劉堰陵,王 強
(武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北 武漢 430015)
路基強度直接影響公路工程建設質量,若公路工程的地基未處理到位,不僅無法保證公路工程的施工質量,甚至會對民眾的行車安全造成嚴重威脅。而作為現(xiàn)階段公路工程施工常見地基類型,軟土地基的強度、硬度無法達到公路工程的預期要求,需要借助相關施工技術的應用予以強化,避免因地基處理不到位而影響公路工程的整體質量?;诖?,如何利用深層攪拌樁施工技術進行軟土地基的有效處理,成為業(yè)內關注的重點問題。
作為現(xiàn)階段常見公路地基,軟土地基具有一定的特殊性。相較于普通地基,軟土地基的滲透性相對較差,且土質中含有大量的水分,若不經施工處理,極易影響公路工程的整體建設質量。為進一步提升軟土地基的處理效果,需在明確掌握軟土地基成因的前提下,合理選擇加固施工技術實現(xiàn)對軟土地基的有效處理。
現(xiàn)階段,路基處理中應用的深層攪拌樁施工技術,其技術原理為利用水泥進行軟土地基的固結,使其成為高強度、高耐受性的負荷材料,確保軟土地基處理后的強度達到預期要求。具體施工中,攪拌融合軟土與固化劑,通過化學反應使軟土地基形成水泥骨架,在提升土壤密實度的同時,實現(xiàn)對土壤中顆粒縫隙的有效填補,顯著提升軟土的強度與負荷能力。作為現(xiàn)階段常用軟土地基處理技術,深層攪拌樁技術適用于淤泥質粉土等類型的地基中。而在攪拌樁施工中,依據固化材料及所使用的施工工藝不同,具體包括噴射攪拌技術、漿液攪拌技術。相較于普通地基處理技術的應用,深層攪拌樁工藝的應用,具有施工成本低、施工效率高、施工效果顯著等特點[1]。
為確保軟土地基處理作業(yè)的順利開展,需重視施工前期準備工作。
(1)施工前開展圖紙校驗、核對工作,明確圖紙設計中是否存在問題或漏洞。同時,要求所有施工技術人員明確掌握圖紙設計的意圖與要點。結合對施工現(xiàn)場環(huán)境條件的分析,編制科學施工組織設計,為后續(xù)工程施工的順利開展打下良好基礎[2]。另外,組織人員技術交底、技術培訓,加強人員對深層攪拌裝施工技術的把握。
(2)場地準備。視現(xiàn)場情況開展場地平整作業(yè),清除施工區(qū)域內的全部障礙。同時,保證施工現(xiàn)場通電、通水、通路。開展機械設備性能質量檢查工作,確保無故障問題后合理布置水泥儲料罐、鉆孔等機械設備。
(3)材料進場檢驗。結合抽樣檢測方式進行水泥、鋼筋等材料的檢驗,核對水泥標號、用量、品種等參數,確保水泥材料符合施工要求。禁止過期、受潮、變質的水泥進場,并做好水泥、鋼筋等材料的入庫管理。
(4)管道清洗作業(yè)。施工前檢查管道是否存在堵塞、泄露問題,并利用清水進行管道清洗,避免因管道堵塞或管道內存有異物影響攪拌樁施工質量。
不同軟土地基類型應用的深層攪拌樁施工工藝存在差異,為進一步提升攪拌樁施工工藝的應用效果,需在施工前開展試樁作業(yè),明確施工現(xiàn)場地質類型是否符合深層攪拌樁工藝應用要求,并借助試樁作業(yè)的開展計算出具體的工藝參數。
(1)確定噴入量的各種參數,具體包括鉆進速度、攪拌速度、噴入量、提升速度、噴漿壓力等[3]。
(2)驗證預先設計工藝流程。
(3)計算作業(yè)期間具體的下鉆阻力、提升阻力,以此為依據制定科學技術措施以保障攪拌樁施工的順利開展。
(4)依據工藝試樁確定攪拌樁最佳配合比、水灰比,保證軟土地基的處理效果達到預期標準。
(5)進行攪拌樁承載力試驗,依據試驗結果分析并確定精準的施工摻入比。
在施工前確定攪拌樁的各項參數,具體如下:
(1)水泥摻入量。通常情況下,水泥摻入量需控制在12%~20%,若水泥為塊狀加固狀態(tài),則需控制在7%~12%。依據配合比試驗的開展,最終確定水灰比為0.45~0.55。結合對施工要求、工藝參數的分析,確定固化劑選擇等級在32.5以上的硅酸鹽水泥。
(2)樁長與樁徑確定。需綜合考慮變形、承載力等因素。經試驗計算后確定水泥攪拌樁樁徑需控制在500mm以上,樁長確定為超過危險滑弧以下2m,加固深度需控制在20m以下。
(3)承載力。需依據單樁荷載試驗以及多樁復合地基試驗確定[4]。
依據施工情況的分析,確定深層攪拌樁施工流程:放樣定位→鉆機配置→鉆機找平→按照設計深度正循環(huán)作業(yè)→高壓注漿泵作業(yè)→反循環(huán)提鉆→水泥漿噴灌作業(yè)。
為進一步提升攪拌樁施工質量,可結合以下內容進行施工過程的強化控制。
(1)若施工期間發(fā)現(xiàn)注漿下沉的速度較慢,無法達到預期標準,可結合施工情況,將適量的水稀釋土體并送入注漿管內,同時借助流量泵控制噴漿速度。需注意,在控制注漿速度的同時,必須保證泵出口壓力控制在0.4~0.6MPa。施工過程中,嚴格按照設計標準進行攪拌樁垂直度的控制,允許攪拌樁偏差值保持在1%以下。同時,檢查樁身偏差,按照設計標準將樁身偏差控制在50mm以下。若樁身偏差或垂直度偏差超過標準范圍,需重新開展噴灌作業(yè)。
(2)施工期間,針對噴漿量與攪拌速度的控制,必須按照規(guī)定參數進行控制。為避免出現(xiàn)施工浪費的現(xiàn)象,確保施工作業(yè)效率的提升,施工人員需按規(guī)定要求嚴控噴漿、停漿的時間。而在開展噴漿作業(yè)時,必須保證噴漿的連續(xù)性與均勻性,禁止噴漿作業(yè)出現(xiàn)中斷、停止現(xiàn)象。若作業(yè)期間因機械設備故障、停電等因素導致噴漿作業(yè)中斷,必須第一時間精準記錄噴漿深度、中斷時間,并在12h內開展補漿作業(yè)。在補漿作業(yè)時,必須控制補漿的重疊位置超過100cm。
(3)不同施工條件下,所應用的施工工藝存在一定的差異。在具體施工中,需結合對現(xiàn)場施工條件的分析,合理選擇二噴六攪或二噴四攪工藝。為確保噴漿作業(yè)的順利開展,禁止帶水下鉆,并結合實際情況選擇帶漿下鉆。鉆孔作業(yè)期間,無論是鉆進作業(yè)的開展還是提鉆,需按照規(guī)定要求低檔操控。
(4)針對水泥砂漿的拌制,必須嚴格按照水泥量12%、水灰比0.45~0.55的要求進行配比。砂漿拌制作業(yè)過程中,需遵循現(xiàn)制現(xiàn)用、均勻攪拌的原則,待砂漿攪拌完畢,按規(guī)定要求控制砂漿停放時間在2h以內。攪拌樁施工作業(yè)期間,加強檢查壓漿過程是否存在斷漿問題,嚴控攪拌作業(yè)與噴漿作業(yè)時間。另外,施工期間,需借助監(jiān)控設備進行各個機械設備作業(yè)過程的監(jiān)控,確保攪拌樁施工作業(yè)的順利開展。
(5)為進一步提升深層攪拌樁施工質量,需在第一次提鉆噴漿作業(yè)時,控制樁底在持力層中持續(xù)停留30s,且停留的深度控制在0.5m左右,而在上提時,需在樁體內噴灌全部的余漿。
待攪拌樁施工作業(yè)完畢,需開展驗收工作,檢驗攪拌樁施工質量是否滿足預期標準。
(1)利用輕便觸探法在成樁7d后進行質量檢驗。①7d后進行攪拌樁均勻性檢查,在攪拌樁中心位置利用儀器自帶勺鉆進行鉆孔取樣,然后檢查樁芯的成色與性狀,檢查攪拌樁是否存在土團未被攪拌均勻的現(xiàn)象,或攪拌樁中心是否存在“結核”的現(xiàn)象。②對攪拌樁開展觸探試驗,結合攪拌樁成樁情況,進行輕微觸探檢測,若在成樁1d時擊數超過15次,表明攪拌樁強度滿足設計要求;當攪拌樁成樁7d時擊數超過30次,表明攪拌樁實際強度達到標準設計要求。
(2)成樁28d后,結合對攪拌樁情況的分析,采用鉆孔取芯方法進行質量檢驗。依據對樁芯質量的分析,檢查攪拌樁整體的均勻度、完整性以及施工長度等。不同工程成樁數量不同,需將鉆孔取芯的數量控制在成樁總數量的1%~1.5%。
(3)質量檢驗階段。依據抽樣檢測結果進行總體成樁質量的分析,若總抽樣檢測的合格率超過90%,說明該工程攪拌樁施工整體質量達到預期要求。若檢測合格率低于70%,說明該工程整體攪拌樁施工質量未達到設計標準。
待攪拌樁施工作業(yè)完畢,及時清理施工現(xiàn)場的管道、設備。同時,加強開展養(yǎng)護作業(yè),全面清理施工現(xiàn)場樁頂上存在的雜質、土等物質。對于施工路段需施行全封閉管理,確保攪拌樁可以有充足的時間固結成形,避免因來回車輛經過影響攪拌樁的成樁質量。
若攪拌樁施工作業(yè)期間出現(xiàn)樁位定位不精準的問題,不僅影響軟土地基的加固效果,甚至會對公路工程的運行產生嚴重影響。因此,需重視對樁位的校準與復核。具體施工中,等到樁位放置完畢后,管理人員需再次對樁位進行復核確定,并借助相關儀器工具測量樁位軸線位置,避免因樁位放置不合理而出現(xiàn)反復施工的情況。
總之,現(xiàn)階段公路路基施工中,深層攪拌樁技術的應用較為常見,針對軟土地基的處理效果十分顯著。對此,為確保公路軟土地基處理效果達到預期要求,需依據對施工現(xiàn)場綜合情況的分析,制定科學攪拌樁施工計劃,要求施工人員嚴格按照設計規(guī)范要求開展作業(yè),確保攪拌樁施工作業(yè)的流程與工序滿足規(guī)范性、嚴謹性要求。結合對攪拌樁施工技術要點的掌握,進一步提升攪拌樁施工質量,提升軟土地基處理效果,為公路工程整體建設質量的提升打下良好基礎。