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        公路工程施工中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用

        發(fā)布時(shí)間:2018-06-26 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:


          摘 要:在公路工程施工中,軟基處理是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),如何對(duì)軟基進(jìn)行加固,提升路基穩(wěn)定性和承載能力,是需要工程技術(shù)人員深入研究的課題。將水泥攪拌樁應(yīng)用到公路工程施工中,能夠有效滿足對(duì)基礎(chǔ)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的需求,而且施工速度快,效果顯著。
          關(guān)鍵詞:公路工程施工;水泥攪拌樁技術(shù);應(yīng)用
          1水泥攪拌樁技術(shù)
          江北高速公路第三標(biāo)段水泥攪拌樁設(shè)計(jì)樁徑0.5m,設(shè)計(jì)樁間距1.5m,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)6.0m,三角形布置。本項(xiàng)目水泥攪拌樁采用噴漿法,采用雙向攪拌機(jī),攪拌樁施工機(jī)械動(dòng)力大于45KW 以上。
          水泥土攪拌樁,是一種針對(duì)軟弱土層進(jìn)行加固的工藝技術(shù),將水泥作為固化劑,通過攪拌設(shè)備,在地基深層對(duì)水泥和軟土層進(jìn)行強(qiáng)制攪拌,通過相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng),使得軟土能夠固結(jié)成具備較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。水泥土攪拌樁的加固,主要是利用了水泥與土層之間的物理化學(xué)反應(yīng),水泥的摻量相對(duì)較少,通常不會(huì)超過需要加固土體的 15%,水泥本身與黏土的混合并不充分,黏土較大表面積以及活性會(huì)導(dǎo)致水泥土硬化速度緩慢,過程也較混凝土硬化更加復(fù)雜。通常來講,在土木工程中,水泥土攪拌樁的加固原理包括了三個(gè)過程:一是水泥水解和水化,其對(duì)于水的需求較大,如果土層中含水量低,同時(shí)選擇噴粉施工,會(huì)導(dǎo)致施工難度增大,水解反應(yīng)和水化反應(yīng)無(wú)法順利實(shí)現(xiàn),影響加固效果;二是碳酸化,在施工環(huán)節(jié),水泥攪拌樁由于水泥與土壤的不充分混合,必然會(huì)存在土塊和水泥塊,在這種情況下,想要提升總體強(qiáng)度,需要做好充分?jǐn)嚢瑁_保水泥能夠均勻分布到土壤中;三是黏土顆粒與水泥水化物的反應(yīng),如離子交換反應(yīng)、凝硬反應(yīng)等,與水泥水化反應(yīng)密切相關(guān),要求土壤含水量適中。
          2噴漿法水泥攪拌樁施工工藝(施工工藝見圖 2-1水泥攪拌樁施工工圖)
          2.1施工準(zhǔn)備
          進(jìn)行攪拌樁施工的場(chǎng)地,事先應(yīng)整平,整平高程見設(shè)計(jì)圖表,必須清除地面以下的一切障礙物(包括樹根和垃圾等),準(zhǔn)確地進(jìn)行樁位放樣,場(chǎng)地低洼或水塘地段應(yīng)先排水清淤后再回填砂(不得回填雜填土)至整平高程。
          2.2漿液的配置與輸送:
         、倥浜媳龋阂(jīng)過試樁確定,備好滿足設(shè)計(jì)要求的水泥,并按規(guī)定頻率進(jìn)行抽檢試驗(yàn),一般選用的是p.o32.5#水泥。根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求,確定水泥摻入比。水泥漿液的配制要嚴(yán)格控制水灰比,一般為0.45~0.55,比重一般為1.65~1.7,要求調(diào)制出的水泥漿有較好的流動(dòng)性、和易性。施工中可用泥漿比重計(jì)控制水泥漿稠度來確保最佳的水灰比。②配制與輸送:攪拌灰漿時(shí),應(yīng)先加水,然后按水泥順序投料,每次灰漿攪拌時(shí)間不得少于4min,應(yīng)將水泥漿充分拌勻。水泥漿從灰漿拌和機(jī)倒入集料斗時(shí),必須過濾篩,把水泥硬塊剔出。集料斗的容量一般為0.8m3,就可以保證一定的余量,不會(huì)因漿液供應(yīng)不足而斷樁,也不會(huì)因漿液過多產(chǎn)生沉淀而引起漿液濃度不足。
          2.3鉆機(jī)操作步驟如下:
          1)鉆機(jī)定位;2)鉆桿下沉鉆進(jìn);鉆進(jìn)速度0.8~1.5m/ min;到達(dá)硬層后提前噴漿間歇一定時(shí)間,再提升鉆具,速度≤0.8m/min,確保底部有足夠的灰量;3)上提噴漿,提升至地面以下1m 時(shí),宜用慢速,當(dāng)噴漿口即將出地面時(shí),停止提升,攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實(shí);4)重復(fù)攪拌下沉、噴漿;5)重復(fù)攪拌提升,直至離地面0.3~0.5m;全樁進(jìn)行復(fù)攪,復(fù)攪及提升速度<0.8m/分鐘,將剩余水泥漿噴完。檢查漿桶中水泥漿是否噴完,如沒噴完,重復(fù)以上步驟直至水泥漿噴完。6)關(guān)閉攪拌機(jī)械;當(dāng)上述工作完成之后,關(guān)閉鉆機(jī),移至下一樁位施工。若要停止施工,應(yīng)關(guān)閉機(jī)械,并向集料斗中注入適量清水,開啟灰漿泵清洗全部管路中的殘留水泥漿,并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。7)填筑砂墊層,并壓實(shí)。
          2.4攪拌樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及工程質(zhì)量檢驗(yàn)
          樁身配方試驗(yàn)強(qiáng)度為1.4Mpa,在工程施工前必須通過室內(nèi)配方試驗(yàn)的檢驗(yàn),并且進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)以掌握對(duì)該場(chǎng)地的成樁工藝及多種技術(shù)參數(shù),成樁工藝性試驗(yàn)樁數(shù)不宜小于5 根。(1)水泥用量的誤差不得小于設(shè)計(jì)值。(2)為保證攪拌樁的垂直度,應(yīng)注意起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對(duì)地面的垂直度,垂直度偏差不得大于1.5%。(3)樁位偏差不得大于10cm,樁徑、樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)值。(4)攪拌機(jī)下沉或提升的時(shí)間應(yīng)有專人記錄,時(shí)間誤差不得大于5 秒。(5)成樁7 天后,應(yīng)進(jìn)行開挖檢查,觀測(cè)樁體成型情況及攪拌均勻程度,成樁28 天后應(yīng)進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)樁身無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),抽檢頻率為總樁數(shù)的1%~2%,取芯位置宜在樁徑2/5 處,芯樣28天齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1Mpa,90天齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1.4Mpa。(6)成樁28 天后進(jìn)行載荷試驗(yàn),檢驗(yàn)單樁承載力和復(fù)合地基承載力,為總樁數(shù)的0.2%~0.5%,且不少于3 處,測(cè)定承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。(7)采用輕型動(dòng)力觸探儀、靜力觸探以及物探等勘探方法,對(duì)樁的均勻性和完整性進(jìn)行檢查。
          3水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施
          3.1原材料的質(zhì)量控制
          (1)水泥(固化劑)質(zhì)量是重點(diǎn),選擇的水泥品種和質(zhì)量需要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)定要求。水泥進(jìn)場(chǎng)前期,務(wù)必抽樣做安定性試驗(yàn)、膠砂強(qiáng)度等指標(biāo),符合要求后才可以進(jìn)行使用。進(jìn)場(chǎng)水泥數(shù)量需要符合施工進(jìn)度的要求,不合格或過期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥禁止進(jìn)場(chǎng)使用。(2)施工用水要選用人畜飲用水。如使用自然水源需做水質(zhì)解析,檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)后才能使用。
          3.2樁長(zhǎng)的控制
          (1)鉆桿標(biāo)線控制法:施工前期要測(cè)量鉆桿長(zhǎng)度,可以使用紅色油漆在鉆桿上表明樁長(zhǎng)的顯著標(biāo)志(樁長(zhǎng)應(yīng)大于設(shè)計(jì)需求),便于掌控鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度,保障設(shè)計(jì)樁長(zhǎng);(2)度盤讀數(shù)控制法:鉆機(jī)上還存在一個(gè)控制鉆桿鉆入深度的圓盤,通過指針讀數(shù)可直接表明出鉆樁的長(zhǎng)度。(注意開鉆前期,指針讀數(shù)務(wù)必為零)。
          3.3單樁水泥用量的控制
         。1)掌控好水灰比。依單樁長(zhǎng)和設(shè)計(jì)給予的每米水泥用量驗(yàn)算出單樁水泥用量,嚴(yán)格依設(shè)計(jì)給出的水灰比實(shí)施制漿,不能任意調(diào)制水灰比;(2)掌控好輸漿泵。泵務(wù)必有充足的壓力和持久穩(wěn)定的輸漿能力,輸漿量必須與樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度相匹配(這點(diǎn)是靠施工經(jīng)驗(yàn)和試樁技術(shù)參數(shù)得來的);(3)控制好樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度。確保單樁施工完畢后,為該樁所配制的水泥漿能全部用完,不得有剩余。總之,只有控制好單樁的水泥用量,樁身強(qiáng)度才有保證。
          3.4樁機(jī)操作的控制
         。1)樁機(jī)對(duì)位后,精調(diào)樁身豎直度,使攪拌軸保持垂直;(2)啟動(dòng)攪拌鉆機(jī),鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下鉆進(jìn)。同時(shí),啟動(dòng)壓力泵工作,邊鉆進(jìn)邊噴漿;(3)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停鉆,關(guān)閉攪拌鉆機(jī),鉆進(jìn)結(jié)束;(4)再次啟動(dòng)攪拌鉆機(jī),鉆頭呈反向邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴漿,使土體的水泥漿進(jìn)行初步拌和;(5)攪拌機(jī)提升至地面以下1.0m時(shí)宜用慢速;當(dāng)噴漿口即將出地面時(shí),應(yīng)停止提升,攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實(shí)。施工時(shí)因故停漿,為防止斷樁和缺漿,應(yīng)使攪拌機(jī)下沉至停漿面以下0.5m處,待恢復(fù)供漿后再噴漿提升;(6)根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面下一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)攪拌。鉆頭邊旋轉(zhuǎn)、邊鉆進(jìn)、邊噴漿至設(shè)計(jì)要求復(fù)拌的深度后,再反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升。使受到攪動(dòng)的土塊被充分粉碎,土體和水泥漿能充分拌和均勻;(7)根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)來指導(dǎo)施工,F(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)詳細(xì)記錄每米下沉?xí)r間、提升時(shí)間,記錄送漿時(shí)間、停漿時(shí)間以及施工樁長(zhǎng)等參數(shù)的變化。
          結(jié)語(yǔ)
          隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和公路建設(shè)的發(fā)展,各種公路建設(shè)工藝必將會(huì)憑借自身優(yōu)勢(shì)得到推廣,但很多地區(qū)的公路出現(xiàn)了諸多問題,給人們的出行帶來了很大的不便。不可否認(rèn),我國(guó)公路工程施工還有很多缺陷,需要人們進(jìn)行不斷的探索和研究。對(duì)公路工程質(zhì)量進(jìn)行控制十分有必要,這對(duì)于方便人們的出行,保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全,推動(dòng)社會(huì)發(fā)展都有重要意義。提高公路施工質(zhì)量還有很多工作要做,促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)健康發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)。
          參考文獻(xiàn)
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