淺談水泥攪拌樁軟基處理的施工質(zhì)量控制

賈立夫

摘要:根據(jù)水泥攪拌樁軟基處理施工過程中各個階段對質(zhì)量的要求,分別對施工前準備階段,施工階段,檢測階段的施工質(zhì)量控制措施做出探討。

關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;施工質(zhì)量;控制措施

水泥攪拌樁近來被廣泛應(yīng)用于地基處理工程,是用于加固飽和軟粘土的一種方法。其基本原理是用水泥等材料作為固化劑,用專用的攪拌鉆機將固化劑等噴入軟土地基中,并將軟土與固化劑強制攪拌,利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土結(jié)成具有一定強度的水泥樁體而形成復(fù)合地基的一種施工方法。水泥攪拌樁有噴漿法和噴粉法兩種,都是通過深層攪拌機械將軟土和固化劑強制攪拌,固化劑采用水泥漿液時,稱為水泥漿攪拌樁法或濕法,固化劑采用水泥粉時,稱為粉體攪拌樁法或干法。一般認為濕法水泥劑量容易控制,攪拌均勻,成樁質(zhì)量較為可靠,而干法噴粉量相對較難控制,攪拌質(zhì)量不容易控制,但干法采用粉體做固化劑,不再向地基中附加水分,反而能充分吸收軟土的自由水,因此,加固后地基的初期強度較高,特別是對高含水量的軟土加固效果顯著。

水泥攪拌樁能有效減少總沉降量,能承受較大的加荷速率,抗側(cè)向變形能力強,但由于水泥攪拌樁是地下隱蔽工程,在施工中常存在一些問題:水泥用量難控制;均勻性差;強度低等等,因此,在施工過程中,針對各個施工階段,必須采取有效的質(zhì)量控制措施,確保水泥攪拌樁處理軟基的加固效果。在國道主干線哈爾濱繞城公路東北段K69+755-K70+040段路基施工中,采用了水泥漿攪拌樁法處理該段軟土地基,下面結(jié)合該工程實踐,對施工過程中各階段的質(zhì)量控制措施做一探討。

1水泥攪拌樁施工前準備階段的質(zhì)量控制措施

1.1施工機械設(shè)備的選擇及檢驗

我國目前使用的攪拌機械,主要由兩大部分組成,一是提供攪拌鉆進的機械,二是提供輸送水泥材料的輸送設(shè)備。攪拌機械應(yīng)能夠?qū)⑺嗪屯脸浞謹嚢杈鶆?輸送水泥系統(tǒng)應(yīng)能按照設(shè)計要求的摻入量將水泥均勻送到土中,這就要求必須選擇配備可以控制每米噴漿量的攪拌機械,且應(yīng)配置記錄儀能隨時打印數(shù)據(jù)。輸漿泵的壓力表,樁機上的轉(zhuǎn)速表,電流表必須經(jīng)過標定,不合格的儀表必須更換。所有樁機開鉆之前應(yīng)檢查驗收合格后方可開鉆。

1.2原材料的質(zhì)量控制措施

水泥攪拌樁所用的水泥應(yīng)經(jīng)過試驗室自檢及監(jiān)理抽檢,合格后方可用于工程中。水泥的堆放應(yīng)符合防雨防潮的要求,嚴禁使用過期,受潮,結(jié)塊,變質(zhì)的水泥。

1.3 施工前應(yīng)進行工藝試樁

試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數(shù),確定水泥漿的水灰比,泵送時間,泵送壓力,攪拌機提升速度,下鉆速度以及復(fù)攪深度等參數(shù),驗證攪拌均勻程度及成樁直徑,確定具體地質(zhì)條件下合理的工藝流程,以便指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。試樁根數(shù)不少于5根,且必須等試樁成功后方可進行水泥攪拌樁的正式施工。

2水泥攪拌樁施工階段的質(zhì)量控制措施

2.1 嚴格按水泥漿攪拌樁施工規(guī)范施工

鉆機就位:吊鉆機對準位后,使鉆桿垂直,傾斜度小于1%,樁位偏差小于5CM。攪拌水泥漿液:采用325號硅酸鹽水泥,水灰比控制在0.4~0.6范圍內(nèi),每延米深層攪拌樁水泥用量不小于50kg。

噴漿攪拌提升:攪拌頭下沉到設(shè)計深度后,開啟灰漿泵,通過管道送漿至攪拌頭出漿口,出漿口啟動攪拌樁機及拉緊鏈條裝置,按設(shè)計規(guī)定的提升速度(0.5m~0.8m/min)邊噴漿攪拌,邊提升鉆桿,使?jié){液和土體充分拌合。

重復(fù)攪拌下沉:攪拌鉆頭提升至樁頂以上50cm后關(guān)閉灰漿泵,重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計深度,重復(fù)噴漿攪拌提升,一直提到地面。

2.2 噴漿量控制措施

水泥攪拌樁的質(zhì)量好壞與水泥漿摻入量的多少及噴漿的均勻性有直接的關(guān)系,因此,計量水泥漿是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。目前一般較為常用的是流量與鉆機深度相結(jié)合的電子記錄儀,它能在記錄上反映深度、相對應(yīng)每延米的噴漿量、總漿量、施工時間等。計量控制主要應(yīng)注意以下兩點:

要保證噴漿的均勻性,關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度及水泥凈漿的比重。水泥漿噴入必須滿足每米噴漿量的要求。

從開始噴漿到鉆頭處出漿有一定時間,鉆機鉆至樁底后,必須預(yù)噴停留一段時間,方可提鉆。二次鉆至樁底后即噴漿提鉆,防止攪動破壞了樁底原狀軟土,使沉降量加大。

一旦斷漿,必須補漿,且與斷漿處搭接長度不小于50cm,保證成樁的連接性。

2.3復(fù)攪控制措施

水泥漿與土攪拌均勻程度是關(guān)系到水泥攪拌樁樁體強度的關(guān)鍵因素。大量的施工實踐已充分證明水泥攪拌樁復(fù)攪與不復(fù)攪的質(zhì)量相差甚大。鉆頭噴出的水泥漿往往呈脈沖狀,若不充分攪拌,在樁中呈現(xiàn)層狀,形成一種“夾生”,這樣的樁即使水泥漿摻入量再多也沒有強度。復(fù)攪的作用在于通過充分的攪拌使水泥漿與軟土得到比較完全的接觸與作用,促使樁體整體性的形成。為了確保攪拌的均勻性,施工時嚴格掌握好鉆機提升速度、攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度等,當(dāng)樁長較長、土體天然含水量較高、粘性重時,宜采用“四噴四攪”的施工工藝,并使攪拌鉆桿轉(zhuǎn)速不小于45轉(zhuǎn)/min,提升及下沉速度不大于1.0m/min,攪拌葉片設(shè)置六片。防止出現(xiàn)“沉樁”現(xiàn)象。

2.4樁長控制措施

根據(jù)設(shè)計樁長及試驗樁確定的長度,在鉆桿上標明樁長,并根據(jù)鉆進時樁機的負載電流數(shù)據(jù)突變,直至樁桿不再進尺(表明樁尖已座在砂礫石層上),現(xiàn)場丈量,測定實際樁長

2.5日水泥用量與日進度指標的質(zhì)量控制措施

在每日施工結(jié)束后對現(xiàn)場水泥用量和記錄儀打印記錄中的施工樁長加以統(tǒng)計對比,當(dāng)兩者誤差大于5%時,必須查明原因后采取相應(yīng)的處理措施。核對前后左右的樁的深度和成樁時間,如果深度相差較大或相同深度的樁成樁時間相差很大,則認為存在攪拌不均,應(yīng)采取補樁處理。確定每臺樁機每日完成延米數(shù)和每根樁的施工時間,如果某臺樁機完成的延米數(shù)超過規(guī)定值較多或某根樁記錄器打印記錄顯示時間少于規(guī)定值較多,則認為存在攪拌不均,應(yīng)采取補樁處理。

3水泥攪拌樁成樁檢測階段質(zhì)量控制措施

3.1開挖檢驗

制樁完成后,須達到要求的齡期后方可進行開挖,清理樁頭時不得使用重錘或重型機械,宜用小錘、短釬等輕便工具操作以免損傷樁頭。群樁樁頂應(yīng)平齊,間距應(yīng)均勻,樁體圓勻,無縮頸或回陷現(xiàn)象。

3.2 觸探試驗

用觸探儀檢測樁身強度。按照規(guī)定的檢測頻率,在成樁后規(guī)定的天數(shù)采用輕型動力觸探(N10)檢測樁身強度。根據(jù)N10貫入30cm的錘擊數(shù)來判定樁上部強度是否合格。

3.3 鉆芯檢驗

水泥攪拌樁成樁28天后,用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定相對均勻部位,送試驗室做28天齡期的無側(cè)限抗壓強度試驗,留一組試件做三個月齡期的無側(cè)限抗壓試驗,以測定樁身強度。

3.4單樁及復(fù)合地基承載力檢測

根據(jù)設(shè)計要求,最好還要對成樁進行單樁及符合承載力的檢測,檢測合格方可認為水泥攪拌樁全部完成。

結(jié)語

通過水泥攪拌樁處理軟基施工的各施工階段中采取了有針對性的質(zhì)量控制措施,有力地保證了水泥攪拌樁處理軟基的施工質(zhì)量和處理效果,根據(jù)目前路基驗收的情況來看,達到了預(yù)期的目的,有效地減少了結(jié)構(gòu)物沉降。