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水泥攪拌樁加固橋頭軟基的質量控制
摘要:本文通過開封至通許高速公路五標段施工技術情況，總結了水泥攪拌樁在高速公路撟頭軟基段中的施工過程和質量控制措施。
關鍵詞：水泥攪拌樁 橋頭加固 軟弱地基 質量控制
0 引言
隨著近年來高等級公路的快速發展，對地基強度、施工工期等要求越來越高，而在我國河南開封黃河兩岸地區，軟土層分部范圍比較廣泛，地下水位比較高，特別是分布在高速路橋頭的軟土處理，技術比較復雜。一旦處理不徹底，易引起橋頭跳車現象，水泥攪拌樁是用于加固地基處理的一種方法，它是利用水泥等材料作為固化劑，通過深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間產生一系列物理—化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的符合使用要求的地基。其工藝在高速公路施工中用來加固橋頭軟土層起到了非常好的作用。下面結合開封至通許高速公路五標段工程實例，談一下水泥攪拌樁在加固橋頭軟基方面的質量控制措施。
1 概況
1.1 工程概況 開封至通許高速公路是交通運輸部規劃的大慶到廣州國家重點公路的重要組成部分，全線長64.287公里，其中橋頭段及橋頭過渡段均采用水泥攪拌樁進行軟基處理。
1.2 設計要求 我五標段水泥攪拌樁共計11萬延米，全部分布在四個橋頭段及四個起頭過渡段，地質情況如表1所示。設計要求樁端持力層為粉砂土，樁長取12米，設計要求處理后的復合地基承載力為120KPa，設計其橋頭段后容許沉降量設計要求不大于10厘米。
2 配合比設計
為了經濟、合理地確定橋頭水泥攪拌樁加固地基的技術參數，確定與地基土加固相適應的水泥品種、強度等級和摻入量，在施工前應該根據設計文件提供的地質資料，選取典型地段鉆探取樣，進行室內配合比試驗。水泥土的強度以28天試塊強度為準，一般要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2 MPa，具體數值以施工圖設計文件為準。
3 現場工藝性試樁
根據室內配合比試驗結果，考慮到不同的地質情況，施工前應該按照各種室內配合比進行工藝性試樁，且每種配合比不得少于兩根。通過試樁，掌握下鉆、提升的困難程度；確定鉆頭進入硬土層電流變化程度；確定水泥漿液密度；確定適合的輸漿泵的輸漿量；掌握水泥漿泵到達攪拌機噴漿口的時間、攪拌樁機提升速度、復攪下沉、復攪提升速度等施工參數如表2所示。
4 施工過程
4.1 施工工藝流程 場地平整→測量放線→鉆機安裝就位→對正樁位、調平機身→鉆進→提升攪拌機同時噴漿→提升至地面以下0.25米，停止噴漿、攪拌數秒→重復攪拌下沉、噴漿→重復攪拌提升→在離地面0.25米處、停鉆→打印、輸出數據→移機。
4.2 施工中的工藝要求
4.2.1 場地平整 施工前做好“三通一平”，清除地上地下一切障礙物（包括、樹根和生活垃圾）。
4.2.2 定位 由技術測量人員按設計梅花形樁位通過軸線控制點逐個施放在現場，做好標記。
4.2.3 漿液配制 根據室內土工試驗強度確定的配合比嚴格控制水灰比，加水數量應經過事先核準的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻，使水泥漿攪拌機制漿時，每次投料后拌和時間不得少于3min，檢測水泥漿液密度并記錄。
4.2.4 鉆進、送漿 將制備好的水泥漿經篩過濾后，倒入貯漿桶，開動灰漿泵，將漿液送至攪拌頭。噴漿可以根據每段地質情況采取以下兩種方式。①鉆進噴漿 開動灰漿泵，漿液從噴嘴噴出并具有一定的壓力后，開始鉆進攪拌，同時根據試樁結果調整灰漿泵壓力檔次，保證噴漿量滿足要求。在鉆進過程中連續噴入水泥漿液。鉆進至設計樁長或硬土層后，應原地噴漿攪拌30S。如局部位置在噴漿不足的情況時，應在反轉提升的過程中進行補漿。②提升噴漿 在鉆進過程中不噴漿，鉆進至設計樁長或硬土層后，并根據試樁結果調整灰漿泵壓力檔次，保證噴漿量滿足要求。將攪拌頭自樁端反轉勻速提升攪拌，并連續噴入水泥漿液，直至地面，如局部位置存在噴漿不足的情況時，應在復攪的過程中進行補漿。
4.2.5 復攪 鉆頭提升至地面25厘米，應立即反向鉆進復攪、噴漿，復攪深度原則上應為樁身全長；在復攪過程中，應對局部噴漿不足的樁身部位進行補漿，并防止噴口堵塞。重復攪拌提升，直至離地面25厘米。
4.2.6 資料打印 成樁后，在鉆機移動前打印施工過程資料和成樁資料，嚴禁移機后補打資料。
4.2.7 清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口，樁機移機至另一樁位施工。
5 質量控制措施
5.1 為保證漿（濕）噴樁的垂直度，應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1.0%，樁位偏差不得大于5厘米。
5.2 嚴格控制鉆機下鉆深度、漿噴高程及停漿面，確保漿噴樁長度和水泥漿液噴入量達到設計要求，樁長不得短于設計樁長，每米用漿量誤差不得大于5%。
5.3 水泥漿液應按預定的配比拌制，加入緩凝劑防止初凝現象，保證每根樁所需漿液一次單獨拌制完成，并應有專人記錄每根樁的水泥用量。
5.4 攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不得大于5s。
5.5 一般情況下，應在全樁長范圍內重復攪拌一次，以增加水泥土的均勻性并且復攪宜一次完成�！ �
5.6 供漿必須連續，拌和必須均勻，一旦因故停漿，應使攪拌鉆頭下沉至漿面以下0.5米，待恢復供漿后再噴漿提升，如因故停機超過3h，應先拆卸輸漿管清洗后備用，此根未完成樁應采取補噴措施或重新打設。
5.7 對輸漿管要經常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長度不大于60米，對使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不得大于1厘米，但也不宜用直徑過大的鉆頭(以不大于設計樁徑30mm為宜，以免影響樁身成型質量)。
5.8 應注意濕噴樁的樁位施工順序。在一個區域內，應先打設路基兩側及該處理段兩頭的樁，以形成一個封閉的區域，再逐漸往中心打設，有利于整體的成樁質量和軟基處理效果。
5.9 漿液儲量應不少于一根樁的用量，否則不得進行下一根樁的施工。
6 施工質量檢測及效果評述
6.1 質量檢驗方法及結果 橋頭水泥樁施工完畢28d后，應進行成樁檢測，檢測方法有以下兩種：
6.1.1 人工開挖驗樁 其深度為停漿面以下達到樁實體，一般深度宜為50厘米，目測攪拌樁的均勻性，量測成樁直徑和間距。通過現場隨機抽檢，測的樁徑均大于500mm，樁間距都在±100mm之內，符合設計要求。
6.1.2 鉆孔取芯、標準貫入試驗（CPT）鉆孔取芯和標準貫入試驗方法參照《粉體噴攪法加固軟弱土層技術規范》（TB10113—95）、《軟土地基攪拌加固法技術規程》（YBJ225—91）、《巖土工程勘察規范》（GB50021—2001）、《公路工程地質勘察規范》（JTJ064—98）有關規定執行。28d時現場鉆孔取芯，水泥土攪拌均勻、無水泥粒塊，取芯率大于60%，5m以內水泥稠度均勻堅硬，現場標貫擊數均10~20擊，室內無側限抗壓強度均0.15~0.45Mpa之間。檢測結果表明所檢測的水泥攪拌樁滿足設計要求。
6.2 效果評價 從檢測結果可得，本合同段工程橋頭軟基水泥攪拌樁樁體施工質量達到設計要求。處理后復合地基承載力均超過設計要求的承載力；從樁體完成施工到高速公路通車，橋頭沒有明顯的沉降，很好地防止了橋頭跳車現象，實踐證明本合同段運用水泥攪拌樁處理橋頭軟基段是成功的。
7 結語
水泥攪拌樁作為一種橋頭軟基的處理方法，既能縮短工期，又能節約投資，值得推廣應用，但是在其應用過程中，要通過試驗確定各種施工參數，并且要注意由于地質的變化，導致處理效果不穩定的現象，所以在下一步施工中需要不斷總結經驗。
參考文獻：
[1]中華人民共和國行業標準.《粉體噴攪法加固軟弱土層技術規范》（TB10113—95）.北京.中國鐵道出版社.1995.
[2]中華人民共和國國家標準.《巖土工程勘察規范》（GB.50021—2001）.北京.中國標準出版社.2001.
[3]中華人民共和國行業標準.《公路工程地質勘察規范》（JTJ.064—98）北京.人民交通出版社.1998.
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