表明所檢測的水泥攪拌樁滿足設計要求。
6.2 效果評價 從檢測結果可得，本合同段工程橋頭軟基水泥攪拌樁樁體施工質量達到設計要求。處理后復合地基承載力均超過設計要求的承載力；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，實踐證明本合同段運用水泥攪拌樁處理橋頭軟基段是成功的。
7、結語
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，值得推廣應用，但是在其應用過程中，要通過試驗確定各種施工參數(shù)，并且要注意由于地質的變化，導致處理效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象，所以在下一步施工中需要不斷總結經(jīng)驗。
