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1 水泥攪拌樁在進(jìn)行軟基處理時(shí)所出現(xiàn)的問題

水泥攪拌樁在進(jìn)行軟基處理過程中由于受多種因素的影響，所以存在或多或少的問題。其中主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 是存在較大的施工管理困難 由于施工單位的管理水平、作業(yè)人員等原因，造成施工現(xiàn)場(chǎng)管理還有較大的改善空間，現(xiàn)場(chǎng)偷工減料的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，甚至還出現(xiàn)打標(biāo)樁的問題，由于施工管理難度的問題，造成工程成本高[1]。

1.2 是工程所使用的質(zhì)量檢測(cè)方法陳舊、缺乏代表性和科學(xué)性?，F(xiàn)階段所使用的檢測(cè)方法大多集中在靜載試驗(yàn)、鉆芯。而且水泥攪拌樁的檢測(cè)頻率不高，只有0.1%至0.5%之間，工程所用的檢測(cè)方法只抽取少量的樣品作為樣本，抽取基數(shù)缺乏廣泛性，從而造成評(píng)定施工現(xiàn)場(chǎng)的處理效果的方法缺乏科學(xué)性。

1.3 是施工技術(shù)難度高，地層的復(fù)雜程度會(huì)直接影響到水泥攪拌樁成樁質(zhì)量，如果土層具有以下特點(diǎn)，則難以保證施工成樁質(zhì)量，如地下水存在腐蝕性、地下水PH值小于4、塑性指數(shù)大于25的黏土、土質(zhì)含較高的有機(jī)物質(zhì)以及泥炭土、流沙等。

1.4 是施工質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)度具有一定的滯后性，水泥攪拌樁施工完后要滿足齡期條件，才進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。然而一旦檢測(cè)結(jié)果不符合要求，則要對(duì)檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)大，甚至大面積返修，這不單對(duì)工程進(jìn)度完成造成影響，還大大增加施工成本[2]。

2 質(zhì)量控制措施

2.1 施工作業(yè)前質(zhì)量控制

2.1.1 地層性質(zhì)分析 在施工作業(yè)前，施工技術(shù)人員首先要去實(shí)地了解土層的有關(guān)物理、化學(xué)性質(zhì)。為下一步的施工作業(yè)提供最準(zhǔn)確的理論參數(shù)指標(biāo)，如下鉆及提升速度、水泥用量、水灰比的設(shè)計(jì)等數(shù)據(jù)信息。技術(shù)人員要對(duì)項(xiàng)目的勘察報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)地閱讀，了解工程軟土厚度的分布范圍基本情況、物理力學(xué)、化學(xué)參數(shù)、地層結(jié)構(gòu)分布規(guī)律等。同時(shí)還要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行查核，掌握樁位及樁型分布情況，如有需要還要對(duì)特定的區(qū)域地質(zhì)要進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)以及靜力觸探試驗(yàn)，通過試驗(yàn)了解土層軟硬程度、鉆孔樣品的PH值、有機(jī)質(zhì)、含水量等數(shù)據(jù)。

2.1.2 原材料與及施工設(shè)備的檢查

(1)原材料。根據(jù)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)情況，委托其對(duì)水泥進(jìn)行專項(xiàng)的檢測(cè)，如水泥的膠砂強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、比表面積以及密度等數(shù)據(jù)信息，保證水泥的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)的水泥應(yīng)放置于干燥的倉庫內(nèi)，保證倉庫的防潮、防雨措施到位，避免使用到結(jié)塊受潮的水泥。

(2)施工設(shè)備。首先要對(duì)相關(guān)的施工設(shè)備進(jìn)行檢查，保證設(shè)備完好無缺[3]。檢查內(nèi)容包括噴漿壓力表、電壓表、深度計(jì)以及流量計(jì)、自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，電機(jī)功率、機(jī)架高度等，確保設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1.3 開展土配合比試驗(yàn) 鑒于水泥攪拌樁施工相關(guān)的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的獲取，要考慮其合理性和經(jīng)濟(jì)性。為保證水泥品種、摻量以及標(biāo)號(hào)與地基加固標(biāo)準(zhǔn)相符合，委托第三方專業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)特定的地段進(jìn)行取樣，通過鉆探方式來收集樣本，再開展室內(nèi)配合比試驗(yàn)。水泥固化劑摻量、養(yǎng)護(hù)齡期均會(huì)影響到配合比[4]，例如一般情況下養(yǎng)護(hù)齡期分為三個(gè)種類，分別是90d、28d、7d。水泥摻量根據(jù)施工圖的設(shè)計(jì)文件要求，取-1%、+1%和中值進(jìn)行試驗(yàn)，如果遇到較為復(fù)雜的土質(zhì)環(huán)境，則要在此前提下，再相應(yīng)地進(jìn)行-2%、+2%等摻量試驗(yàn)。如果使用外摻劑的情況，則要結(jié)合業(yè)主或設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)，采取相應(yīng)的外摻劑種類以及摻量。

2.2 試樁質(zhì)量控制

2.2.1 技術(shù)參數(shù)的選擇 在水泥攪拌樁大范圍施工作業(yè)前，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)、場(chǎng)地土層的情況、室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果以及現(xiàn)場(chǎng)土層環(huán)境來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁，以此保證室內(nèi)配合比符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)要保證水泥攪拌樁鉆機(jī)的技術(shù)參數(shù)以及性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如泵送壓力、下鉆和提升速度以及攪拌次數(shù)等。對(duì)于同一工程地質(zhì)條件下，施工所用的試樁數(shù)要大于3根。

2.2.2 施工過程監(jiān)督以及效果檢驗(yàn) 在試樁施工期間，技術(shù)人員要全程監(jiān)督每根試樁的情況，就有關(guān)作業(yè)工藝指標(biāo)、水泥用量以及配合比進(jìn)行重點(diǎn)檢查，如果一旦施工存在偏差，要及早糾正，同時(shí)建立施工日志，做好施工過程的記錄工作，當(dāng)滿足齡期條件后，通過鉆芯檢測(cè)法來驗(yàn)證試樁作業(yè)的效果[5]。

2.2.3 總結(jié)施工工藝 通過對(duì)試樁施工結(jié)果進(jìn)行全面檢測(cè)分析，對(duì)土層分布、鉆孔芯樣情況進(jìn)行記錄分析，從而對(duì)試樁施工工藝進(jìn)行全面性的測(cè)評(píng)，針對(duì)試樁施工中所發(fā)生的問題和不足，進(jìn)行相應(yīng)的整改，提出科學(xué)合理的建議，保證水泥攪拌樁試樁施工工藝參數(shù)以及水泥用量的合理科學(xué)，從而積累到科學(xué)處理水泥攪拌樁作業(yè)工藝的經(jīng)驗(yàn)，為下一步大面積施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2.3 大面積作業(yè)質(zhì)量控制

2.3.1 應(yīng)用電腦自動(dòng)計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 水泥攪拌樁試施工完成后及時(shí)總結(jié)出相關(guān)技術(shù)參數(shù)，以供后續(xù)大面積施工提供技術(shù)保障。下一步主要的工序就是規(guī)范管理好作業(yè)施工人員的操作行為，施工單位可根據(jù)水泥攪拌樁的情況，應(yīng)用成熟的科學(xué)的電腦自動(dòng)計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過系統(tǒng)來對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行改造加裝處理，例如電流計(jì)、測(cè)斜儀、GPS、深度儀以及流量計(jì)等。利用各類傳感器將連續(xù)的成樁深度、施工工藝、水泥用量等作業(yè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行即時(shí)傳輸，對(duì)施工的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，方便管理人員和監(jiān)管人員隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行管控。如果某一施工參數(shù)大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的范圍值，立即進(jìn)行制止并及時(shí)予以糾偏，且根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行成因分析，及時(shí)解決問題，提高水泥攪拌樁施工質(zhì)量[6]。

2.3.2 合理指導(dǎo)和質(zhì)量巡查 在開展大面積水泥攪拌樁施工過程中，不單要配備好監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還要積極發(fā)揮經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù)人員的作用，通過他們的現(xiàn)場(chǎng)巡查工作，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備、原材料以及施工工藝質(zhì)量進(jìn)行巡查，并做好巡查記錄日志，如果巡查到問題，要即時(shí)督促整改[7]。

3 實(shí)例分析

3.1 工程簡(jiǎn)介 廣東省陽江省道S540線位于陽江港濱海地帶，屬于沖積平原地帶，路線區(qū)域地質(zhì)主要由第四系坡殘積層及燕山三期侵入的花崗巖的不同程度風(fēng)化巖等組成，地下水較淺、分布較為密集的魚塘區(qū)域、地形平坦。而且根據(jù)第四系巖土層的地質(zhì)特點(diǎn)，它主要為沿現(xiàn)代河流谷地分布的沖洪積礫石、砂、粉砂、粘土、粉質(zhì)粘土以及坡地分布的坡殘積粘土、粘性土、淤泥質(zhì)粘土等，地質(zhì)的相關(guān)力學(xué)指標(biāo)如表1。

表1 淤泥質(zhì)粘土的物理力學(xué)指標(biāo)

3.2 室內(nèi)配合比試驗(yàn) 由于該工程某一路段水泥攪拌樁以正三角形布置，平均樁長(zhǎng)為8.5米，樁徑為50厘米，樁間距為1.5米，28d設(shè)計(jì)強(qiáng)度為1.2MPa，其土層大多都是淤泥質(zhì)黏土。根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用水泥攪拌樁“四攪兩噴”工藝進(jìn)行施工，選擇42.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥作為固化劑，水泥摻量有五個(gè)級(jí)別，分別是是21.95%、20.5%、19.03%、17.56%、16.12%，即分別對(duì)應(yīng)每米水泥用量為75kg/m、70kg/m、65kg/m、60kg/m、55kg/m水灰比為0.5，每組都進(jìn)行試驗(yàn)，試件為各3件的28d和7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件，其強(qiáng)度試驗(yàn)以及配合比設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)果如表2。

表2 室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)及強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.3 工藝性試樁 根據(jù)工程路段的設(shè)計(jì)地質(zhì)情況，針對(duì)五處特定的位置進(jìn)行工藝性試樁施工。其作業(yè)參數(shù)指標(biāo)如下，提升速度為0.8m/min，下鉆速度為1.0m/min，下鉆時(shí)噴漿壓力為0.25～0.4MPa，轉(zhuǎn)速為35r/min，通過“四攪兩噴”的施工工藝，采用室內(nèi)配合比的五種水泥摻量，進(jìn)行施打水泥攪拌樁試樁，每組試樁不少于3根。在施工試樁期間，技術(shù)人員要全程監(jiān)督旁站，做好日志記錄，對(duì)異常情況進(jìn)行記錄，對(duì)28d后5根試樁無側(cè)限進(jìn)行檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度為1.4MPa至4.9MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。而且芯樣大體完整連續(xù)，樁身均勻性較好。

3.4 工程應(yīng)用 在大面積水泥攪拌樁施工前，要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況及相關(guān)業(yè)主要求，對(duì)水泥攪拌樁鉆機(jī)進(jìn)行改造加裝，保證施工作業(yè)期間，能利用電腦自動(dòng)計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行全程的監(jiān)管，將相關(guān)的參數(shù)信息通過各類傳感器及時(shí)上傳到電腦自動(dòng)計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓施工單位的管理人員、監(jiān)管人員對(duì)施工的攪拌速度、水泥用量、噴漿壓力以及成樁深度進(jìn)行全面了解，嚴(yán)格保證現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。當(dāng)成樁28d后，分別隨機(jī)抽取5根樁進(jìn)行鉆芯檢測(cè)，其結(jié)果如表3。

表3 芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(28d)檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告顯示，5根樁以一致的規(guī)律進(jìn)行排布，也就是處于淤泥層的水泥攪拌樁樁身強(qiáng)度不高于下部砂層、上部土層強(qiáng)度，這反映基于作業(yè)工藝相同的背景下，淤泥層的水泥攪拌樁身強(qiáng)度處于最低水平，施工效果未達(dá)最佳，為保證工程造價(jià)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則，可結(jié)合土層特點(diǎn)，調(diào)整施工工藝參數(shù)以及水泥用量。

4 結(jié)語

4.1 對(duì)于淤泥層水泥攪拌樁施工質(zhì)量的控制，一定要基于施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)環(huán)境情況，根據(jù)相應(yīng)的施工參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，采用“四攪兩噴”的施工工藝、70kg/m的水泥用量，水泥攪拌樁處理港口濱海沖積平原淤泥層的成樁效果較好，水泥攪拌樁施工質(zhì)量能有保證，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求1.2MPa，同時(shí)要嚴(yán)格監(jiān)管好施工所需的原材料和機(jī)械設(shè)備，保證施工流程的科學(xué)合理。

4.2 水泥攪拌樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥用量、齡期的增加而增長(zhǎng)，其中水泥用量是影響強(qiáng)度的主要因素，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制水泥最低用量。

4.3 積極利用電腦自動(dòng)計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)樁長(zhǎng)、噴漿量、攪拌速度及鉆進(jìn)速度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能極大地降低水泥攪拌樁大面積施工管理難度和成本。

4.4 要加強(qiáng)對(duì)水泥攪拌樁施工過程盯控力度，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)糾偏，確保水泥攪拌樁施工質(zhì)量。同時(shí)加大各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)的力度和頻率，提高水泥攪拌樁大面積施工成樁質(zhì)量和效率，降低工程建設(shè)施工成本。