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        水泥攪拌樁技術(shù)在道路軟土路基處理中的應(yīng)用

        2021-10-27 16:47:38高磊
        科技研究·理論版 2021年13期
        關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁軟土路基公路工程

        高磊

        摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,交通建設(shè)事業(yè)發(fā)展的速度越來(lái)越快。近年來(lái),道路工程在數(shù)量與規(guī)模上均有顯著提升,人們對(duì)道路施工質(zhì)量也提出了更高要求。軟土路基是道路工程施工中常見(jiàn)的地質(zhì)問(wèn)題,而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,許多新材料、新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝逐漸被應(yīng)用到軟土路基施工中,軟土路基處理工藝也越來(lái)越完善。作為一種原位加固方法,水泥攪拌樁技術(shù)在處理軟土路基時(shí),既能有效利用原狀土的承載力,還能實(shí)現(xiàn)施工效率的提升,并且不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境、建筑物及地下管線造成太大影響,因此具備良好的綜合效益。文章重點(diǎn)分析水泥攪拌樁在道路路堤軟土路基處理中的應(yīng)用關(guān)鍵。本文對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)在道路軟土路基處理中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;公路工程;軟土路基

        1水泥攪拌樁的作用機(jī)理

        軟土地基處理過(guò)程中多采用復(fù)合地基法,在軟土中建造承載能力及強(qiáng)度較大的構(gòu)造物,以提高原有地基的承載力。水泥攪拌樁就是軟土地基處理中常用的構(gòu)造物,采用深層攪拌機(jī)將水泥或水泥砂漿與土體強(qiáng)制拌和在一起,最終凝結(jié)成水泥構(gòu)造物。這種構(gòu)造物具有良好的水穩(wěn)定性能,且整 體性、強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì),可提高軟土地基的承載能力,減少地基沉降。具體 而言,水泥攪拌樁的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        首先,集中應(yīng)力及降低沉降。相比周圍的土體,水泥攪拌樁的強(qiáng)度、 剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土體,因此,在地基中加人水泥攪拌樁可以大大提高地基 的承載能力;并且在路基填筑荷載及外部荷載的作用下,復(fù)合地基中的應(yīng) 力按模量大小分布,在應(yīng)力集中的作用下絕大部分荷載都作用于水泥攪拌樁樁體上,周圍土體受到的應(yīng)力作用就大大減少了,有效降低地基的沉降 量。其次,墊層作用。水泥攪拌樁施工是利用深層攪拌機(jī)向地基深層噴射水泥漿,在攪拌機(jī)的作用下水泥漿與路基土地體均勻融合在一起,最終取 代原有地基成為新的路基墊層,在地基深處形成一個(gè)高剛度、高強(qiáng)度的復(fù)合地基層,從而提高地基的承載能力。最后,加筋作用。水泥攪拌樁豎立 于軟土地基,其強(qiáng)度及剛度都比較大,所以能夠提高地基的抗剪切強(qiáng)度, 路基土的水平位移也會(huì)下降,最終提高軟土路基的穩(wěn)定性。

        2水泥攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

        2.1施工準(zhǔn)備

        施工前要整平施工場(chǎng)地,清除樁位處的障礙物,包括地面上的石塊、生活垃圾、地下的樹根、草根等;如場(chǎng)地低洼需要回填黏土,嚴(yán)禁回填雜土; 采用合格的水泥材料,使用前要將水泥樣品送至中心試驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn);施工前要配置電腦記錄儀、打印設(shè)備等,隨時(shí)了解水泥漿的用量及噴漿均勻度。 保證施工機(jī)械設(shè)備的性能良好、穩(wěn)定,需經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后再開鉆施工。

        2.2材料選擇

        水泥攪拌樁通常采用強(qiáng)度等級(jí) 42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥,成樁的水泥土28c 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度至少在 0.6MP_ 以上,水泥漿水灰比為 0.45~0.55,水泥摻量可參考表 1 選定。

        成樁4 周后再進(jìn)行取樣檢查,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)平均值至少在0.6MP_, 噴漿單樁承載力至少在 70kN 以上,復(fù)合地基承載力至少在 100kP_。

        2.3施工方法

        首先,進(jìn)行施工放樣,用全站儀放出水泥攪拌樁施工邊線,確定施工范圍,用石灰標(biāo)出施工邊線,并用水準(zhǔn)儀測(cè)量場(chǎng)平標(biāo)高。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙合理 布置樁位。其次,進(jìn)行攪拌與噴漿,鉆機(jī)啟動(dòng)后鉆桿持續(xù)、勻速下沉,并在下沉的同時(shí)進(jìn)行攪拌,開啟送漿泵邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、攪拌,邊將漿液與土體 噴射融合在一起,直至下沉深度符合施工要求,設(shè)備保持 30s 以上的持續(xù)噴漿狀態(tài),保證土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杈鶆?。最后,提升與攪拌。提升攪拌機(jī)能夠防止噴漿口堵塞,并且能夠保證持續(xù)、均勻的攪拌,攪拌機(jī)提升至 樁體頂部時(shí)保持 2min 的攪拌時(shí)間,保證攪拌充分再關(guān)閉攪拌機(jī),并移位。

        2.4施工質(zhì)量控制

        首先,控制材料質(zhì)量,加大進(jìn)場(chǎng)控制力度,抽檢每個(gè)批次的水泥,并要求進(jìn)場(chǎng)水泥具備合格證書、相關(guān)質(zhì)量證明文件;如果灰漿發(fā)生離析要禁 止使用;灰漿倒人集料斗之前要提前過(guò)篩,避免漿液中存在塊狀物。其次, 嚴(yán)格控制攪拌樁數(shù)量,控制好間距誤差,保證樁間距與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相符。再次,保證樁身長(zhǎng)度符合施工要求。樁底必須深人軟土路基的持力層才能保 證其加固作用,針對(duì)全風(fēng)化頁(yè)巖、風(fēng)巖,樁身伸人長(zhǎng)度至少在 0.5m 以上。最后,合理控制樁身水泥用量。水泥用量會(huì)對(duì)樁身的強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響, 用量不足會(huì)降低樁身強(qiáng)度,用量過(guò)多則會(huì)增加工程造價(jià),因此要合理控制水泥用量,水灰比、送漿壓力等參數(shù)要嚴(yán)格按照試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置,且在施工過(guò)程中需要對(duì)水泥用量進(jìn)行反復(fù)計(jì)算,確保其符合規(guī)定要求。水泥攪拌樁 施工完成后要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,主要參數(shù)包括樁間距、樁位、樁數(shù),檢測(cè)樁身的完整性,包括有效樁長(zhǎng)、樁身截面變化、樁身連續(xù)性、攪拌的均勻性、樁身強(qiáng)度;此外,還要檢測(cè)單樁承載力、復(fù)合地基承載力等。水泥攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)方法包括目測(cè)法、輕便動(dòng)力觸探法、靜力觸探法、鉆探取芯法、應(yīng)力波反射法等。

        3水泥攪拌樁施工常見(jiàn)問(wèn)題處理

        水泥攪拌樁施工過(guò)程比較復(fù)雜,因此,該技術(shù)在實(shí)際操作時(shí)具有一定難度,無(wú)論哪個(gè)階段出現(xiàn)差錯(cuò),都有可能直接影響公路工程的建設(shè)質(zhì)量及施工進(jìn)度,因此,總結(jié)水泥攪拌樁施工中的常見(jiàn)問(wèn)題十分必要。水泥攪拌樁施工最常見(jiàn)的問(wèn)題之一就是噴漿中斷,主要原因包括管道堵塞、水泥受 潮結(jié)塊、制漿池濾網(wǎng)破損、清漿不徹底等。為避免出現(xiàn)噴漿中斷的問(wèn)題, 在開鉆前要保證整個(gè)管道是通順的,排盡水后再下鉆;并做好施工現(xiàn)場(chǎng)水泥的存儲(chǔ)管理,避免受潮、結(jié)塊;及時(shí)清理鉆頭噴嘴,清理固化料中的雜物、大顆粒等。除此之外,噴漿問(wèn)題還包括投料不準(zhǔn)確、噴漿未到設(shè)計(jì)樁面、 灰漿泵磨損漏漿等,碰到這些問(wèn)題需要檢修灰漿泵,并重新標(biāo)定投料量及灰漿輸漿量,調(diào)整噴漿壓力。若是輸漿管內(nèi)存在水泥結(jié)塊、噴漿球閥間隙 太小的問(wèn)題,則要立即將輸漿管拆洗干凈,調(diào)整噴漿門球閥間隙,避免輸漿管由于堵塞而發(fā)生爆裂。此外,鉆進(jìn)受阻的問(wèn)題也比較常見(jiàn),主要原因是由于地下雜物未清除干凈所致。針對(duì)這種情況,需要停機(jī)進(jìn)行障礙排除, 或征得監(jiān)理同意后移位。

        4特殊情況的處理措施

        鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)卡管現(xiàn)象,此時(shí)可降低鉆機(jī)速度,或?qū)@頭提出,對(duì)鉆頭進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如果鉆進(jìn)位置不深,可以對(duì)土層進(jìn)行疏松后再次鉆進(jìn);如果鉆桿在提升階段出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)暫時(shí)停止噴漿,直到其恢復(fù)正常后再繼續(xù)噴漿。在噴漿過(guò)程中有時(shí)會(huì)遇到堵塞現(xiàn)象,此時(shí)要 對(duì)灰漿泵的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查,對(duì)噴漿壓力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;或者將鉆頭提出,將噴嘴清理干凈,對(duì)固化料內(nèi)部的大顆粒、塊狀雜物等進(jìn)行清除;如果出現(xiàn)噴漿不流暢的情況,可以反復(fù)開啟和關(guān)閉噴漿閥門,直到噴漿正常。

        結(jié)束語(yǔ):綜上所述,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。作為國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施,道路工程建設(shè)在近年來(lái)取得了很大的進(jìn)步,施工技術(shù)水平也有較大提升。在道路工程施工中,軟土路基是經(jīng)常遇到的現(xiàn)象, 為確保道路施工質(zhì)量,應(yīng)采取必要措施對(duì)軟土路基進(jìn)行加固處理。水泥攪 拌樁技術(shù)具有施工便捷、成本合理、加固效果良好等諸多優(yōu)點(diǎn),在軟土路 基施工中得到普遍應(yīng)用。在軟土路基施工中應(yīng)用水泥攪拌樁技術(shù)時(shí),應(yīng)當(dāng) 嚴(yán)格按照規(guī)范流程開展施工作業(yè),嚴(yán)格把控施工中的質(zhì)量細(xì)節(jié),切實(shí)保障軟土路基加固效果,提高道路運(yùn)行的安全性與可靠性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]杜存貴.城市道路軟土地基施工及處理方法關(guān)鍵探索[J].智能城市 .2019(11)

        [2]吳彥銘.市政道路工程軟土地基處理施工技術(shù)[J].交通世界 .2019(16)

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