公路工程施工中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用

　　摘 要：在公路工程施工中，軟基處理是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，如何對軟基進(jìn)行加固，提升路基穩(wěn)定性和承載能力，是需要工程技術(shù)人員深入研究的課題。將水泥攪拌樁應(yīng)用到公路工程施工中，能夠有效滿足對基礎(chǔ)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的需求，而且施工速度快，效果顯著。
　　關(guān)鍵詞：公路工程施工；水泥攪拌樁技術(shù)；應(yīng)用
　　1水泥攪拌樁技術(shù)
　　江北高速公路第三標(biāo)段水泥攪拌樁設(shè)計樁徑0.5m，設(shè)計樁間距1.5m，設(shè)計樁長6.0m，三角形布置。本項目水泥攪拌樁采用噴漿法，采用雙向攪拌機(jī)，攪拌樁施工機(jī)械動力大于45KW 以上。
　　水泥土攪拌樁，是一種針對軟弱土層進(jìn)行加固的工藝技術(shù)，將水泥作為固化劑，通過攪拌設(shè)備，在地基深層對水泥和軟土層進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，通過相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng)，使得軟土能夠固結(jié)成具備較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。水泥土攪拌樁的加固，主要是利用了水泥與土層之間的物理化學(xué)反應(yīng)，水泥的摻量相對較少，通常不會超過需要加固土體的 15%，水泥本身與黏土的混合并不充分，黏土較大表面積以及活性會導(dǎo)致水泥土硬化速度緩慢，過程也較混凝土硬化更加復(fù)雜。通常來講，在土木工程中，水泥土攪拌樁的加固原理包括了三個過程：一是水泥水解和水化，其對于水的需求較大，如果土層中含水量低，同時選擇噴粉施工，會導(dǎo)致施工難度增大，水解反應(yīng)和水化反應(yīng)無法順利實現(xiàn)，影響加固效果；二是碳酸化，在施工環(huán)節(jié)，水泥攪拌樁由于水泥與土壤的不充分混合，必然會存在土塊和水泥塊，在這種情況下，想要提升總體強(qiáng)度，需要做好充分?jǐn)嚢�，確保水泥能夠均勻分布到土壤中；三是黏土顆粒與水泥水化物的反應(yīng)，如離子交換反應(yīng)、凝硬反應(yīng)等，與水泥水化反應(yīng)密切相關(guān)，要求土壤含水量適中。
　　2噴漿法水泥攪拌樁施工工藝（施工工藝見圖 2-1水泥攪拌樁施工工圖）
　　2.1施工準(zhǔn)備
　　進(jìn)行攪拌樁施工的場地，事先應(yīng)整平，整平高程見設(shè)計圖表，必須清除地面以下的一切障礙物（包括樹根和垃圾等），準(zhǔn)確地進(jìn)行樁位放樣，場地低洼或水塘地段應(yīng)先排水清淤后再回填砂（不得回填雜填土）至整平高程。
　　2.2漿液的配置與輸送：
　�、倥浜媳龋阂�經(jīng)過試樁確定，備好滿足設(shè)計要求的水泥，并按規(guī)定頻率進(jìn)行抽檢試驗，一般選用的是p.o32.5#水泥。根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求，確定水泥摻入比。水泥漿液的配制要嚴(yán)格控制水灰比，一般為0.45～0.55，比重一般為1.65～1.7，要求調(diào)制出的水泥漿有較好的流動性、和易性。施工中可用泥漿比重計控制水泥漿稠度來確保最佳的水灰比。②配制與輸送：攪拌灰漿時，應(yīng)先加水，然后按水泥順序投料，每次灰漿攪拌時間不得少于4min，應(yīng)將水泥漿充分拌勻。水泥漿從灰漿拌和機(jī)倒入集料斗時，必須過濾篩，把水泥硬塊剔出。集料斗的容量一般為0.8m3，就可以保證一定的余量，不會因漿液供應(yīng)不足而斷樁，也不會因漿液過多產(chǎn)生沉淀而引起漿液濃度不足。
　　2.3鉆機(jī)操作步驟如下：
　　1）鉆機(jī)定位；2）鉆桿下沉鉆進(jìn)；鉆進(jìn)速度0.8～1.5m/ min；到達(dá)硬層后提前噴漿間歇一定時間，再提升鉆具，速度≤0.8m/min，確保底部有足夠的灰量；3）上提噴漿，提升至地面以下1m 時，宜用慢速，當(dāng)噴漿口即將出地面時，停止提升，攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實；4）重復(fù)攪拌下沉、噴漿；5）重復(fù)攪拌提升，直至離地面0.3～0.5m；全樁進(jìn)行復(fù)攪，復(fù)攪及提升速度<0.8m/分鐘，將剩余水泥漿噴完。檢查漿桶中水泥漿是否噴完，如沒噴完，重復(fù)以上步驟直至水泥漿噴完。6）關(guān)閉攪拌機(jī)械；當(dāng)上述工作完成之后，關(guān)閉鉆機(jī)，移至下一樁位施工。若要停止施工，應(yīng)關(guān)閉機(jī)械，并向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵清洗全部管路中的殘留水泥漿，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。7）填筑砂墊層，并壓實。
　　2.4攪拌樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及工程質(zhì)量檢驗
　　樁身配方試驗強(qiáng)度為1.4Mpa，在工程施工前必須通過室內(nèi)配方試驗的檢驗，并且進(jìn)行成樁工藝試驗以掌握對該場地的成樁工藝及多種技術(shù)參數(shù)，成樁工藝性試驗樁數(shù)不宜小于5 根。（1）水泥用量的誤差不得小于設(shè)計值。（2）為保證攪拌樁的垂直度，應(yīng)注意起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%。（3）樁位偏差不得大于10cm，樁徑、樁長不得小于設(shè)計值。（4）攪拌機(jī)下沉或提升的時間應(yīng)有專人記錄，時間誤差不得大于5 秒。（5）成樁7 天后，應(yīng)進(jìn)行開挖檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，成樁28 天后應(yīng)進(jìn)行鉆孔取芯檢測樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，抽檢頻率為總樁數(shù)的1%～2%，取芯位置宜在樁徑2/5 處，芯樣28天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1Mpa，90天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1.4Mpa。（6）成樁28 天后進(jìn)行載荷試驗，檢驗單樁承載力和復(fù)合地基承載力，為總樁數(shù)的0.2%～0.5%，且不少于3 處，測定承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求。（7）采用輕型動力觸探儀、靜力觸探以及物探等勘探方法，對樁的均勻性和完整性進(jìn)行檢查。
　　3水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施
　　3.1原材料的質(zhì)量控制
　�。�1）水泥（固化劑）質(zhì)量是重點(diǎn)，選擇的水泥品種和質(zhì)量需要滿足設(shè)計和規(guī)定要求。水泥進(jìn)場前期，務(wù)必抽樣做安定性試驗、膠砂強(qiáng)度等指標(biāo)，符合要求后才可以進(jìn)行使用。進(jìn)場水泥數(shù)量需要符合施工進(jìn)度的要求，不合格或過期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥禁止進(jìn)場使用。（2）施工用水要選用人畜飲用水。如使用自然水源需做水質(zhì)解析，檢驗符合標(biāo)準(zhǔn)后才能使用。
　　3.2樁長的控制
　�。�1）鉆桿標(biāo)線控制法：施工前期要測量鉆桿長度，可以使用紅色油漆在鉆桿上表明樁長的顯著標(biāo)志（樁長應(yīng)大于設(shè)計需求），便于掌控鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度，保障設(shè)計樁長；（2）度盤讀數(shù)控制法：鉆機(jī)上還存在一個控制鉆桿鉆入深度的圓盤，通過指針讀數(shù)可直接表明出鉆樁的長度。（注意開鉆前期，指針讀數(shù)務(wù)必為零）。
　　3.3單樁水泥用量的控制
　�。�1）掌控好水灰比。依單樁長和設(shè)計給予的每米水泥用量驗算出單樁水泥用量，嚴(yán)格依設(shè)計給出的水灰比實施制漿，不能任意調(diào)制水灰比；（2）掌控好輸漿泵。泵務(wù)必有充足的壓力和持久穩(wěn)定的輸漿能力，輸漿量必須與樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度相匹配（這點(diǎn)是靠施工經(jīng)驗和試樁技術(shù)參數(shù)得來的）；（3）控制好樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度。確保單樁施工完畢后，為該樁所配制的水泥漿能全部用完，不得有剩余。總之，只有控制好單樁的水泥用量，樁身強(qiáng)度才有保證。
　　3.4樁機(jī)操作的控制
　�。�1）樁機(jī)對位后，精調(diào)樁身豎直度，使攪拌軸保持垂直；（2）啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下鉆進(jìn)。同時，啟動壓力泵工作，邊鉆進(jìn)邊噴漿；（3）鉆至設(shè)計標(biāo)高后停鉆，關(guān)閉攪拌鉆機(jī)，鉆進(jìn)結(jié)束；（4）再次啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭呈反向邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴漿，使土體的水泥漿進(jìn)行初步拌和；（5）攪拌機(jī)提升至地面以下1.0m時宜用慢速；當(dāng)噴漿口即將出地面時，應(yīng)停止提升，攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實。施工時因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應(yīng)使攪拌機(jī)下沉至停漿面以下0.5m處，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升；（6）根據(jù)設(shè)計要求在地面下一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)攪拌。鉆頭邊旋轉(zhuǎn)、邊鉆進(jìn)、邊噴漿至設(shè)計要求復(fù)拌的深度后，再反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升。使受到攪動的土塊被充分粉碎，土體和水泥漿能充分拌和均勻；（7）根據(jù)成樁試驗確定的各項技術(shù)參數(shù)來指導(dǎo)施工�，F(xiàn)場操作人員應(yīng)詳細(xì)記錄每米下沉?xí)r間、提升時間，記錄送漿時間、停漿時間以及施工樁長等參數(shù)的變化。
　　結(jié)語
　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和公路建設(shè)的發(fā)展，各種公路建設(shè)工藝必將會憑借自身優(yōu)勢得到推廣，但很多地區(qū)的公路出現(xiàn)了諸多問題，給人們的出行帶來了很大的不便。不可否認(rèn)，我國公路工程施工還有很多缺陷，需要人們進(jìn)行不斷的探索和研究。對公路工程質(zhì)量進(jìn)行控制十分有必要，這對于方便人們的出行，保障人們生命財產(chǎn)安全，推動社會發(fā)展都有重要意義。提高公路施工質(zhì)量還有很多工作要做，促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)健康發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)。
　　參考文獻(xiàn)
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