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      水泥土攪拌樁在公路軟基處理中的應(yīng)用分析

      2019-11-11 12:15:48武雅蘭楊春輝
      卷宗 2019年30期
      關(guān)鍵詞:軟基處理概況

      武雅蘭 楊春輝

      摘 要:伴隨改革開放的不斷深化,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資不斷加大,大量高等級(jí)公路建成,且投入使用。軟基處理中復(fù)合地基技術(shù)已有大量應(yīng)用研究,技術(shù)不同適應(yīng)的條件也有所不同。釘形水泥土雙向攪拌樁已成為公路軟基病害處理最常見的方式,在軟土地基處理中常規(guī)水泥土攪拌樁往往產(chǎn)生諸多問題,為此,選取釘形水泥土雙向攪拌樁進(jìn)行施工應(yīng)用效果良好。本文在深入分析釘形雙向攪拌樁概況的基礎(chǔ)上,通過具體工程案例,對(duì)公路軟基加固中釘形水泥土雙向攪拌樁應(yīng)用要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析與探究。

      關(guān)鍵詞:釘形水泥土雙向攪拌樁;軟基處理;概況

      伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國地基處理工藝不斷更新。作為一種新型地基處理技術(shù),相比傳統(tǒng)水泥土攪拌樁,釘形水泥土雙向攪拌樁在機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、葉片、鉆頭等方面都做不同程度改進(jìn),選用同軸雙向鉆桿,以釘子狀為樁體形態(tài)。同時(shí),釘形樁還集合了水泥土攪拌樁與雙向攪拌樁的共同優(yōu)勢(shì),施工更便捷、質(zhì)量控制效果更好,且有利于減少地基沉降,目前在軟土地基工程施工中已得到了廣泛應(yīng)用。

      1 釘形水泥土雙向攪拌樁的概況

      釘形水泥土雙向攪拌樁是通過特制的機(jī)械――深層攪拌機(jī),利用同軸雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)桿以及可自動(dòng)伸縮的鉆頭,沿深度方向?qū)④浲僚c固化劑(水泥漿,可摻入一定量的外加劑)就地進(jìn)行強(qiáng)制攪拌,使土體與固化劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),形成具有一定整體性和一定強(qiáng)度的水泥土復(fù)合地基。

      1)處理范圍,河(塘)淤積較為嚴(yán)重,河(塘)淤積深淺不一,兩側(cè)橋臺(tái)的處理以及任何底下暗浜、土質(zhì)不好、不具備承載及摩擦強(qiáng)度的地基處理均可使用。

      2)樁體的設(shè)計(jì),釘形水泥土雙向攪拌樁的下部直徑采用50cm,擴(kuò)大頭直徑為100cm,樁長(zhǎng)由沉降及穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)果確定,一般樁長(zhǎng)為19米,擴(kuò)大頭高度4米,雙向攪拌樁在平面上呈正三角形布置。室內(nèi)配比試驗(yàn)水泥土90天強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1Mpa。

      3)主要材料要求及水泥摻量的確定,固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥,水灰比可選用0.50~0.60。外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料,但應(yīng)避免環(huán)境污染。添加劑為純凈的生石膏粉,水泥用量擴(kuò)大頭部分為200kg/m左右,下部為50kg/m左右。

      2 工程概況

      某公路工程總長(zhǎng)度為23.2km,在沿線路段中存在大量不良地基土,如軟粘土、粉質(zhì)土等。為有效解決此問題,決定選用釘形水泥土雙向攪拌樁用于軟基處理,為便于施工,選擇K50+100~K50+300段作為試驗(yàn)段,按照正三角形布設(shè),樁徑為500/1000mm,2.1m為樁間距,5m為擴(kuò)大頭高度,22~25m為樁長(zhǎng)范圍。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,可選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥用于施工,相比加固土體質(zhì)量,要求摻灰量達(dá)到其15%以上,按照0.5~0.6設(shè)置水泥漿水灰比,且將碎石墊層與雙向土工格柵鋪設(shè)到樁頂位置,厚度為60cm。

      3 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁的應(yīng)用要點(diǎn)

      1)施工準(zhǔn)備。在施工前期,應(yīng)先平整施工場(chǎng)地,且清理干凈地表障礙物,場(chǎng)地應(yīng)與樁機(jī)位移規(guī)定相符。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行施工放線及樁位確定。按照工藝性試樁結(jié)果,進(jìn)行各類技術(shù)參數(shù)的確定,如提升速度、工作壓力等,進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的制定。

      2)試樁。為對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控,更好地指導(dǎo)施工,在開工前期,應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁檢驗(yàn)。通過試樁可以進(jìn)行水泥漿液重度、輸漿量的準(zhǔn)確確定,且保證選取的輸漿泵滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。同時(shí)能夠?qū)ο裸@、提升施工的具體情況進(jìn)行全面掌握,對(duì)土層內(nèi)鉆頭進(jìn)入時(shí)電流改變情況進(jìn)行確定。

      3)定位樁機(jī)。在對(duì)釘形水泥土雙向攪拌樁放線定位后,可進(jìn)行打樁機(jī)安裝,并向樁位進(jìn)行就位。

      4)擴(kuò)大頭部位切土下沉。攪拌機(jī)打開后,向上部擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)直徑位置伸展葉片,順著導(dǎo)向架雙向深層攪拌機(jī)不斷向下進(jìn)行切土施工,除此之外,還需將水泥灰漿泵開啟,連續(xù)將水泥漿液噴灑到軟土層內(nèi),攪拌機(jī)械的兩組葉片一起正反向旋轉(zhuǎn),內(nèi)外鉆桿同一時(shí)間對(duì)土體進(jìn)行雙向切割攪拌,最終達(dá)到上部擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度。

      5)攪拌樁下部縮徑切土下沉。將內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向改變,促使葉片向樁體下部設(shè)計(jì)直徑位置收縮,攪拌機(jī)械兩組葉片同一時(shí)間進(jìn)行雙向旋轉(zhuǎn)且進(jìn)行土體攪拌切割,最終與設(shè)計(jì)要求深度相符,且在樁底位置不間斷地進(jìn)行漿液噴射,10秒為攪拌最短時(shí)間。

      6)雙向深層攪拌樁提升攪拌。灰漿泵關(guān)閉,攪拌設(shè)備提升,保證兩組葉片能夠?qū){液進(jìn)行同時(shí)攪拌,最終與擴(kuò)大頭底面位置相符。

      7)擴(kuò)徑部位提升攪拌。鉆桿旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)變,向上部擴(kuò)大頭直徑位置伸展攪拌機(jī)葉片,隨后將灰漿泵開啟,兩組葉片同一時(shí)間進(jìn)行雙向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土,最終與地表面位置相符。

      8)上部擴(kuò)大頭再次下沉攪拌?;覞{泵打開,一起進(jìn)行兩組葉片雙向旋轉(zhuǎn)攪拌,最終與擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度相符。

      9)上部提升再次攪拌。灰漿泵此時(shí)應(yīng)關(guān)掉,并及時(shí)進(jìn)行攪拌機(jī)提升,同時(shí)進(jìn)行兩組葉片正反方向施工,最終與地表面位置相符,并結(jié)束攪拌施工。選取人工方式對(duì)樁頂進(jìn)行修整,并將機(jī)械移走。

      4 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁質(zhì)量控制措施

      1)控制要點(diǎn)。遵循設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行漿液配置,在0.5到0.6之間控制水泥漿水灰比,如地基具有較高含水量,則選取0.5。其重度控制在每立方1.73g。要求不間斷供給漿液,均勻拌和,如必須停止注漿,需由停漿前1m位置進(jìn)行攪拌機(jī)鉆頭放置,當(dāng)供漿恢復(fù)后即可進(jìn)行施工。當(dāng)停漿時(shí)間在3小時(shí)以上,為避免漿液固結(jié)對(duì)管道造成堵塞,需把輸漿管拆除,隨后進(jìn)行清理。當(dāng)噴射漿液時(shí)量不夠,需進(jìn)行補(bǔ)樁施工,補(bǔ)樁樁長(zhǎng)與噴漿量必須控制在設(shè)計(jì)值以上。在擴(kuò)大頭1到2m以下位置時(shí),如釘形水泥土雙向攪拌樁直徑較大,需將攪拌機(jī)下沉、提升速度適當(dāng)減緩,以此將樁段的噴漿量、攪拌次數(shù)適當(dāng)增加,確保過渡段質(zhì)量提升。樁距偏差需控制在-50mm至+50mm范圍內(nèi);且在1%以下控制垂直度誤差。在澆筑整個(gè)樁體時(shí),應(yīng)避免夾心層問題出現(xiàn),做到均勻注漿。壓漿環(huán)節(jié)則不得出現(xiàn)斷漿等問題,應(yīng)確保輸漿管不被堵塞。當(dāng)出現(xiàn)堵塞管道問題,則及時(shí)暫停施工,選取相關(guān)措施處理后,需即可下沉攪拌鉆具,深度為1m左右,隨后才能進(jìn)行注漿施工,此后就能正常攪拌施工,避免斷樁問題出現(xiàn)。

      2)質(zhì)量檢驗(yàn)。(1)成樁質(zhì)量檢查。要求在公路工程施工整個(gè)環(huán)節(jié)貫穿釘形攪拌樁質(zhì)量檢查工作,施工環(huán)節(jié)需實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工、計(jì)量記錄等進(jìn)行檢查,且根據(jù)施工要求,檢查所有樁的質(zhì)量。檢查的核心在于提升、下沉攪拌機(jī)的速度;內(nèi)外鉆桿旋轉(zhuǎn)速度;停漿施工措施;樁長(zhǎng)施工時(shí)間及單樁施工時(shí)間等。(2)樁身質(zhì)量檢測(cè)。釘形攪拌樁在7天成樁后,為確定其樁體成型及均勻攪拌,可選取淺部開挖的方式進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè),且對(duì)樁身直徑進(jìn)行檢驗(yàn),1%為其檢查頻率,且根數(shù)控制在3根以上;標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)則需在成樁28天后實(shí)施,與整體樁數(shù)相比,該環(huán)節(jié)樁數(shù)應(yīng)選取其5%左右,同樣也是在3根以上。通過試驗(yàn)得出,0.8Mpa為樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度最小值。則取芯時(shí)釘形攪拌樁擴(kuò)大頭位置應(yīng)在小直徑樁外側(cè),利用芯樣可綜合評(píng)定樁長(zhǎng)、擴(kuò)大頭長(zhǎng)度等。(3)承載力檢測(cè)。通過復(fù)合地基靜載試驗(yàn)、單樁載荷試驗(yàn)進(jìn)行釘形攪拌樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)。如115Kpa為本工程設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力,140KN為單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。要求在樁身強(qiáng)度與荷載試驗(yàn)相符的情況下進(jìn)行復(fù)合地基承載力試驗(yàn),且在完成攪拌樁施工28天后實(shí)施該試驗(yàn),其檢驗(yàn)樁數(shù)應(yīng)控制在3根以上。

      5 結(jié)束語

      綜上所述,自改革開放以來,我國交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展速度越來越多,公路建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。在不良地基修建公路工程已成為常態(tài),但如何保證做好地基處理工作,如何保證工程質(zhì)量仍是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在軟土地基處理中合理應(yīng)用釘形水泥土雙向攪拌樁,不僅能夠縮短工期,加快施工進(jìn)度,還能有效控制施工質(zhì)量,降低沉降量,因此該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

      參考文獻(xiàn)

      [1]胡煥校,范俊海,羅大生,胡峰.路堤荷載下基于上下樁徑比的釘形水泥土雙向攪拌樁承載機(jī)理研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2012(03).

      [2]鄧勝兵,暴金龍,何康,陳永卿,劉曉健.加新型外加劑的釘形水泥土雙向攪拌樁+塑料排水板施工工藝研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2012(03).

      [3]和禮紅,李艷,張妮娜,秦亞瓊.釘形水泥土雙向攪拌樁樁身強(qiáng)度差異原因分析與檢測(cè)探討[J].巖土力學(xué),2010(S1).

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