孫永峽

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司,成都,610091)

1 工程概況

本段水泥攪拌樁處理屬于新建漢宜高速鐵路荊州段,樁號為 DK217+262.9m～DK217+315m。水泥攪拌樁樁徑0.5m,樁長至硬底以下0.5m,且最小樁長不小于4m,樁間距1.1m,按等邊三角形布置,單樁及復(fù)合地基承載力分別為58.9kN、173kPa。

2 施工質(zhì)量控制

2.1 施工準備

平整施工場地。該段原為稻田,地勢較平,清除樁位以上的雜草、種植土即可,四周做好排水溝,并挖一蓄水池及沉淀池。

建水泥庫。將平整場地的棄土整理成平臺,壓實并硬化,水泥用彩條布覆蓋,能保證庫存量,確保水泥的檢驗周期及防止雨季由于水泥進場困難而導(dǎo)致的停工情況。

在鉆頭落地的情況下,準確標示出鉆桿“零”起點的位置,然后在樁機的鉆桿上準確畫出每米的深度標示線,并在設(shè)計樁長處做醒目標志。

水泥攪拌樁施工機械必須具備良好穩(wěn)定的性能,所有鉆機開鉆之前應(yīng)組織檢查驗收,電腦記錄儀、壓力表、密度計等各種儀器儀表必須進行標定。

試樁是尋求最佳的攪拌次數(shù)、確定水泥漿的水灰比、泵送時間、泵送壓力、攪拌機提升速度、下鉆速度以及復(fù)攪深度等參數(shù),以指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。

2.2 施工技術(shù)

2.2.1 工藝流程

樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調(diào)整鉆機→正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

2.2.2 施工方法

①樁位放樣。測量放出樁位軸線和高程,基礎(chǔ)的軸線和高程的控制樁,應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地點,并應(yīng)妥善加以保護。根據(jù)樁位布置圖布樁。

②鉆機就位。打樁機就位時,應(yīng)對準樁位,機身垂直,保證施工時不發(fā)生傾斜。

③正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度。為防止堵管,可帶漿下鉆,噴漿量應(yīng)小于總量的1/2,嚴禁帶水下鉆。

④第一次提鉆噴漿。到達設(shè)計高程后,開啟漿泵將水泥漿壓入地基內(nèi),先原地空轉(zhuǎn)幾圈后,再邊噴漿邊提升攪拌,提升速度嚴格按試樁確定的速度提升。

⑤重復(fù)攪拌下沉和提升。為保證水泥漿和土攪拌均勻,將鉆機重復(fù)攪拌下沉,至設(shè)計高程后再提升攪拌。為保證樁頭受力后不損壞,在重復(fù)攪拌的過程中,可在樁頭1m的范圍內(nèi)二次噴漿加固。

⑥成樁結(jié)束,移至下一樁位重復(fù)②至⑤步驟。

3 現(xiàn)場控制

安排專人負責水泥攪拌樁的施工,全過程旁站水泥攪拌樁施工?，F(xiàn)場技術(shù)員、鉆機長、現(xiàn)場負責人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標牌懸掛于鉆機明顯處,確保人員到位,責任到人。水泥攪拌樁開鉆之前,用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象,待水排盡后才下鉆。

為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足要求,在主機上懸掛了一吊錘,通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。對每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查,重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復(fù)攪次數(shù)。為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設(shè)計要求,機械配備了電腦記錄儀,同時現(xiàn)場配備了水泥漿比重測定儀,以供監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時抽查水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計要求。

水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時帶漿下鉆,避免堵管,噴漿量小于總量的1/2。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作,復(fù)攪時視情況提高檔位。每根樁的正常成樁時間不少于40min,噴漿壓力不小于0.4MPa。為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量,第一次提鉆噴漿時在樁底部停留30s,進行磨樁端,余漿上提過程中全部噴入樁體,且在樁頂部位進行磨樁頭,停留時間為30s。

施工時嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè),儲漿罐內(nèi)的儲漿不小于一根樁的用量加50kg。當施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,要求整樁復(fù)攪,復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量。如遇停電、機械故障原因噴漿中斷時,及時記錄中斷深度,在12h內(nèi)采取補噴處理措施,并將補噴情況填報施工記錄。補噴重疊段大于100cm,若超過12h采取補樁措施。

現(xiàn)場施工人員認真填寫施工原始記錄,記錄內(nèi)容應(yīng)包括:(1)施工樁號、施工日期、天氣情況;(2)噴漿深度、停漿標高;(3)灰漿泵壓力、管道壓力;(4)鉆機轉(zhuǎn)速;(5)鉆進速度、提升速度;(6)漿液流量;(7)每米噴漿量和外摻劑用量;(8)復(fù)攪深度。

4 質(zhì)量檢驗

水泥攪拌樁成樁7d,可采用輕便觸探法進行樁身質(zhì)量檢驗。檢驗攪拌均勻性用輕便觸探器中附帶的勺鉆,在攪拌樁身中心鉆孔,取出樁芯,觀察其顏色是否一致,是否存在水泥漿富集的 “結(jié)核”或未被攪勻的土團。

觸探試驗是根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)(N10)與水泥土強度對比關(guān)系來分析,當樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時,樁身強度已能滿足設(shè)計要求;或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時,樁身強度也能達到設(shè)計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。

水泥攪拌樁成樁28d后,用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定相對均勻部位,送實驗室做 (3個一組)28d齡期的無側(cè)限抗壓強度試驗,留一組試件做三個月齡期的無側(cè)限抗壓實驗,以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1%～1.5%。

如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測結(jié)果不合格率小于10%,則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求;如果不合格率大于10%小于20%時,則應(yīng)在該段同等補樁;如果不合格率大于30%,則該段水泥攪拌樁為不合格。

對攪拌樁取芯后留下的空間,應(yīng)采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。

在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方,或?qū)κ┕べ|(zhì)量有懷疑時,可在成樁28d后,由監(jiān)理工程師隨機指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%,且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計荷載的兩倍。

5 施工質(zhì)量分析

5.1 樁的質(zhì)量評定

5.1.1 單樁評定Ⅰ類樁 (優(yōu)良樁)。①樁長、樁徑滿足設(shè)計要求,整體噴漿均勻,無斷漿現(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、下段強度均滿足設(shè)計要求。所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。

5.1.2 單樁評定Ⅱ類樁 (合格樁)。①樁長達到設(shè)計要求,整樁噴漿局部不均勻,但無斷漿現(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側(cè)限抗壓強度試驗,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)攪段強度滿足設(shè)計要求,復(fù)攪段以下有一定的強度;所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%;當取芯率小于65%時,標貫擊數(shù)須大于設(shè)計要求。

5.1.3 單樁評定Ⅲ類樁 (不合格樁)。①樁長達不到設(shè)計要求;②樁體噴漿不均勻,有斷漿現(xiàn)象,復(fù)攪段的芯樣松散無粘聚,大部分呈塊片狀,不能制成等高試件;③復(fù)攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣,所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%,且標貫擊數(shù)小于設(shè)計要求。

5.2 綜合評定

優(yōu)良單樁評定均為Ⅱ類樁以上,其中I類樁占85%以上,且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求,其它指標合格。合格單樁評定均為II類樁以上,其中I類樁應(yīng)占60%以上,且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求,其它指標合格。

5.3 外觀鑒定

樁體圓勻,無縮頸和回陷現(xiàn)象,攪拌均勻,凝體無松散。群樁樁頂齊,間距均勻。

6 結(jié)語

水泥攪拌樁施工方法適應(yīng)于處理軟弱地基,對于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土即飽和性土等軟土地基的處理效果顯著,工期比較合理,施工時低壓操作,安全可靠,少污染,無振動,無噪聲,對周圍環(huán)境及建筑物無不良影響。如增加軟土地基的承載力、減少軟土地基的壓縮量等指標,重點就是控制好水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。

軟基處理屬于隱蔽工程,一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋,便構(gòu)成隱患且不好檢查及補救。所以,必須根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件和土質(zhì)成份,通過試驗的辦法來確定不同的配合比。對同一地區(qū)的總結(jié)和不同地區(qū)的對比,來不斷地積累和總結(jié)施工經(jīng)驗,建立有效的施工及其質(zhì)量監(jiān)控體系,才能保證工程質(zhì)量。