樊世文 高維江

泗洪縣水利工程處，中國(guó)·江蘇 宿遷 223900

水泥攪拌樁；軟基處理；施工質(zhì)量；控制

1 引言

水利工程的施工建設(shè)具有一定的復(fù)雜性，且容易受到施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件以及土質(zhì)條件的影響。其中，軟土分布廣泛、壓縮性強(qiáng)、強(qiáng)度低，很容易出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，不符合優(yōu)質(zhì)工程力學(xué)性質(zhì)。如果不對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)的處理以及施工質(zhì)量控制，整個(gè)水利工程的施工建設(shè)將會(huì)受到極大的影響。所以，軟土地基處理一直是水利工程施工建設(shè)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。為了保證對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)的處理，就必須要通過(guò)水泥攪拌樁技術(shù)來(lái)提升軟土地基的承載能力，加強(qiáng)軟土地基不均勻沉降量的控制。

2 水泥攪拌樁成樁工藝類型分析

在水利工程的施工建設(shè)過(guò)程中，水泥攪拌樁技術(shù)的實(shí)用性很強(qiáng)，可以與天然地基融為一體，并形成一種深層次的攪拌復(fù)合地基。常用的水泥攪拌樁成樁工藝主要有三種：水泥漿液攪拌法、水泥粉攪拌法、水泥土樁夯實(shí)法。首先，針對(duì)水泥漿液攪拌法，需要先在地面上制作水泥漿，然后再將水泥漿向地下傳遞，直至實(shí)現(xiàn)水泥漿與地基土的混合與攪拌；當(dāng)水泥漿固化之后，地基土的物理力學(xué)性質(zhì)就會(huì)強(qiáng)化。其次，針對(duì)水泥粉攪拌法，需要在空氣壓縮的作用下，將干燥、松散狀態(tài)下的水泥傳輸?shù)降叵?，然后再將水泥與地基土進(jìn)行充分地拌合。這樣，地基中的孔隙水就會(huì)與水泥土產(chǎn)生水化反應(yīng)，逐漸固結(jié)，實(shí)現(xiàn)地基性能的提升。最后，針對(duì)水泥土樁夯實(shí)法，由于能夠使用的土質(zhì)材料非常有限，所以必須要對(duì)水泥配比引起足夠的重視。在進(jìn)行均勻拌合水泥土的過(guò)程中，要在地基外的大環(huán)境下，分層向孔內(nèi)回填，然后再通過(guò)一個(gè)強(qiáng)大的作用力對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)，直至形成質(zhì)地均勻的水泥土樁。

3 水泥攪拌樁軟基處理的施工準(zhǔn)備工作

要想將水泥攪拌樁科學(xué)地應(yīng)用到水利工程軟基處理中，必須要做好充分的準(zhǔn)備工作。首先，在正式開(kāi)始水泥攪拌樁施工之前，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整處理，清除干凈水泥樁所在位置及其附近的雜物、垃圾以及石塊，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整與壓實(shí)。如果存在低洼的現(xiàn)象，則要用黏土進(jìn)行回填。其次，在正式開(kāi)始水泥攪拌樁施工之前，施工人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的土樣進(jìn)行采集。如果存在成層土，那么還要對(duì)每一層的土樣進(jìn)行采集，然后帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，了解每一層水泥土塊的齡期、摻入水泥量，然后選擇出最佳的水灰比。然后再使用符合質(zhì)量要求的硅酸鹽帶來(lái)承裝水泥土，進(jìn)行攪拌樁施工，并在施工過(guò)程中進(jìn)行全程的計(jì)量工作。再次，對(duì)施工過(guò)程中使用到的設(shè)備和工具進(jìn)行仔細(xì)的檢驗(yàn)，確保在正式的施工過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備性能故障而降低施工質(zhì)量。在檢查設(shè)備與工具的時(shí)候，要由項(xiàng)目經(jīng)理與監(jiān)理工程師共同對(duì)施工設(shè)備和工具進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)誤才能正式開(kāi)始施工。最后，認(rèn)真準(zhǔn)備安裝設(shè)備。確保電腦記錄儀、打印設(shè)備配置齊全，可以對(duì)水泥漿用量以及噴漿情況進(jìn)行準(zhǔn)確的控制[1]。

圖1 噴漿型深層水泥攪拌樁施工順序

4 水泥攪拌樁軟基處理的施工流程

4.1 定位放線

在水利工程水泥樁攪拌技術(shù)的應(yīng)用中，定位放線是第一步，也是后續(xù)所有工作的基礎(chǔ)。首先，在正式開(kāi)始定位放線之前，要先對(duì)軟土地基進(jìn)行測(cè)量，然后再結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行定位放線控制點(diǎn)的確定。其次，沿著控制點(diǎn)，測(cè)定攪拌樁的樁位。再次，將每次測(cè)放的樁位控制到20 個(gè)左右，避免后續(xù)施工過(guò)程中對(duì)樁位產(chǎn)生損壞。最后，將竹簽放置到完成定位的樁位上，嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行樁孔間距的控制[2]。

4.2 鉆機(jī)定位

當(dāng)水泥攪拌機(jī)運(yùn)輸至定位樁的時(shí)候，施工人員還需要調(diào)整水泥攪拌機(jī)的所處位置，確保水泥攪拌機(jī)的中心管與測(cè)放點(diǎn)垂直且對(duì)準(zhǔn)，誤差小于1%。在放置好鉆機(jī)之后，還要將設(shè)備固定好。并將鉆機(jī)主軸的垂直誤差控制在1%以下，避免誤差過(guò)大，影響水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。

4.3 下沉攪拌機(jī)

在完成鉆機(jī)定位之后，就要開(kāi)始下沉攪拌機(jī)，科學(xué)選擇攪拌機(jī)的下沉?xí)r間。首先，在攪拌機(jī)開(kāi)啟之后，不要再短時(shí)間內(nèi)將其下沉。待其熱身完成，所有運(yùn)行參數(shù)趨于穩(wěn)定之后再下沉。其次，在下沉的過(guò)程中，要確保攪拌機(jī)處于攪拌狀態(tài)，下沉速度要均勻。

4.4 配制和輸送水泥漿

針對(duì)水泥漿的配置和輸送，要注意以下幾點(diǎn)。首先，針對(duì)泥漿攪拌，要將攪拌時(shí)間控制在2min 以上，并且依次添加水、添加劑以及水泥。其次，在完成水泥漿攪拌之后，還要進(jìn)行過(guò)濾處理，去除未攪拌均勻的材料，然后將其放到集料漏斗中進(jìn)行壓漿處理。

4.5 噴漿攪拌提升

當(dāng)水泥攪拌機(jī)到達(dá)設(shè)計(jì)位置之后，就要進(jìn)行泥漿泵的及時(shí)啟動(dòng)，將水泥壓入地基中，直接在樁底實(shí)施30s 的水泥漿攪拌工序，為地基的施工質(zhì)量提供保證。之后，再根據(jù)實(shí)際情況逐步增加攪拌速度，攪拌速度要在0.5m/min 以內(nèi)。之后，在進(jìn)行地底噴漿，提升土體和水泥漿的拌和效果。當(dāng)噴漿高于樁頂5mm 之后，就暫停噴漿，對(duì)樁頭的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，然后再對(duì)集料斗中的剩余漿料進(jìn)行清理[3]。

4.6 提升噴漿攪拌

為了保證軟土與水泥漿的攪拌效果，必要時(shí)可以重新下沉攪拌頭、啟動(dòng)注漿泵，并進(jìn)行二次噴漿提升，確保泥攪拌樁及處理后的復(fù)合地基應(yīng)滿足表1中的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

4.7 清洗

在完成攪拌之后，需要按照一定的步驟清洗集料斗。第一步，添加清水；第二步啟動(dòng)灰漿泵，排除設(shè)備管道中遺留的漿液；第三步，清理鉆頭上附著的黏土和淤泥。

表1 水泥攪拌樁及處理后的復(fù)合地基應(yīng)滿足的指標(biāo)要求

5 水泥攪拌樁軟基處理的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

要想加強(qiáng)水泥攪拌樁軟基處理的施工質(zhì)量控制，必須要做好以下幾點(diǎn)。第一，要先進(jìn)行管道清洗工作，確保管道沒(méi)有任何堵塞現(xiàn)象，再開(kāi)始水泥攪拌樁的開(kāi)鉆施工。第二，為了加強(qiáng)水泥攪拌樁樁體的垂直度的控制，需要利用吊錘調(diào)整水泥攪拌樁的垂直度；同時(shí)還要確保吊錘與鉆桿的距離在合理范圍內(nèi)。第三，對(duì)成型攪拌樁質(zhì)量進(jìn)行重點(diǎn)檢查，對(duì)水泥的實(shí)際用量。水泥漿拌制的罐數(shù)以及斷漿現(xiàn)象予以高度的關(guān)注，將噴漿攪拌次數(shù)控制在合理范圍內(nèi)；借助電腦記錄儀的作用，提升用漿的準(zhǔn)確率。第四，在施工過(guò)程中，要通過(guò)水泥漿比重測(cè)定儀來(lái)對(duì)水灰比進(jìn)行控制，確保水灰比始終符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第五，在使用鉆機(jī)的時(shí)候，第一次下鉆與提鉆，要控制在低檔狀態(tài)，在復(fù)檔的時(shí)候再進(jìn)行檔位的提升。一般情況下，成樁時(shí)間為40min，噴漿壓力為0.4MPa。所以第一次提鉆與噴漿，還需要在樁底停留30s 左右。如果到達(dá)磨樁端處，要確保上提的余漿全部進(jìn)入樁體內(nèi)，并對(duì)樁頭進(jìn)行30s的摩擦。第六，加強(qiáng)噴漿與停漿時(shí)間的控制，確保開(kāi)鉆之后工作狀態(tài)不被中斷、暫停；噴漿與提升還要同步。如果噴漿不足，就要及時(shí)進(jìn)行整樁復(fù)攪、二次噴漿，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行噴漿量的控制。如果噴漿過(guò)程中出現(xiàn)故障，要嚴(yán)格按照表2尋找故障原因，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。

表2 常見(jiàn)施工問(wèn)題以及處理方法

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水利工程軟基處理中，水泥攪拌樁技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用。為了加強(qiáng)軟基處理效果，必須要對(duì)水泥攪拌樁施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。首先，根據(jù)實(shí)際情況，選擇有效的成樁工藝。其次，提前做好充分的施工準(zhǔn)備工作，最后，嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行施工質(zhì)量控制。