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摘要:文章主要針對(duì)水利工程水泥攪拌樁施工工藝與質(zhì)量控制問(wèn)題進(jìn)行了分析與探討。
關(guān)鍵詞:水利工程,水泥攪拌樁,施工質(zhì)量,控制
水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑,是軟基處理的一種有效形式,利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢瑁顾嗯c土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強(qiáng)度。通過(guò)配有專(zhuān)用鉆頭的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和,使一定范圍的軟土硬結(jié)而提高整體地基的復(fù)合強(qiáng)度。這種方法適用于處理軟土,處理效果顯著,特別是處理水利水電工程加固飽和軟黏土地基處理后可很快投入使用。
1施工準(zhǔn)備
1.1攪拌樁施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整,清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹(shù)根和生活垃圾等)。場(chǎng)地低洼時(shí)應(yīng)回填粘土,不得回填雜土。
1.2水泥攪拌樁應(yīng)采用合格等級(jí)強(qiáng)度普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計(jì)量。使用前,承包人應(yīng)將水泥的樣品送中心試驗(yàn)室或監(jiān)理工程師指定的試驗(yàn)室檢驗(yàn)。
1.3水泥攪拌樁施工機(jī)械應(yīng)配備電腦記錄儀及打印設(shè)備,以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監(jiān)理工程師每天收集電腦記錄一次。
1.4水泥攪拌樁施工機(jī)械必須具備良好及穩(wěn)定的性能,所有鉆機(jī)開(kāi)鉆之前應(yīng)由監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部組織檢查驗(yàn)收合格后方可開(kāi)鉆。
2施工流程
樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。
樁位放樣:根據(jù)樁位設(shè)計(jì)平面圖進(jìn)行測(cè)量放線,定出每一個(gè)樁位,誤差要求小于鉆機(jī)定位:依據(jù)放樣點(diǎn)使鉆機(jī)定位,鉆頭正對(duì)樁位中心。用經(jīng)緯儀確定層向軌與攪拌軸垂直,調(diào)平底盤(pán),保證樁機(jī)主軸傾斜度不大于1%。鉆 進(jìn):?jiǎn)?dòng)鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)深度,在鉆進(jìn)過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)噴漿泵,使水泥漿通過(guò)噴漿泵噴入被攪動(dòng)的土中,使水泥和土進(jìn)行充分拌合。在攪拌過(guò)程中,記錄人應(yīng)記讀數(shù)表變化情況。重復(fù)攪拌和提升:采用二噴四攪工藝,待重復(fù)攪拌提升到樁體頂部時(shí),關(guān)閉噴漿泵,停止攪拌,樁體完成,樁機(jī)移至下一樁位重復(fù)上述過(guò)程細(xì)碎機(jī)。
3實(shí)施過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)
3.1工藝性試樁
在工程位置大面積施工之前,應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的水泥攪拌樁成樁試驗(yàn)(一般不宜少于5根),匯總試樁結(jié)果應(yīng)得到以下要求及相關(guān)技術(shù)參數(shù):①滿足設(shè)計(jì)水泥用量的各種技術(shù)參數(shù),如鉆進(jìn)速度、攪拌速度、提升速度等。②確定“四攪四噴”施工工藝流程:場(chǎng)地平整→測(cè)量放樣→樁機(jī)就位→制備水泥漿→第一次預(yù)攪下沉→第一次提升噴漿攪拌→第二次攪拌噴漿下沉→第二次提升噴漿攪拌→成樁結(jié)束。
3.2制漿質(zhì)量的控制
按設(shè)計(jì)給定的水灰比(水和水泥按重量比嚴(yán)格控制)在制漿罐中進(jìn)行拌制,備好的漿液還應(yīng)不停地?cái)嚢?,使其均勻穩(wěn)定,不得離析或停置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),超過(guò)2 h的漿液應(yīng)降低標(biāo)號(hào)使用;漿液倒入集料時(shí)應(yīng)加篩過(guò)濾,以免漿內(nèi)結(jié)塊,損壞泵體。
3.3泵送漿液質(zhì)量的控制
泵送漿液前,管路應(yīng)保持潮濕,以利于輸漿。泵送漿液過(guò)程中,泵的壓力必須足夠和穩(wěn)定,供漿必須連續(xù),拌和必須均勻。如遇到漿液硬結(jié)堵管,必須立即拆卸輸漿管道,清洗干凈。
3.4樁長(zhǎng)的控制
采用電子自動(dòng)記錄控制法。要求每臺(tái)樁機(jī)配備電子自動(dòng)記錄儀(電子自動(dòng)記錄儀能準(zhǔn)確的記錄開(kāi)鉆、終鉆時(shí)間、漿液流量及鉆孔深度),開(kāi)鉆同時(shí)打開(kāi)電腦自動(dòng)記錄儀進(jìn)行記錄,以便掌握鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度,確保樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)要求。
3.5單樁水泥用量的控制
1)控制好水灰比。按成樁試驗(yàn)確定的配合比制備水泥漿,以婆氏比重計(jì)不定期檢測(cè)漿液稠度,不得隨意亂調(diào)水灰比。
2)控制好輸漿泵。泵必須有足夠的壓力和持久穩(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(lái)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,沒(méi)有剩余。
3.6樁機(jī)操作的控制
1)柱機(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。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。
3)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。
4)攪拌機(jī)提升至地面以下1 m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0.5 m處,待恢復(fù)供漿后再?lài)姖{提升。
5)根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要在地面下一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)攪拌時(shí),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。
6)根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)來(lái)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。
4施工后的質(zhì)量檢測(cè)控制要點(diǎn)
4.1樁的質(zhì)量檢測(cè)
1)輕型動(dòng)力觸探(N10)檢測(cè)
施工單位按照5%的檢測(cè)頻率,在成樁1~3 d內(nèi),采用輕型動(dòng)力觸探(N10)檢測(cè)樁身的強(qiáng)度。根據(jù)貫入30 cm的錘擊數(shù)來(lái)判定樁上部強(qiáng)度是否合格。檢測(cè)出來(lái)的錘擊數(shù)如大于等于設(shè)計(jì)給定錘擊數(shù),則認(rèn)為樁的上部強(qiáng)度合格;否則,則認(rèn)為不合格。
2)抽芯取樣檢測(cè)
在成樁28 d后采用抽芯取樣檢測(cè),可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況,樁身的長(zhǎng)度、強(qiáng)度和完整性。
4.2樁的質(zhì)量評(píng)定
1)單樁評(píng)定
第一類(lèi)樁:①樁長(zhǎng)、樁徑滿足設(shè)計(jì)要求,整體噴漿均勻,無(wú)斷漿現(xiàn)象。②復(fù)攪段的樁芯完整且連續(xù),呈柱狀,復(fù)攪段以下,能取出完整的柱狀芯樣。③樁身上、中、下段強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。④所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。
第二類(lèi)樁:①樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,整樁噴漿局部不均勻,但無(wú)斷漿現(xiàn)象。②復(fù)攪段的芯樣大部分完整,呈現(xiàn)柱狀,可制成等高試件做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),局部松散呈塊片狀;復(fù)攪段以下,能取出芯樣,芯樣不完整,呈可塑狀。③復(fù)攪段強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求,復(fù)攪段以下有一定的強(qiáng)度。④所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%;當(dāng)取芯率小于65%時(shí),標(biāo)貫擊數(shù)須大于設(shè)計(jì)要求。
第三類(lèi)樁:①樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。②樁體噴漿不均勻,有斷漿現(xiàn)象。③復(fù)攪段的芯樣松散無(wú)粘聚,大部分呈塊片狀,不能制成等高試件。④復(fù)攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣。⑤所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%;且標(biāo)貫擊數(shù)小于設(shè)計(jì)要求。
第一類(lèi)為優(yōu)良樁;第二類(lèi)為合格樁;第三類(lèi)為不合格樁。
2)復(fù)合地基承載力評(píng)定
復(fù)合地基承載力必須滿足設(shè)計(jì)要求。
3)綜合評(píng)定
單樁評(píng)定都是第二類(lèi)樁以上,其中第一類(lèi)樁占85%以上。且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求,其他指標(biāo)合格時(shí)評(píng)定為優(yōu)良;單樁評(píng)定都是第二類(lèi)樁以上,其中第一類(lèi)樁應(yīng)占60%以上,且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求,其他指標(biāo)合格時(shí)評(píng)定為合格。
4.3質(zhì)量檢查
1)輕便觸探法 成樁7天可采用輕便能探法檢驗(yàn)樁體質(zhì)量。用輕便觸探器所帶勺鉆,在樁體中心鉆孔取樣,觀察顏色是否一致,檢查小型土攪拌均勻程度、根據(jù)輕便觸探擊數(shù)與水泥土強(qiáng)度的關(guān)系,檢查樁體強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,輕便能探法的深度一般不大于4m。
2)鉆芯取樣法 成樁28天后,用鉆芯取樣的方法檢查樁體完整性,攪拌均勻程度,樁體強(qiáng)度、樁體垂直度。鉆芯取樣頻率為1%~1.5%。 水泥攪拌樁樁徑一般為500MM~550MM,最大為600MM,固化劑常用等級(jí)強(qiáng)度為32.5/42.5。
參考文獻(xiàn):
[1]水利工程水泥攪拌樁技術(shù)的探討[DB].2010.