對(duì)路橋工程中漿噴樁加固軟土地基施工技術(shù)分析
2015-06-11
前言：
高速公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要命脈，由于其特有的靈活性和優(yōu)越性，發(fā)揮著其他運(yùn)輸方式不可替代的作用，公路建設(shè)又是國(guó)家最主要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，它的迅速發(fā)展，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)，拉動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有非常重要的意義。以下是作者結(jié)合具體的工程實(shí)例對(duì)漿噴樁加固軟土地基技術(shù)進(jìn)行的具體論述。
1 工程概況
在某高速公路項(xiàng)目合同段主線全長(zhǎng)4.8km,匝道2.5km,臨時(shí)便道2.7km,被交路1.5km,涵洞、通道處理段和橋頭路段用漿噴樁處理軟土地基段落長(zhǎng)度5179m, 設(shè)計(jì)樁60391根,樁長(zhǎng)634388m,漿噴樁直徑 0.5m,間距為 1.3m～1.5m, 樁長(zhǎng)6m～19m,樁位平面布置呈正三角形(梅花形)。高速公路標(biāo)地分布的不良地質(zhì)體主要為軟土, 其巖性以淤泥質(zhì)亞黏土及淤泥質(zhì)黏土為主, 局部為淤泥, 軟塑～流塑狀,具有天然含水量大、高壓縮性、力學(xué)強(qiáng)度低等特點(diǎn),工程性質(zhì)極差,尤其在地震作用及振動(dòng)載荷的作用下,易產(chǎn)生側(cè)向滑移,不均勻沉降及蠕變等工程地質(zhì)病害,軟基處理的好壞,直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運(yùn)營(yíng)性質(zhì)及工程的經(jīng)濟(jì)性, 因此控制漿噴樁施工質(zhì)量的意義重大。
2 漿噴樁加固原理
漿噴樁加固軟土地基實(shí)際上就是水泥加固的過(guò)程, 即采用特制的機(jī)械設(shè)備把水泥漿送入地下,軟土與水泥漿進(jìn)而發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合地基的過(guò)程。
1) 水泥的水解和水化反應(yīng)。漿噴樁施工是首先將水泥拌和成水泥漿,水泥中各種鈣質(zhì)礦物和水完成部分水解和水化反應(yīng)后,再和軟土中的水繼續(xù)進(jìn)行水解和水化反應(yīng), 生成鈣質(zhì)化合物,這是形成復(fù)合地基強(qiáng)度的主導(dǎo)因素。2) 黏土顆粒與水泥水化物的作用。a.離子交換和團(tuán)粒化作用。黏土中的化合物表面帶有各種離子, 它們和水泥水化生成的鈣離子進(jìn)行當(dāng)量吸附交換, 從而提高土體強(qiáng)度;又由于軟土本身具有膠凝性,再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結(jié)合起來(lái), 形成水泥土堅(jiān)固連接的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使水泥土的強(qiáng)度大大提高。b.凝硬反應(yīng)。隨水泥水化作用生成的鈣離子超出交換所用的數(shù)量時(shí),這部分鈣離子就與組成黏土的化合物反應(yīng),生成許多不溶于水的結(jié)晶化合物并逐漸硬化,同樣大大地增強(qiáng)了水泥土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性。
3 漿噴樁現(xiàn)場(chǎng)施工控制
3.1施工準(zhǔn)備
3.1.1施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備
進(jìn)行漿噴樁施工的場(chǎng)地, 必須按照設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高進(jìn)行平整,清除一切障礙物、雜物。
3.1.2施工機(jī)械準(zhǔn)備
漿噴樁施工機(jī)械必須選用配有全自動(dòng)電腦記錄儀的定型產(chǎn)品,施工前必須經(jīng)當(dāng)?shù)赜?jì)量部門檢驗(yàn)標(biāo)定并簽封; 鉆機(jī)導(dǎo)向架內(nèi)外側(cè)都必須標(biāo)有醒目的刻度(由上而下1m標(biāo)一個(gè)刻度), 以便施工時(shí)隨時(shí)觀察下鉆深度;鉆機(jī)導(dǎo)向架中間掛有能反映鉆機(jī)垂直度的標(biāo)線;每臺(tái)樁機(jī)必須配備明示標(biāo)牌,標(biāo)明施工技術(shù)要求、樁機(jī)資料、施工配合比等; 施工現(xiàn)場(chǎng)必須同時(shí)配備能測(cè)量泥漿比重的比重計(jì)。
3.1.3施工物資準(zhǔn)備
現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存必須滿足施工2d的經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格、質(zhì)量穩(wěn)定的大型廠家生產(chǎn)的水泥和減水劑。
3.2現(xiàn)場(chǎng)施工工藝控制細(xì)則
3.2.1主要施工順序
放線定樁位鉆機(jī)就位下鉆噴漿至硬土層邊攪拌邊提升鉆桿至樁頂(地面以下50cm 處停止攪拌)全程復(fù)攪一次(如整樁設(shè)計(jì)漿量還有剩余, 應(yīng)在復(fù)攪中繼續(xù)噴完)提升至地面關(guān)閉攪拌機(jī)械移至下一樁位繼續(xù)施工。
3.2.2施工技術(shù)要求
根據(jù)工藝試樁確定的各種施工參數(shù)制定施工要點(diǎn), 必須嚴(yán)格遵守,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下: 水灰比為 0.45, 水泥用量為 55kg/m,減水劑為水泥用量的0.8%, 水泥漿液攪拌時(shí)間必須不少于3min,水泥漿比重在1.75～1.80之間; 下鉆噴漿速度小于1.0m/min;提升速度在 0.4m/min～0.7m/min 之內(nèi); 樁身垂直度不大于1.5%; 采用下鉆噴漿, 噴漿口設(shè)在鉆頭最下層葉片左側(cè),以有利于鉆進(jìn)潤(rùn)滑和多復(fù)攪一遍, 又能保證噴漿長(zhǎng)度。
3.2.3施工工藝( 二噴四攪一停)
1) 定位。將攪拌機(jī)安裝調(diào)試, 待轉(zhuǎn)速、空氣壓力及計(jì)量設(shè)施正常后,對(duì)中雙向調(diào)整鉆機(jī)垂直度,再開(kāi)始就位。2) 鉆進(jìn)噴漿、復(fù)攪提升。將攪拌頭對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)樁位, 啟動(dòng)電機(jī), 待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后,邊旋轉(zhuǎn)切土邊下沉, 在鉆進(jìn)過(guò)程中保持連續(xù)噴漿; 鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度或持力層后原地噴漿攪拌1min 后,同時(shí)攪拌提升, 直至離地面50cm, 再重新邊噴漿邊攪拌至樁底,至樁底后停止鉆進(jìn), 連續(xù)噴漿1min,最后攪拌提升至地面。3) 移位。關(guān)閉電源, 移動(dòng)設(shè)備,重復(fù)以上步驟。4)資料打印。成樁后, 必須在移動(dòng)鉆機(jī)前打印施工過(guò)程資料和成樁資料,嚴(yán)禁移機(jī)后補(bǔ)打資料。
3.3施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
1)固化劑漿液應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定的配合比拌制。制備好的漿液不得離析、不得停置過(guò)長(zhǎng)(時(shí)間不超過(guò)2h);漿液倒入時(shí)應(yīng)加篩過(guò)濾,以免漿內(nèi)結(jié)塊,損害泵體。2) 泵送漿液前, 管路應(yīng)保持潮濕,以利輸漿。現(xiàn)場(chǎng)拌制漿液,應(yīng)有專人記錄固化劑、減水劑用量, 并記錄泵送開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間。3) 根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。操作人員應(yīng)記錄每米下沉?xí)r間、提升時(shí)間, 記錄送漿時(shí)間、停漿時(shí)間等有關(guān)參數(shù)的變化。4) 供漿必須連續(xù), 拌和必須均勻。一旦因故停漿,為防止斷樁和缺漿,應(yīng)使噴漿攪拌機(jī)下沉至停漿面以下1.0m, 待恢復(fù)供漿后再噴漿提升。如因故停機(jī)超過(guò) 3h,為防止?jié){液硬結(jié)堵管, 應(yīng)先拆輸漿管路, 清洗后備用。5) 攪拌機(jī)提升至地面以下 2m 時(shí)宜用慢速;當(dāng)噴漿口即將提出地面時(shí),應(yīng)停止提升,攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實(shí)。6) 漿噴樁施工中若發(fā)現(xiàn)噴漿量不足, 應(yīng)在旁邊補(bǔ)樁1根, 復(fù)打的噴漿量仍不小于設(shè)計(jì)用量。7) 漿噴樁施工結(jié)束 28d并經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可填筑路基。8)合理安排樁位施工順序, 先施工一個(gè)區(qū)域四周的樁, 形成一個(gè)封閉的區(qū)域, 再逐漸往中心施工, 有利于整體的成樁質(zhì)量和軟基處理效果。
4 質(zhì)量檢驗(yàn)
1) 漿噴樁施工允許偏差。
2) 成樁7d 內(nèi),施工單位先開(kāi)挖自檢,觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度, 如實(shí)做好記錄, 檢查頻率為 1%, 開(kāi)挖深度不小于1.5m,如發(fā)現(xiàn)凝體不良等情況,應(yīng)報(bào)廢補(bǔ)樁。
3) 成樁28d后, 對(duì)不同軟土地質(zhì)條件、不同樁長(zhǎng)路段,分別在整樁長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行鉆芯取樣, 并進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn), 抽檢頻率不小于2%。同時(shí)進(jìn)行靜載試驗(yàn), 檢測(cè)檢驗(yàn)單樁極限承載力,檢測(cè)頻率不小于樁數(shù)的2%; 單樁復(fù)合地基極限承載力, 檢測(cè)頻率不小于樁數(shù)的2%。
5 結(jié) 語(yǔ)
正是由于施工前對(duì)水泥加固軟土的原理進(jìn)行分析,對(duì)漿噴樁檢測(cè)實(shí)施細(xì)則進(jìn)行學(xué)習(xí),針對(duì)施工控制要點(diǎn)落實(shí)到過(guò)程控制中,同時(shí)又加強(qiáng)了對(duì)原材料的控制和現(xiàn)場(chǎng)的管理, 再有監(jiān)理的嚴(yán)格檢查、監(jiān)督工作,所施工的60391根漿噴樁, 總樁長(zhǎng)634388 萬(wàn)延米。在施工結(jié)束7d 后用輕便觸探器進(jìn)行樁身質(zhì)量檢查,同時(shí)量成樁的樁徑、樁距, 合格率100%, 成樁28d 后經(jīng)省高指用鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入檢查,優(yōu)良率達(dá)到 95%以上, 達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)。
