朱勢軍
(安順市經緯公路勘察設計室)
某單向雙車道高速公路的一段深厚軟土層,由于地基進行清淤的深度較大,公路路基的填土較高且施工周期短,為了減小該公路路基的工后沉降,避免在通車后對公路的運營使用產生不利影響,該段路基在施工過程中采用水泥攪拌樁的方法對軟土地基進行處理,水泥摻入比為15%,水泥采用的是標號為32.5號的普通硅酸鹽水泥。水泥攪拌樁的長度為16 m,直徑為500 mm,樁間距80 cm,采用正三角形的形式進行布置。
設計水泥摻入比15%,則每延米水泥摻量=被加固土體重量 ×15%=3.14 ×0.52×1 ×1.7 ×103 ×0.15=100.0 kg。
參考相似軟基土層加固施工各項施工技術參數,決定3棵試樁的施工技術參數如表1。
表1 試樁的施工技術參數
鉆進、提升時管道工作壓力0.1~0.2 MPa;噴漿時管道工作壓力0.4~0.6 MPa;鉆進速度定為 1.0 m/min;提升速度定為0.5 m/min。根據現(xiàn)場工藝試樁情況確定,其原則是管道工作壓力、鉆進預攪、提升噴漿速度能夠保證攪拌均勻,且提升至樁頂時噴漿量恰好達到設計水泥用量。
根據以往相似軟基土層加固施工的經驗,在采用0.5∶1水灰比,每米水泥用量50 kg,鉆進、提升時管道工作壓力0.1 ~0.2 MPa;噴漿時管道工作壓力 0.4 ~0.6 MPa;鉆進速度定為1.0 m/min;提升速度定為0.5 m/min施工時,最終結果遠好于設計。施工段地質條件與其大致相同,故試樁采用以上參數應能達到設計及規(guī)范要求。
(1)打樁設備的定位:樁機移動至所標定的樁位并進行對中;調平樁機,然后從相互垂直的兩個方向調整鉆塔的垂直度,確保其偏差小于1.5%。
(2)攪拌鉆進:開啟設備將攪拌鉆鉆至設計的深度。
(3)水泥漿的準備:在攪拌鉆鉆進的過程中同時進行水泥漿的制備,水泥漿水灰比應依據地質勘察報告進行調整并控制在0.4 ~0.6之間。
(4)噴漿攪拌提升:當鉆頭到達目標深度后打開灰漿泵,等水泥漿到噴漿口時,一邊提升鉆頭一邊進行噴漿攪拌,在提升的過程中速度必須控制好,工程中通常提升速度在0.58~0.99 m/min之間,以便土體和水泥漿能夠拌和充分,而且噴漿量必須控制在設計要求范圍內。
(5)重復攪拌:當鉆頭邊噴漿邊提升到達樁體頂面時將灰漿泵關掉,攪拌鉆頭再次重復攪拌到達設計的深度,然后提升到地面。這樣水泥攪拌樁成樁的過程就完成了。
水泥攪拌樁在施工過程中應該滿足一定的施工質量標準。該工程的標準指標如表2所示。施工設備應該與地面基本保持垂直,特別是樁架要保持豎直,在施工過程中如果出現(xiàn)鉆機傾斜應該馬上進行校正。進行水泥攪拌樁施工時應該嚴格按規(guī)定參數進行鉆進攪拌成樁,當到達設計深度后停止下降,進行攪拌1min并確?;覞{能夠噴出后再提升鉆頭,提升過程中要控制好提升和攪拌的速度以及灰漿量。
表2 水泥攪拌樁各項質量標準指標
水泥質量也應該嚴格控制,水泥漿中的水泥品質應該滿足設計以及相關規(guī)范的要求。在水泥材料進入工地現(xiàn)場前,應該先進行抽樣做安定性和膠砂強度等指標的檢測,檢測滿足規(guī)定要求后才可以進入施工現(xiàn)場使用。施工用水應為人畜飲用水。如為自然水源應做水質分析,檢驗合格后才準使用。水泥攪拌樁施工設備安裝結束后必須進行認真全面的檢查校正,確保壓力泵和水泥制漿罐能夠正常工作;對機身的豎直度進行簡單調整;檢查確保鉆桿長度和鉆頭直徑能夠滿足工程設計的要求;進行水泥漿輸送的導管不能堵塞或者漏漿;外接電源和發(fā)電機應該與樁機電路保持接通狀態(tài)。
(1)水泥攪拌樁一般用于軟土地基的加固處理,包括一般的黏土,人工填土和可塑性粉土等軟弱土層的處理,但是不適用于填土中含有粒徑大于10 cm碎石的情況。
(2)深層攪拌施工法就是通過攪拌鉆頭將軟土和水泥強行攪拌混合。水泥土攪拌的次數越多,則混合物越均勻,水泥攪拌樁的強度離散性就越小。在攪拌施工過程中存在一個最佳的次數,可以通過在現(xiàn)場先采用成樁工藝試驗,以達到快速施工和均勻拌和的目的。
(3)攪拌施工設備非常笨拙,移動性差,鉆進能力有待進一步提高。如果存在硬層或者障礙物時,攪拌鉆頭的克服能力不強,機械施工設備的技術性能有待進一步改善。
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[1]夏曉婉.淺析水泥攪拌樁在蘇虞張一級路改造工程中的應用.科技創(chuàng)新導報,2009,(14):47.
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[3]王國強,吳志海,丁振杰.安徽池州至安慶高速公路大渡口段軟土路基工程地質研究(英文).地球與環(huán)境,2005,(S1):77.