對路橋工程中漿噴樁加固軟土地基施工技術分析
前言：
高速公路是國民經濟的重要命脈，由于其特有的靈活性和優(yōu)越性，發(fā)揮著其他運輸方式不可替代的作用，公路建設又是國家最主要的基礎產業(yè)之一，它的迅速發(fā)展，對于促進國民經濟，拉動其他相關產業(yè)的發(fā)展有非常重要的意義。以下是作者結合具體的工程實例對漿噴樁加固軟土地基技術進行的具體論述。
1 工程概況
在某高速公路項目合同段主線全長4.8km,匝道2.5km,臨時便道2.7km,被交路1.5km,涵洞、通道處理段和橋頭路段用漿噴樁處理軟土地基段落長度5179m, 設計樁60391根,樁長634388m,漿噴樁直徑 0.5m,間距為 1.3m～1.5m, 樁長6m～19m,樁位平面布置呈正三角形(梅花形)。高速公路標地分布的不良地質體主要為軟土, 其巖性以淤泥質亞黏土及淤泥質黏土為主, 局部為淤泥, 軟塑～流塑狀,具有天然含水量大、高壓縮性、力學強度低等特點,工程性質極差,尤其在地震作用及振動載荷的作用下,易產生側向滑移,不均勻沉降及蠕變等工程地質病害,軟基處理的好壞,直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運營性質及工程的經濟性, 因此控制漿噴樁施工質量的意義重大。
2 漿噴樁加固原理
漿噴樁加固軟土地基實際上就是水泥加固的過程, 即采用特制的機械設備把水泥漿送入地下,軟土與水泥漿進而發(fā)生的一系列物理化學反應形成復合地基的過程。
1) 水泥的水解和水化反應。漿噴樁施工是首先將水泥拌和成水泥漿,水泥中各種鈣質礦物和水完成部分水解和水化反應后,再和軟土中的水繼續(xù)進行水解和水化反應, 生成鈣質化合物,這是形成復合地基強度的主導因素。2) 黏土顆粒與水泥水化物的作用。a.離子交換和團粒化作用。黏土中的化合物表面帶有各種離子, 它們和水泥水化生成的鈣離子進行當量吸附交換, 從而提高土體強度;又由于軟土本身具有膠凝性,再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結合起來, 形成水泥土堅固連接的團粒結構,使水泥土的強度大大提高。b.凝硬反應。隨水泥水化作用生成的鈣離子超出交換所用的數(shù)量時,這部分鈣離子就與組成黏土的化合物反應,生成許多不溶于水的結晶化合物并逐漸硬化,同樣大大地增強了水泥土的強度和水穩(wěn)性。
3 漿噴樁現(xiàn)場施工控制
3.1施工準備
3.1.1施工現(xiàn)場準備
進行漿噴樁施工的場地, 必須按照設計要求的標高進行平整,清除一切障礙物、雜物。
3.1.2施工機械準備
漿噴樁施工機械必須選用配有全自動電腦記錄儀的定型產品,施工前必須經當?shù)赜嬃坎块T檢驗標定并簽封; 鉆機導向架內外側都必須標有醒目的刻度(由上而下1m標一個刻度), 以便施工時隨時觀察下鉆深度;鉆機導向架中間掛有能反映鉆機垂直度的標線;每臺樁機必須配備明示標牌,標明施工技術要求、樁機資料、施工配合比等; 施工現(xiàn)場必須同時配備能測量泥漿比重的比重計。
3.1.3施工物資準備
現(xiàn)場庫存必須滿足施工2d的經過檢驗合格、質量穩(wěn)定的大型廠家生產的水泥和減水劑。
3.2現(xiàn)場施工工藝控制細則
3.2.1主要施工順序
放線定樁位鉆機就位下鉆噴漿至硬土層邊攪拌邊提升鉆桿至樁頂(地面以下50cm 處停止攪拌)全程復攪一次(如整樁設計漿量還有剩余, 應在復攪中繼續(xù)噴完)提升至地面關閉攪拌機械移至下一樁位繼續(xù)施工。
3.2.2施工技術要求
根據(jù)工藝試樁確定的各種施工參數(shù)制定施工要點, 必須嚴格遵守,各項技術參數(shù)如下: 水灰比為 0.45, 水泥用量為 55kg/m,減水劑為水泥用量的0.8%, 水泥漿液攪拌時間必須不少于3min,水泥漿比重在1.75～1.80之間; 下鉆噴漿速度小于1.0m/min;提升速度在 0.4m/min～0.7m/min 之內; 樁身垂直度不大于1.5%; 采用下鉆噴漿, 噴漿口設在鉆頭最下層葉片左側,以有利于鉆進潤滑和多復攪一遍, 又能保證噴漿長度。
3.2.3施工工藝( 二噴四攪一停)
1) 定位。將攪拌機安裝調試, 待轉速、空氣壓力及計量設施正常后,對中雙向調整鉆機垂直度,再開始就位。2) 鉆進噴漿、復攪提升。將攪拌頭對準設計樁位, 啟動電機, 待攪拌頭轉速正常后,邊旋轉切土邊下沉, 在鉆進過程中保持連續(xù)噴漿; 鉆進至設計深度或持力層后原地噴漿攪拌1min 后,同時攪拌提升, 直至離地面50cm, 再重新邊噴漿邊攪拌至樁底,至樁底后停止鉆進, 連續(xù)噴漿1min,最后攪拌提升至地面。3) 移位。關閉電源, 移動設備,重復以上步驟。4)資料打印。成樁后, 必須在移動鉆機前打印施工過程資料和成樁資料,嚴禁移機后補打資料。
3.3施工質量控制要點
1)固化劑漿液應嚴格按預定的配合比拌制。制備好的漿液不得離析、不得停置過長(時間不超過2h);漿液倒入時應加篩過濾,以免漿內結塊,損害泵體。2) 泵送漿液前, 管路應保持潮濕,以利輸漿?，F(xiàn)場拌制漿液,應有專人記錄固化劑、減水劑用量, 并記錄泵送開始時間、結束時間。3) 根據(jù)成樁試驗確定的技術參數(shù)進行施工。操作人員應記錄每米下沉時間、提升時間, 記錄送漿時間、停漿時間等有關參數(shù)的變化。4) 供漿必須連續(xù), 拌和必須均勻。一旦因故停漿,為防止斷樁和缺漿,應使噴漿攪拌機下沉至停漿面以下1.0m, 待恢復供漿后再噴漿提升。如因故停機超過 3h,為防止?jié){液硬結堵管, 應先拆輸漿管路, 清洗后備用。5) 攪拌機提升至地面以下 2m 時宜用慢速;當噴漿口即將提出地面時,應停止提升,攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實。6) 漿噴樁施工中若發(fā)現(xiàn)噴漿量不足, 應在旁邊補樁1根, 復打的噴漿量仍不小于設計用量。7) 漿噴樁施工結束 28d并經檢驗合格后,方可填筑路基。8)合理安排樁位施工順序, 先施工一個區(qū)域四周的樁, 形成一個封閉的區(qū)域, 再逐漸往中心施工, 有利于整體的成樁質量和軟基處理效果。
4 質量檢驗
1) 漿噴樁施工允許偏差。
2) 成樁7d 內,施工單位先開挖自檢,觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度, 如實做好記錄, 檢查頻率為 1%, 開挖深度不小于1.5m,如發(fā)現(xiàn)凝體不良等情況,應報廢補樁。
3) 成樁28d后, 對不同軟土地質條件、不同樁長路段,分別在整樁長度范圍內進行鉆芯取樣, 并進行無側限抗壓強度試驗, 抽檢頻率不小于2%。同時進行靜載試驗, 檢測檢驗單樁極限承載力,檢測頻率不小于樁數(shù)的2%; 單樁復合地基極限承載力, 檢測頻率不小于樁數(shù)的2%。
5 結 語
正是由于施工前對水泥加固軟土的原理進行分析,對漿噴樁檢測實施細則進行學習,針對施工控制要點落實到過程控制中,同時又加強了對原材料的控制和現(xiàn)場的管理, 再有監(jiān)理的嚴格檢查、監(jiān)督工作,所施工的60391根漿噴樁, 總樁長634388 萬延米。在施工結束7d 后用輕便觸探器進行樁身質量檢查,同時量成樁的樁徑、樁距, 合格率100%, 成樁28d 后經省高指用鉆孔取芯、標準貫入檢查,優(yōu)良率達到 95%以上, 達到了預定的目標。
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