水泥攪拌樁施工工藝和質量控制

程淑榮　吉妙玲

摘要:結合新建伊敏至伊爾施鐵路路基的施工實踐,對水泥攪拌樁的施工工藝和質量控制作了闡述,供大家參考。

關鍵詞:軟土地基 水泥攪拌樁 成樁試驗 施工工藝

0 引言

水泥攪拌法是通過各種深層攪拌機沿深度方向將軟土與固化劑(水泥漿或水泥粉、石灰粉、粉煤灰,外加一定量的摻合劑就地進行強制攪拌,使土體與固化劑發(fā)生物理化學反應,形成具有一定整體性和一定強度的水泥土加固體,沿深度方向形成的該加固體稱為深層攪拌樁。水泥攪拌樁與天然地基組成深層攪拌樁復合地基。與其他施工方法相比較,水泥攪拌法具有施工工期短、無公害、成本低等特點。這種施工方法在施工過程中無振動、無噪聲、無地面隆起,不排污、不污染環(huán)境,對相鄰建筑物不產(chǎn)生有害影響,具有較好的綜合經(jīng)濟效益和社會效益。同時,由于水泥攪拌樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗側向變形能力強、可大大縮短施工期等優(yōu)點,,近幾年來,水泥攪拌樁在鐵路工程中的應用也越來越廣泛。

1 工程概況

新建伊敏至伊爾施鐵路道勞杜車站位于內蒙古呼倫貝爾市的新巴爾虎左旗境內,施工里程為DK122+830～DK123+850,全長1020m,地形起伏較大,中部地勢較高,最高高程為891.13;表層為粉質黏土,厚約0.5m,褐灰色,軟塑～可塑,σ0=120Kpa;下為粉砂,厚度大于8m,黃色,松散～中密,潮濕～飽和,σ0=150Kpa。該段地下水埋深約3～4m,地下水水位高程最高為887.1m,地下水為粉細砂潛水,地下水位高出設計路肩2～4m。為防止邊坡水侵蝕路基,在線路左側的邊坡上設兩排水泥攪拌樁,線路的右側設一排水泥攪拌樁,樁徑0.5m,縱向搭接0.1m。根據(jù)地下水位的不同,水泥攪拌樁的長度為5～10m。

水泥攪拌樁的技術要求:水泥攪拌樁設計水泥摻入比不小于12%,水灰比為0.45～0.5。

2 施工工藝

2.1 工藝流程圖(見圖1)

2.2 操作要點

2.2.1 整平場地,樁位放樣,根據(jù)粉噴樁平面布置范圍和行間距,在現(xiàn)場用全站儀精確放樣,用小木樁或撒白灰點準確定出每根樁的位置,然后使鉆機對位,調平機身的豎直度為保證攪拌機的垂直度。應檢查起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度,每工作班檢查不少于2次,使垂直度偏差不超過1.5%。

2.2.2 啟動主鉆機,待鉆頭接近地面時啟動自動記錄儀,空壓機送漿并繼續(xù)鉆進,以防止泥砂堵塞噴射口,鉆機要沉入地面以下8.5m處。

2.2.3 壓漿前按設計配合比拌制水泥漿存人貯料罐。

2.2.4 預攪下沉至地面經(jīng)下0.5cm位后開始噴漿,開動灰漿泵將水泥漿通過攪拌機按規(guī)定速度勻速下沉,邊下沉邊噴漿,鉆機下沉至設計深度后停留30S,然后開始提升,邊提升邊噴漿邊攪拌,使水泥漿與土體充分拌和,直至地面,當鉆頭提升至距地面50cm處,攪拌鉆頭在原位轉動1min-2min,以保證樁頭均勻密實。

2.2.5 重復攪拌下沉,為使攪拌更趨均勻,再次邊攪拌邊下沉,直至設計深度。

2.2.6 重復提升,再次從設計深度邊攪拌邊提升邊噴漿,直至提出設計深度。

2.2.7 移動攪拌機重復上述工序依次逐樁制樁。

2.3 施工注意事項

①在水泥攪拌樁施工前要進行現(xiàn)場成樁試驗,以確定各項操作技術參數(shù),包括電腦自動記錄儀使用情況,鉆頭速度、提升速度、噴漿量等,驗證成樁質量,比較成樁強度與室內試件的差異,確定最優(yōu)的施工參數(shù)。②確定成樁的豎直度,在鉆機調平后鉛垂對鉆桿進行檢查。③在鉆桿上要明確標識8.5m深度處,以保證成樁長度滿足設計要求。④粉噴樁基必須配備有效的電腦自動記錄儀,正確記錄各種參數(shù)并自動打印輸出,要求每成樁1根,同時輸出資料,不得積累。⑤每鉆10根樁對鉆頭進行一次檢查,直徑磨耗量不得大于10mm,對磨耗量接近允許值的鉆頭要及時進行修整或更換。⑥為保證加固漿料到達樁底,當鉆頭鉆至設計標高時,原位反轉,開啟送漿泵2min后再提升。⑦在噴漿成樁過程中遇有故障中斷噴漿時,第二次噴漿接樁的重疊長度不得小于1m。⑧當噴漿至?；颐鏁r,停止提升,繼續(xù)噴漿5S后停機,以保證樁頭的密實。⑨施工中應控制好深層攪拌機提升速度均勻連續(xù),它是控制注漿量、攪拌均勻程度,保證加固效果的關鍵。規(guī)定第一次噴漿攪拌提升至樁頂時,貯料罐中水泥漿應正好排空,如有剩余應在工序5重復攪拌提升中噴完,根據(jù)所剩多少,盡量噴在靠近樁頂附近的樁段。⑩每臺班加固完畢必須立即將貯料罐、灰漿泵、深層攪拌機及相關的管道用清水沖洗干凈;如果樁噴漿量少于單樁噴漿量的不少于設計量,應整樁復打、復噴、復攪,復打的噴漿量不得少于單樁設計量。

3 質量控制

3.1 加強對施工機械設備的檢驗

3.1.1 每臺樁機必須配置可以控制樁身每米噴粉量的記錄器,記錄器上的任何一個可操作的按鈕和開關,不得用于設定時間、深度、噴粉量、樁位編號、復攪深度、復攪次數(shù)等參數(shù)。

3.1.2 樁機上的氣壓表、轉速表、電流表、電子秤必須經(jīng)過標定。

3.2 加強對原材料的檢驗

水泥的堆放應該符合防雨、防潮的要求,嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的水泥。

3.3 施工前必須進行工藝試樁

不同地段具有不同的地質條件,為了克服盲目性,確保攪拌樁加固地基收到預期的效果,在施工前必須進行工藝試樁,數(shù)量不少于5根。試樁的目的是:①提供滿足設計噴粉量的各種操作參數(shù),如管道壓力、灰罐壓力、鉆機提升速度、鉆進速度、攪拌速度等。②)驗證攪拌均勻程度及成樁直徑。③)確定該地質條件下,合理的工藝流程。④確定進入持力層的判別方法。

3.4 關鍵環(huán)節(jié)的措施

3.4.1 樁長按進入持力層控制。攪拌樁必須盡量打進持力層(一般控制q=800kPa)50cm左右。判別是否進入持力層可由下鉆速度和電流表的讀數(shù)來判定。該項目經(jīng)過試樁確定鉆速達到0.5m/min,電流值達到額定電流值的125%以上時,可以確定已經(jīng)進入持力層。

3.4.2 粉體計量控制。攪拌樁的質量好壞與水泥摻入量的多少、噴粉的均勻性有直接的關系,因此,粉體計量是控制的關鍵。該項目采用電子秤重法與鉆機深度相結合的計量裝置,能在記錄上反映深度、相對應每米的噴粉量、總灰量等。

4 結束語

綜上所述,攪拌樁是加固軟土地基,組成復合地基的一種較好的處理方法。關鍵是要嚴格按操作規(guī)程要求實施,并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和試樁的成果進行適當?shù)膮?shù)調整,把握住施工質量關,同時應及時采取可靠的方法對樁的質量進行檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時采取補強、加樁等,以保證工程的安全使用。