謝國容,熊永波
(貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550000)
某高速公路工程U標段所在地區(qū)的地形地勢開闊平坦,但沿線水網(wǎng)密布,分布有諸多河流溝渠。沿線所在場地為沖擊平原地貌,其高程在11~13 m范圍內,由砂土(粉土)、第四系與粉質粘土等部分組成。工程設計采用水泥攪拌樁對主線路基進行處理,現(xiàn)以本工程為例,對其樁基施工設計與控制作如下分析。
該合同段采用水泥攪拌樁進行處理的路基段包括:K67+350.5~K67+390.5段;K67+434.4~K67+474.5段;K68+591.5~K68+631.5段;K68+700.5~K68+740.5段;K71+387~K71+417段;K71+425~K71+455段;K71+801.5~K71+841.5段;K71+885.5~K71+925.5段;K72+298.5~K72+338.5段;K72+391.5~K72+431.5段等,除一般路基段外,還包括涵洞路基與橋頭路基。樁基處理總長在380 m左右,根據(jù)圖紙,需布置14 171根樁,其總長為141710 m。樁基布置按正三角形進行,樁徑50 cm,水泥采用32.5普硅水泥,水灰比為0.45~0.55,水泥劑量按12%~15%控制,除樁頂6 m之內水泥劑量取55 kg/m外,其它均為50 kg/m,樁基形成后,其單樁承載力需要達到120 KN以上。
設計在K68+591.5~K68+631.5段進行首件樁布置,樁徑50 cm,按1.2 m、1.5 m和1.8 m三種樁間距布置,樁長共17 080 m,成型后呈正三角形,樁長相同,均為10 m,預壓9個月。根據(jù)設計要求,以32.5普硅水泥為固化劑,水泥劑量取50 kg/m,7 d與28 d強度分別應達到700 KPa、1 350 KPa以上,且單樁承載力必須達到120 KN以上。
做好清表,并利用推土機將地面整平。
組織施工和管理人員并開展詳細的技術與安全交底,確定安全與質量隱患,明確各項注意事項,以提高全體人員安全和質量意識。
組織施工材料進場,進場的材料必須具備齊全的證書,同時還要做好取樣送檢,經(jīng)檢驗確認合格后方可在施工中使用。
做好施工的臨時用水和用電,以及施工便道的鋪設,在便道兩側應開挖排水溝,溝寬以0.5 m為宜。
施工開始前對鉆桿的長度進行丈量,并做好相應的標記,用于隨時了解實際鉆進深度及復攪的深度,使實際的樁長達到設計要求。
將建設方提供的基準點作為依據(jù),建立閉合導線控制網(wǎng),并根據(jù)這一控制網(wǎng),對軸線進行測量與設置,然后結合軸線完成對所有細部的測量與設置。施工開始前,對測量基準點進行檢查與復核,根據(jù)實際需要增加水準點與控制點,并完成控制網(wǎng)的建立,為施工放樣奠定良好基礎。將樁位測放出以后,要設置專門的標記,復核完成并確認無誤后開始施工。
(1)定位
樁機可利用行走系統(tǒng)實現(xiàn)移動,在樁機到達設計要求的樁位后,使其對中。如果地面有很大起伏,則也設置液壓裝置來平衡,確保樁機處于完全水平。之后對鉆桿的長度和鉆頭的直徑進行檢查,確認無誤后開始后續(xù)作業(yè)。
(2)水泥漿制備
水泥劑量根據(jù)土體質量確定,即土體質量0.15倍,水灰比取1∶0.5。在施工中,若需要加水,則必須使用定量容器,以此對用水量予以嚴格控制。另外,水泥漿要在樁機下到設計要求的深度以后開始制備。將水泥漿制備好后應均勻攪拌,避免離析,在泵送時要保持連續(xù),制漿設備中的水泥漿應始終處于攪拌狀態(tài),現(xiàn)場的工作人員要做好泵送時間及數(shù)量的記錄。
(3)預拌下沉噴漿
在樁基冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常運作后,開啟樁機并對吊索進行放松,促使樁基沿導向架不斷下沉和攪拌,對于下沉速度,需使用電流監(jiān)測表實時控制。一般情況下下沉速度不能超過0.8 m/min,且正常工作時的電流應控制在70A以內。在噴漿攪拌時,應持續(xù)對水泥漿進行攪拌。期間隨時對設備實際運行情況與地層發(fā)生的變化進行檢查, 在確認鉆頭下沉到設計要求的深度以后方可停鉆。
(4)提升噴漿攪拌
對鉆頭進行提升并噴漿攪拌,在噴漿時,應通過攪拌使水泥漿和土體充分結合,并防止水泥漿發(fā)生離析,實際的噴漿量采用計算機自動記錄和控制,在與地面相距50 cm后結束噴漿。如果施工因故中斷,則要在恢復前將樁機下沉到中斷點以下1 m處,且中斷的時間不能超過3 h,否則水泥漿凝結導致堵管,此時要將管路取出進行沖洗。
(5)二次攪拌噴漿
在第一次噴漿攪拌結束后,開始第二次下沉、噴漿和攪拌,方法與上述相同。
(6)清洗
如果樁機施工完全停止或間歇很長時間,則要向攪拌桶中添加數(shù)量清水,并開啟泵機對管路中殘留水泥漿進行沖洗,到基本干凈為止。同時還要把粘附于樁機頭上的土清除干凈。
(7)樁機移位
完成一根樁基的施工后,將樁機盡快移動到下一根樁的位置,對上述工序予以重復。
(8)樁頭回填
施工至與頂端相距0.5 m的位置后,由于土壓相對較小,所以攪拌質量會明顯變差,此時即可將樁機移位,由人工進行樁頭回填,回填材料除水泥外,還需添加適量石灰,在翻挖、攪拌至均勻后將其分層壓實。
在樁基施工結束后,應盡快進行檢測,在檢測項目中,輕型觸探檢測、抗壓強度試驗與荷載試驗是三個必須完成的項目,其中,載荷試驗還包括單樁試驗與復合地基試驗兩部分。樁基檢測合格的標準為:
(1)7 d與28 d抗壓強度分別應達到0.7 MPa、1.35 MPa以上;
單樁承載力試驗值與復合地基整體承載力試驗值均達到標準,符合設計要求。
綜上所述,水泥攪拌樁技術在高速公路工程中的應用能有效改善路基技術狀況,但想要達到理想的效果,一方面要根據(jù)工程實際情況,結合總體設計要求,做好樁基施工設計,以此為樁基施工順利進行奠定良好基礎,提出必要的依據(jù);另一方面則是要在施工中重視并加強施工控制,包括施工準備、測量放樣、工序控制及成樁檢測。截至目前,本工程樁基施工已經(jīng)順利完成,經(jīng)檢測樁基質量合格,無論是強度,還是單樁及復合地基的實際承載力,都能達到預期設計要求,說明本工程樁基設計與施工控制合理有效,值得參考借鑒。