地鐵工程中的水泥攪拌樁施工工藝應(yīng)用

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摘要：水泥攪拌樁是地基處理中較為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，有利于提高地基的強(qiáng)度和承載能力，確保在后續(xù)的建設(shè)工作中以及運(yùn)營(yíng)階段地基均可維持穩(wěn)定。本文結(jié)合杭州地鐵10號(hào)線一期工程標(biāo)段A、B區(qū)塊工程實(shí)例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，圍繞施工準(zhǔn)備、常見(jiàn)問(wèn)題解決措施、施工技術(shù)控制措施等展開(kāi)探討，希望所闡述的要點(diǎn)可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；水泥攪拌樁；質(zhì)量控制

1工程概況

杭州地鐵10號(hào)線一期工程標(biāo)段A、B區(qū)塊，東西長(zhǎng)約800m、寬約190m。場(chǎng)區(qū)路基下方施工采用直徑ϕ50cm的水泥攪拌樁，長(zhǎng)度視實(shí)際作業(yè)條件而定，包含10、12、14、15m四種標(biāo)準(zhǔn)。擋墻面結(jié)構(gòu)下方選用的是長(zhǎng)為8m的ϕ50cm水泥攪拌樁，樁體成型后于樁頂處換填碎石墊層，中間設(shè)兩層雙向土工格柵，以改善地基條件。

2水泥攪拌樁施工的技術(shù)要點(diǎn)

具體施工工藝流程如圖1所示。

2．1施工準(zhǔn)備

1）場(chǎng)地方面。①清理與整平，規(guī)劃施工作業(yè)區(qū)域，將該處的建筑垃圾、生活垃圾等各類雜物清理干凈，再整平；②配套基礎(chǔ)設(shè)施，以攪拌樁的施工點(diǎn)位為準(zhǔn)，于周邊建設(shè)水泥庫(kù)、拌漿后臺(tái)以及集土坑，后續(xù)施工期間所產(chǎn)生的土方暫時(shí)堆放在集土坑內(nèi)，待其稍干后則進(jìn)一步轉(zhuǎn)運(yùn)至指定堆放場(chǎng)所［1］。2）機(jī)械方面。SJC型監(jiān)測(cè)記錄儀能夠在生產(chǎn)期間持續(xù)監(jiān)測(cè)噴漿情況，所得結(jié)果可作為質(zhì)量分析的依據(jù)。施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后按照?qǐng)D紙拼裝到位，再試運(yùn)行，根據(jù)要求調(diào)整工藝參數(shù)，包含輸漿量、攪拌提升速度、水灰比等。3）材料方面。水泥為主要材料，采用的是普通硅酸鹽水泥，從具有資質(zhì)的供應(yīng)商中采購(gòu)，進(jìn)場(chǎng)時(shí)由試驗(yàn)檢測(cè)部門檢驗(yàn)，確定水泥強(qiáng)度，組織工藝性試驗(yàn)，確定水泥漿在最佳性能狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的配合比，將其作為正式施工的依據(jù)。4）水泥攪拌樁的試打。取具有代表性的路段，于該處組織水泥攪拌樁的成樁工藝試驗(yàn)，驗(yàn)證成樁工藝的可行性，根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制樁深與水泥用量的關(guān)系曲線，作為后續(xù)施工的參考。

2．2測(cè)量放樣

以測(cè)量控制點(diǎn)為準(zhǔn)，經(jīng)測(cè)放后確定樁位，再于該處打設(shè)短木樁，有效標(biāo)記。在打樁區(qū)的周邊設(shè)置控制樁，用于約束施工范圍。

2．3樁機(jī)就位

以前期設(shè)定的樁位為準(zhǔn)，使移動(dòng)攪拌機(jī)精準(zhǔn)就位，要求對(duì)中誤差≤20mm、垂直度偏差≤0．5％L（L為樁長(zhǎng)）。在確保樁機(jī)所處位置無(wú)誤后，于該處焊接鐵圈（半徑5cm），并在10m的高度位置懸掛鉛錘，技術(shù)人員操作經(jīng)緯儀，檢測(cè)并調(diào)整鉆桿的垂直度。每次施工前均要根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)節(jié)鉆桿，并確保鉛錘能夠始終在鐵圈內(nèi)。施工前在鉆桿上設(shè)置標(biāo)記，以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為控制標(biāo)準(zhǔn)，確保實(shí)際樁長(zhǎng)與之相符，對(duì)于樁長(zhǎng)存在變化的情況需將舊標(biāo)記擦拭，并設(shè)置新標(biāo)記［2］。

2．4預(yù)攪下沉

以攪拌頭的冷卻水循環(huán)狀態(tài)為準(zhǔn)，當(dāng)其維持正常后即可啟動(dòng)攪拌機(jī)，調(diào)整卷?yè)P(yáng)機(jī)的姿態(tài)，放松鋼絲繩，目的在于使攪拌機(jī)能夠沿著導(dǎo)向架持續(xù)向下發(fā)生切土作業(yè)，技術(shù)人員以電流檢測(cè)表的顯示結(jié)果為準(zhǔn)，合理控制下沉的速度。

2．5水泥漿的制備

以水泥用量為參考，搭建合適規(guī)格的攪拌平臺(tái)，要求其能夠有效地存放水泥，以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)，后臺(tái)制備水泥漿液，精準(zhǔn)稱量材料，保證各材料用量的合理性。為改善水泥漿的性能，可摻入適量外加劑。經(jīng)制備作業(yè)后檢測(cè)其水灰比，以0．45～0．55為宜。

2．6鉆桿的下沉與提升

以施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況為主要參考，合理調(diào)整電動(dòng)機(jī)的工作速率，放松卷?yè)P(yáng)機(jī)，使攪拌頭能夠富有秩序性地向下切入，全程勻速推進(jìn)，直至可達(dá)到樁底標(biāo)高位置為止。在鉆桿的下沉和提升過(guò)程中，需及時(shí)注入水泥漿液，同步噴漿與旋轉(zhuǎn)。避免鉆桿提速過(guò)快的情況，原則上不宜超過(guò)1m／min，否則易影響密實(shí)性。

2．7注漿、攪拌、提升

啟動(dòng)灰漿泵，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按合適的速度提升攪拌頭，注漿的過(guò)程中同步攪拌與提升，確保注入的水泥漿能夠與現(xiàn)場(chǎng)的原狀地基土有效結(jié)合，當(dāng)攪拌頭被提升至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即可關(guān)閉灰漿泵［3］。施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)注漿量和提升速度的控制，盡可能避免夾芯層或斷漿等特殊情況。

2．8清洗殘留的水泥漿

管路內(nèi)的水泥漿易隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而固結(jié)，需及時(shí)清理，可向集料斗內(nèi)注入清水，啟用灰漿泵，直至各管路均無(wú)水泥漿殘留的現(xiàn)象為止。此外，攪拌頭易在施工期間附著軟土，也需將該部分清理干凈。

3對(duì)于常見(jiàn)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

1）孤石的處理。遇埋深較淺的孤石時(shí)，可通過(guò)開(kāi)挖的方式將其清理干凈；若其埋深較大，此時(shí)其隱蔽性較強(qiáng)，不宜直接清理，可采取補(bǔ)樁措施，樁徑、樁長(zhǎng)等工藝參數(shù)均與原樁保持一致。2）垂直度的控制。樁機(jī)就位后檢測(cè)其鉆桿中心的位置，需要與樁中心共處相同的垂面上，具體可利用掛垂球的方式加以檢測(cè)。若存在樁位偏斜的情況應(yīng)重新定位樁機(jī)，視實(shí)際情況合理補(bǔ)樁。3）停機(jī)的處理。現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，為避免因意外而中斷施工的情況，自備一臺(tái)發(fā)電機(jī)。打樁施工期間若因某些不可預(yù)見(jiàn)因素而導(dǎo)致施工中斷時(shí)，將攪拌軸下沉至停漿面以下50mm處，在解決好問(wèn)題后繼續(xù)噴漿提升。若中途間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可采取補(bǔ)樁處理措施。4）配合比的優(yōu)化。水泥摻入量為18％，水灰比0．45～0．55，以現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件為參考，摻入合適類型的外加劑，用于改善水泥漿的性能。水泥漿的攪拌應(yīng)達(dá)到2～3min，若時(shí)間過(guò)短則會(huì)出現(xiàn)局部漿液不均勻的情況。濾漿后將其轉(zhuǎn)入集料池內(nèi)，再持續(xù)攪拌，避免漿液離析。5）注漿量和提升速度的控制。加強(qiáng)對(duì)注漿量和提升速度的檢測(cè)與控制，若某項(xiàng)指標(biāo)不合理均容易出現(xiàn)夾芯層或是斷漿等特殊情況。攪拌頭二次提升時(shí)，要求其速度始終穩(wěn)定在1m／min以內(nèi)。

4水泥攪拌樁施工的技術(shù)控制

4．1鉆機(jī)就位及調(diào)直

水泥攪拌樁施工過(guò)程中的受擾因素較多，鉆機(jī)為關(guān)鍵的設(shè)備，需維持穩(wěn)定的狀態(tài)。在施工期間必須加強(qiáng)對(duì)其的控制，保證各項(xiàng)參數(shù)的合理性。經(jīng)檢測(cè)后，若存在鉆機(jī)與設(shè)計(jì)位置形成偏差或是調(diào)直未滿足要求的情況，則需及時(shí)分析成因，采取處理措施，使鉆機(jī)可精準(zhǔn)就位，維持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)［4］。隨著施工進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，當(dāng)水泥存放罐內(nèi)的材料量達(dá)到上限后，需密封料口，以免在外部環(huán)境因素的影響下而導(dǎo)致水泥質(zhì)量下降。在安裝鉆機(jī)時(shí)必須調(diào)整好鉆桿等裝置的姿態(tài)，最大限度減小定位偏差，以免成樁后出現(xiàn)樁體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。

4．2水泥漿和噴漿措施

在水泥漿液的制備過(guò)程中嚴(yán)格控制水泥、水等各類材料的用量，要求水的用量不超過(guò)總量的20％，否則將由于用水量增加而稀釋泥漿，進(jìn)而影響其工程性能。此外，需加強(qiáng)對(duì)水泥攪拌樁施工設(shè)備的檢查，均要維持穩(wěn)定，若無(wú)誤則緩慢釋放吊索，逐步切土下降。若無(wú)特殊情況，下降速度應(yīng)控制在1．0m／min以內(nèi)，再將電流調(diào)控為75A，在此條件下方可下沉噴漿。噴漿施工期間，從配合比、攪拌等角度切入，全面避免離析現(xiàn)象，使噴入的混凝土可有效成型，構(gòu)成穩(wěn)定的樁體結(jié)構(gòu)。

4．3試樁試驗(yàn)

為保證大面積施工的效率以及質(zhì)量，在攪拌成樁施工前需要依據(jù)規(guī)范組織工藝性試樁作業(yè)，加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)的驗(yàn)證，調(diào)整不合理之處。對(duì)于樁體周邊存在大范圍軟弱土層的情況，可在既有施工工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上加大水泥用量以及增加攪拌次數(shù)，確保軟土地基在經(jīng)過(guò)處理后具有足夠的承載力。鉆進(jìn)施工期間，鉆機(jī)按照規(guī)定運(yùn)行，全程維持穩(wěn)定，避免樁機(jī)偏位、樁體傾斜或是其他質(zhì)量問(wèn)題。

5結(jié)束語(yǔ)

在工程地基施工中，水泥攪拌樁施工工藝取得廣泛的應(yīng)用，其適用范圍廣、加固效果好。為充分發(fā)揮出水泥攪拌樁施工工藝的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，全體工程人員應(yīng)遵循因地制宜的原則，視實(shí)際情況合理優(yōu)化施工工藝，兼顧材料的質(zhì)量、機(jī)械設(shè)備的性能、工藝參數(shù)的可行性等方面的內(nèi)容，集多重資源優(yōu)勢(shì)于一體，高效施工。

參考文獻(xiàn)：

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作者：王娜 單位：中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司