水泥攪拌樁在橋頭軟基處理中的質量控制

吳奇峰

【摘 要】在橋梁工程建設過程中，橋頭路段經(jīng)常會遇到軟土地基，如果處理不當，會造成橋頭段路基路面產(chǎn)生沉陷，引起橋頭“跳車”。本文對水泥攪拌樁在橋頭軟基處理中的施工工藝、施工控制措施、質量通病及預防措施、質量檢驗等方面進行闡述。

【關鍵詞】水泥攪拌樁;橋頭;軟基處理;質量控制

一、工程概況

筆者參與建設的某橋梁工程，設計單位對路基工后沉降量不能滿足規(guī)范要求的橋頭路段，采用濕噴法水泥攪拌樁復合地基處理。

水泥攪拌樁的設計參數(shù)為：樁長6m、樁徑0.5m、樁間距1.3m，樁位布置采用正三角形。水泥攪拌樁的固化劑采用32.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為13～15%，加固土28d無側限抗壓強度不低于0.7Mpa，水灰比的配置根據(jù)成樁試驗的參數(shù)確定。

二、施工工藝

1、成樁試驗

施工前根據(jù)軟土地基的地質情況進行成樁試驗，在大、小樁號的橋頭路基各布置一根試驗樁，通過成樁試驗確定滿足設計要求的各種施工工藝參數(shù)，確定攪拌均勻性，掌握下鉆和提升阻力的情況，選擇合理的施工技術措施。

2、測量放線

根據(jù)設計圖紙確定的里程樁號、處理范圍用全站儀或GPS進行施工放樣，依據(jù)基線網(wǎng)絡，用鋼尺量距標定水泥攪拌樁樁位距離。如下圖所示：

3、樁機就位

樁位復核無誤后方能進行樁機就位，樁機就位必須保動力頭、攪拌頭、樁位線三點一線，并用水平尺校正基座水平，鉆桿垂直度偏差不大于1.5%。

4、預攪下鉆

水泥攪拌樁預攪下鉆之前，先用水清洗整個輸漿管道并檢查管道是否存在堵塞現(xiàn)象，管道內無殘留水后方可預攪下鉆。鉆進過程中應連續(xù)噴射壓縮空氣，確保噴漿口不被堵塞、鉆桿內不進水，鉆進速度≤1.0m/min。

5、漿液制備

在預攪下鉆的同時進行漿液制備，水泥漿液應嚴格按照成樁試驗確定的配合比進行拌制。在噴漿前將拌制好的水泥漿液通過過濾網(wǎng)倒入集料斗中，以防水泥硬塊堵塞輸漿管道或損壞泵體。

6、提升噴漿攪拌

到達設計加固深度時，在原位噴漿攪拌30～60s后再提升鉆桿，以確保樁端強度。提升噴漿攪拌時，應使鉆頭邊旋轉、邊噴漿、邊提升，提升速度≤0.8m/min。當鉆頭提升至地面整平高程下1m時，宜降低提升速度，提升至地面整平高程下0.25m處時，在原位噴漿攪拌30～60s后方可停漿，以保證樁頭強度。

7、重復攪拌下沉及提升

重復攪拌下沉到設計加固深度后，再重復攪拌提升至地面整平高程下0.25m，以確保樁身攪拌均勻。

8、關閉攪拌機、移位

將適量的清水注入到集料斗中，開啟灰漿泵將殘留在管道中的漿液清洗干凈，并將攪拌頭上附著的泥土清洗干凈后，方可將攪拌機移位。然后重復上述步驟3～7，進行下一根樁的施工。

三、施工控制措施

（一）施工準備階段

1、地面整平。應事先原地面事整平到位，清除地面障礙物，嚴禁回填腐殖土或雜填土等不合格材料。

2、原材料控制。在制備漿液前，應檢查水泥是否存在受潮、結塊或變質現(xiàn)象，嚴禁使用未經(jīng)復試檢驗或復試檢驗不合格的水泥。

3、機械配備。水泥土攪拌樁機必須配備噴入計量裝置，使用前應對噴入計量裝置進行標定。

（二）施工階段

1、成樁試驗。施工前根據(jù)設計要求進行成樁試驗，確定出各項施工工藝參數(shù)，施工過程中應嚴格執(zhí)行設計及工藝要求。

2、測量控制。施工中應保證攪拌樁機底盤處于水平和導向架處于垂直，確保攪拌樁的垂直度偏差不得超過1.5%，樁位偏差、樁徑及樁長應符合設計要求。

3、鉆速控制。樁身施工時，應采用中速檔或低速檔進行鉆進與提升，嚴禁采用高速檔快速鉆進與提升。

4、漿液制備。漿液在攪拌罐中應不停頓攪拌以防止離析，漿液進入集料斗后不得放置時間過長，泵送必須連續(xù)。

5、噴漿控制。嚴格控制噴漿的起始標高，噴漿施工應連續(xù)，以確保加固深度及樁體強度;嚴禁在還未噴漿的情況下就開始提升鉆桿。施工中如果發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應進行整樁復鉆，復鉆時的噴漿量仍然應不小于設計用量。

四、質量通病及預防措施

（一）垂直度偏差太大

1、主要原因

（1）場地不平整或承載力不足。

（2）樁機支撐不平或支撐不牢固導致。

2、預防措施

（1）施工前對場地進行整平、壓實。

（2）控制好樁機支撐材料的強度，加大支撐受力面，并確保支撐受力面與場地緊密接觸。

（3）在樁架上懸掛吊錘，通過吊錘與鉆桿左、右距離相等來定期檢查鉆桿的垂直度，并及時進行糾偏。

（二）預攪下鉆抱鉆

1、主要原因

（1）鉆越硬土層時導致鉆頭阻力過大。

（2）遇到塊石、大漂石等地下障礙物時導致無法下鉆。

2、預防措施

（1）如遇較硬土層或較密實粉質黏土層，可適量注水，待穿過硬土層后應立即停止注水，盡量降低對成樁質量的影響。

（2）如遇地下障礙物，可以采用開挖排除地下障礙物，然后分層回填夯實后再繼續(xù)施工;也可以更換鉆孔鉆頭，待穿過地下障礙物后再繼續(xù)采用水泥攪拌樁鉆頭進行施工。

（三）嚴重冒漿

1、主要原因

（1）噴漿處土體上覆壓力大，因土體持漿能力較差導致冒漿。

（2）遇到堅硬土層，因噴漿注入緩慢導致冒漿。

2、預防措施

（1）如遇土體持漿能力較差時，可采用先注水攪拌、再噴漿攪拌，并適當提高轉速、降低提升速度，使加固土體和漿液充分攪拌均勻，以減少或防止冒漿。

（2）如遇堅硬土層，可以降低噴漿壓力，保持提升速度和噴漿量協(xié)調，以減少或防止冒漿。

（四）發(fā)生斷漿

1、主要原因

（1）輸漿管道堵塞。

（2）機械故障或停電。

2、預防措施

（1）施工前應沖洗輸漿管道并確保管道通暢;漿液應進行過篩以清除水泥硬塊。

（2）施工前應進行機械調試并確保設備性能正常;施工現(xiàn)場應有備用電源或備用發(fā)電機組。

（3）因斷漿影響到樁身質量時，應在12小時內重新噴漿復攪進行補救，搭接長度不小1m。

（五）樁身強度不足

1、主要原因

（1）水泥用量不夠。

（2）漿液發(fā)生離析。

（3）噴漿量不足。

（4）攪拌不均勻。

2、預防措施

（1）嚴格按照設計要求控制單樁水泥用量，并根據(jù)成樁試驗確定的水灰比進行漿液制備。

（2）漿液應不停進行攪拌，以確保均勻穩(wěn)定，并嚴格控制漿液放置時間。

（3）嚴格控制噴漿壓力，并確保噴漿量與樁機的攪拌速度和提升速度相匹配。

（4）確保邊攪拌、邊噴漿、邊提升，適當提高攪拌速度、降低提升速度，以提高攪拌均勻性。

（六）復合地基承載力不足

1、主要原因

（1）樁長不夠;（2）樁徑偏小;（3）樁距不均勻;（4）樁底部位強度不夠;（5）樁頂部位強度不夠。

2、預防措施

（1）為了保證樁長，應通過樁架標注或鉆卡環(huán)來進行控制鉆孔深度。

（2）為了保證樁徑，施工前應檢查鉆頭葉片的磨損程度，如果磨損嚴重應及時更換葉片;根據(jù)成樁試驗確定復攪次數(shù)，在成樁過程中確保復攪到位。

（3）為了保證樁距均勻，應加強鉆頭中心位置的定位控制及校核工作。

（4）為了保證樁底、樁頂部位強度，應在樁底及樁頂部位進行原位噴漿攪拌，攪拌時間應不低于30s。

五、質量檢驗

1、施工過程中應隨時檢查施工記錄，重點檢查水泥用量、漿液水灰比、漿液泵送時間、攪拌下沉及提升時間、樁長及垂直度等;此外，還要檢查復攪次數(shù)及噴漿過程中是否存在斷漿現(xiàn)象。

2、成樁28d后應進行鉆探取芯檢驗，抽檢頻率應為總樁數(shù)的0.5%且不少于3根，測定的無側限抗壓強度值應達到設計要求。

3、每段橋頭軟基處理應進行載荷試驗，抽檢頻率應為總樁數(shù)的0.1%且不少于3處，測定的單樁承載力和復合地基承載力應達到設計要求。

六、結束語

水泥攪拌樁在軟基處理中已得到廣泛應用，特別是在橋頭軟基處理中的效果顯著，處理后的路基工后沉降指標符合設計要求，有效地防止了橋頭“跳車”現(xiàn)象，確保了橋頭段路基路面的工程質量和行車舒適性。

參考文獻：

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[2]周錚等.廣西濱海公路灘涂軟土地基復合式換填處治技術研究[J].中外公路，2015，35（2）.

（作者單位：中港建設集團有限公司）