公路工程水泥攪拌樁技術(shù)與質(zhì)量控制分析

王留奇

摘要：本文詳細分析了公路工程中水泥攪拌樁的技術(shù)應(yīng)用，并深入探討了質(zhì)量控制方面內(nèi)容，為保障公路工程的整體質(zhì)量提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁；施工工藝；質(zhì)量控制

中圖分類號U4 文獻標(biāo)識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0205-01

在對深層軟基處理時，通過水泥攪拌樁技術(shù)能夠有效起到地基加固的作用。它的原理是將水泥漿、水泥粉體等固化劑通過壓縮空氣噴入軟基中，然后利用攪拌機械強制攪拌軟土和固化劑，讓軟土形成較大強度的樁體，最終變?yōu)閺?fù)合地基，起到良好的加固效果。我國現(xiàn)在應(yīng)用的這種水泥攪拌樁技術(shù)是80年代從瑞典等國家引進而來，現(xiàn)如今常常在淤泥加固、含水量較高的粘土、粉土中使用，它在道路建設(shè)、房屋建筑等領(lǐng)域應(yīng)用的比較廣泛。

1.水泥攪拌樁的原理

水泥攪拌樁其實就是水泥和泥土經(jīng)過攪拌發(fā)生了物理化學(xué)反應(yīng)，最終形成水泥土。攪拌時，與混凝土硬化原理相比，水泥的化學(xué)反應(yīng)明顯有所不同?；炷料胍嵘浕休d力，需要使骨料和水泥在水解的過程中快速凝結(jié)，它具體的辦法是調(diào)整級配。但是水泥攪拌樁恰恰相反，水泥攪拌樁的反應(yīng)相對比較緩慢，它使水泥在水解和水化反應(yīng)中的介質(zhì)變成了泥土，反應(yīng)原理更加復(fù)雜，最終導(dǎo)致混凝土的強度增長要快于水泥攪拌樁，但當(dāng)其在一定時間內(nèi)形成水泥固結(jié)體時，地基強度會大幅提升，軟土層的承載力也要比混凝土軟基處理后的效果要高的多。

2.水泥攪拌樁施工準(zhǔn)備

1）施工人員配備。根據(jù)技術(shù)工作的需求，及時組織相關(guān)技術(shù)人員，要求選配的管理人員、技術(shù)人員和監(jiān)督人員都具有較強的責(zé)任心，能夠擔(dān)起各自的職責(zé)，而且現(xiàn)場施工經(jīng)驗比較豐富，確保持證上崗。

2）施工機械選配。在選用施工使用的水泥和加固劑等原材料時，需要按照設(shè)計方案的要求及施工規(guī)范，對水泥的安定性和強度進行試驗，對加固劑的凝結(jié)時間及細數(shù)指標(biāo)進行了解，只有各項指標(biāo)達到要求以后才可以投入使用。

3）施工材料準(zhǔn)備。在對攪拌樁的測試過程中，需要按照其對樁體混合料進行室內(nèi)比試驗，并根據(jù)強度需求進行成樁試驗。通過室內(nèi)試驗，我們可以水泥的摻入量和水灰比控制在最佳狀態(tài)下，從而確保樁身無側(cè)限抗壓強度能夠滿足設(shè)計需求，在90d齡期下依然大于2.0kPa。在室內(nèi)進行配方試驗，采用32.5級普通硅酸鹽水泥，采用水泥摻入量為被加固濕土重量的15%～20%，水灰比控制在大于0.45且小于0.55之間，使強度滿足設(shè)計要求。

3.水泥攪拌樁施工工藝

1）測量放樣。按照設(shè)計需求，通過全站儀對施工現(xiàn)場進行放羊測量，隨后根據(jù)樁位的定點布設(shè)具體的樁位，我們在對控制樁進行設(shè)置時，必須放置明顯的標(biāo)示，而且施工單位還需要定期查看標(biāo)示狀況；2）拌制水泥漿。在對水泥漿進行拌制以前，首先要按照先關(guān)要求確定其配合比，對水泥、外加劑、摻和料等材料的使用數(shù)量進行嚴(yán)格控制。通過前期的室內(nèi)試驗準(zhǔn)確確定混合料的攪拌時間，使混合料達到均勻攪拌，不允許出現(xiàn)團塊情況。當(dāng)初凝現(xiàn)象在水泥漿攪拌過程中出現(xiàn)，則不允許施工使用。我們在對水泥漿控制上，使攪拌量大于每根樁水泥用量；3）安裝施工機械。在將攪拌樁機運送至施工現(xiàn)場后，進行施工時需要由專業(yè)人員操作。在對樁機進行移動以前，需要詳細觀測施工現(xiàn)場的具體情況，與此同時，通過吊錘對鉆桿和地面的垂直程度，適當(dāng)調(diào)整鉆機，確保其誤差小于百分之一。我們需要將長度標(biāo)記畫在樁機架子上，具體長度按米計算，更加方面觀測和記錄鉆桿的入土深度，根據(jù)規(guī)定，攪拌樁不得小于樁長；4）攪拌噴漿。一是開啟鉆機，確保鉆機鉆桿的攪拌切土作業(yè)能夠沿著導(dǎo)向架向下進行，在攪拌切土過程中保持勻速作業(yè)，并且中間不得停斷；二是開啟送漿泵，在土體內(nèi)部不斷的噴射水泥漿，這個時候施工需按照正、反兩個方向施工，并采取雙軸多層葉片旋轉(zhuǎn)，保證攪拌深入達到設(shè)計的需求。在滿足設(shè)計要求后，將樁端的持續(xù)攪拌噴漿在原有地面持續(xù)進行，攪拌時間要大于30s，且保持其勻速性；5）提升攪拌。在公路工程中提升水泥攪拌機時，我們可以通過水泥攪拌機提升與噴漿作業(yè)同步進行，從而避免堵塞噴漿口。提升攪拌機時，提升速度必須小于每小時50cm，并將噴漿量的范圍控制在總噴漿量的8%左右。當(dāng)提升到達樁頂后，攪拌時間不得低于2min，然后將攪拌機關(guān)閉，并進行移位；6）清潔設(shè)備。當(dāng)一根樁體完成后，需要加入一些清水在料斗中，同時將灰漿泵開啟，將管道內(nèi)的殘漿清理干凈，保持設(shè)備清潔。隨后清洗鉆頭，移至下一個樁位處。

4.水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制

1）準(zhǔn)確確定持力層。通常情況下，樁體進入持力層的最佳深度可以控制在五十厘米，超過這個深度的話會造成以下幾點危害：一是較大的底部壓力會導(dǎo)致水泥漿得不到滲入，下面部分成樁困難，最終使樁體的長度達不到要求；二是因灰?guī)r和頁巖受到長時間風(fēng)化，地質(zhì)相對較硬，給帶漿下鉆帶來很大難度，底部土體不容易被伴碎，同時容易使樁內(nèi)的土體受到積壓，導(dǎo)致樁內(nèi)的水泥發(fā)生外溢或掉樁頭現(xiàn)象發(fā)生；三是在提升水泥攪拌機時，一般采取的是邊提升變噴漿，假如進入持力層較深的話，我們只有通過持續(xù)噴漿來避免下鉆堵管。但是底部異常緩慢的下鉆速度會導(dǎo)致底部使用過多的水泥量，最終形成水泥漿頂著鉆桿大量溢出地表，而且將樁體的施工時間直接縮短；2）保證樁體垂直度。在施工過程中，我們一定要將垂球懸掛吊掛在樁機架的正面和側(cè)面，避免在施工時發(fā)生傾斜現(xiàn)象，導(dǎo)致樁體檢測不到底的現(xiàn)象在成樁檢測中發(fā)生；3）使水泥漿配合比達到要求。施工過程中，我們需要使用足量的水泥漿以滿足水泥漿配合比的要求，同時為了方便現(xiàn)場操作和現(xiàn)場監(jiān)督，假如施工成統(tǒng)一長度的水泥攪拌樁時，可以通過一次或二次拌制完成單根樁體的所需要的水泥漿；4）確保樁體攪拌均勻性。為保證樁體能夠得到均勻持續(xù)的噴漿和攪拌，施工時每米的施工時間必須嚴(yán)格按照成樁試驗的參數(shù)進行設(shè)定，使樁體質(zhì)量得到保障；5）嚴(yán)格二噴四攪工藝。我們第一次下鉆可帶漿下鉆，防止發(fā)生堵管現(xiàn)象，但噴漿量不得大于總量的一半，且不允許帶水下鉆，應(yīng)按照試驗參數(shù)嚴(yán)格控制下鉆或提鉆的速度和噴漿壓力，將噴漿和停漿的時間控制好，我們需要在開鉆后對每根樁進行連續(xù)作業(yè)，中間不得停止，不允許在尚未噴漿時提升鉆桿；6）控制好噴漿時間。施工過程中，需要將噴漿和停漿的時間控制好，不允許使用超過2個小時的漿液。在每根樁開始施工后，必須保持作業(yè)的連續(xù)性，不允許中途停止。在沒有進行噴漿時，不允許提升鉆桿。儲漿灌內(nèi)的水泥漿儲存量需要必須超過一根樁用量的50kg。如果儲量不足，不允許繼續(xù)作業(yè)；7）控制好噴漿量。在施工過程中，當(dāng)出現(xiàn)噴漿量不足的情況時，需要根據(jù)管理人員要求整樁復(fù)攪。復(fù)攪時，所用噴漿量必須大于設(shè)計用量。假如出現(xiàn)機械故障或停電等意外情況導(dǎo)致施工中斷時，需要將中斷深入進行及時記錄，并在12小時以為進行補噴處理，且在施工記、、錄內(nèi)登記補噴情況。補噴重疊段不得小于1m，假如超過12h，必須進行補樁；8）施工人員相互配合。攪拌施工人員必須密切聯(lián)系樁機操作任何與，確保施工過程中能夠連續(xù)供漿。當(dāng)出現(xiàn)異常情況無法噴漿時，需要及時與樁機操作人員溝通，并可以將攪拌機頭下沉至停漿位置以下50cm來避免斷樁。再次噴漿作業(yè)必須等到供漿恢復(fù)時。如果停機時間大于3個小時，我們需要通過拆卸清洗輸漿管來避免漿液結(jié)硬堵管；9）認真填寫施工記錄。管理人員需要將施工樁號、天氣情況、噴漿深度、施工作業(yè)壓力、鉆機轉(zhuǎn)速等原始施工記錄進行認真填寫，為今后公路維護提供依據(jù)。

5.結(jié)論

綜上所述，公路工程水泥攪拌樁技術(shù)施工相對比較復(fù)雜，但它是道路施工的基礎(chǔ)工程，對公路質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。所以在施工過程中，需要將每根樁的質(zhì)量控制好，緊抓每一個施工環(huán)境，監(jiān)控每一個操作細節(jié)，嚴(yán)格把握水泥攪拌樁施工的工藝、技術(shù)和質(zhì)量，為公路工程整體目標(biāo)的完成提供保證。