水利工程水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水泥攪拌樁技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的樁體，通過配有專用鉆頭的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使一定范圍的軟土硬結(jié)而提高整體地基的復(fù)合強(qiáng)度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，特別是處理水利水電工程加固飽和軟黏土地基處理后可很快投入使用。如何有效地控制深層水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量，確保軟基處理的效果是我們在工程實(shí)踐中探索的一個(gè)課題。

　　1工程概況

　　某供水樞紐工程庫區(qū)附屬工程，工程為V等，主要建筑物為5級，按抵御相當(dāng)于10 a一遇的設(shè)計(jì)洪水設(shè)防。護(hù)岸擋墻采用扶壁式鋼筋砼結(jié)構(gòu)形式，平均墻高10.60 m。護(hù)岸擋墻地基土的工程地質(zhì)特征：按巖土層的成因，組成巖土層的成分、顆粒粒度、沉積韻律及塑性指數(shù)，在鉆孔控制范圍內(nèi)，將地基土分為6個(gè)層次，自上而下分為：①人工填土；②黏土、壤土及砂壤土；③中細(xì)砂；④淤泥和淤質(zhì)土；⑤殘積土層及全風(fēng)化巖；⑥強(qiáng)風(fēng)化巖。

　　2施工前準(zhǔn)備工作的質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　2.1施工準(zhǔn)備及場地平整

　�。�1）應(yīng)修好施工機(jī)械進(jìn)場的便道。

　�。�2）供電設(shè)施應(yīng)齊全。在施工現(xiàn)場，應(yīng)配備柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。

　　（3）查明施工范圍內(nèi)的障礙物。地下有無大塊石及地下管線等，空中有無高壓電線等。所有障礙物應(yīng)事先清除或設(shè)立明顯標(biāo)志避開，確保安全生產(chǎn)。

　�。�4）場地平整。在準(zhǔn)備施工攪拌樁的地段，首先用推土機(jī)將地表粗平，然后回填中粗砂墊層，再用平地機(jī)精平。有條件的地方，可用壓路機(jī)靜壓1～2遍。

　　2.2施工放樣

　　首先用全站儀（或經(jīng)緯儀）準(zhǔn)確地放出施工段落的起始樁位及邊線位置，然后用鋼尺按設(shè)計(jì)要求的樁距用竹簽在施工范圍內(nèi)標(biāo)示出樁位（一般按正三角形布置）。

　　2.3原材料的質(zhì)量控制

　�。�1）水泥（固化劑）質(zhì)量是關(guān)鍵，所用水泥品種和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。水泥進(jìn)場之前，必須抽樣做安定性試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)z砂強(qiáng)度等指標(biāo)，合格后方可進(jìn)場使用。進(jìn)場水泥數(shù)量應(yīng)能滿足施工進(jìn)度的要求，不合格或過期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥拒絕進(jìn)場使用。

　�。�2）施工用水采用水質(zhì)良好的水，一般為HCO3－Na•Ca淡水，礦化度小于0.3 g/L。水中的侵蝕CO3含量不超過國家標(biāo)準(zhǔn)，對水泥不具侵蝕性。

　　2.4樁機(jī)安裝就位

　　水泥攪拌樁樁機(jī)安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行全面的檢查調(diào)整，主要有以下5點(diǎn)：①鉆頭直徑及鉆桿長度是否滿足設(shè)計(jì)要求。②輸送水泥漿的導(dǎo)管是否漏漿或堵塞。③水泥制漿罐和壓力泵是否能正常工作。④發(fā)電機(jī)或外接電源是否和樁機(jī)電路接通。⑤粗略調(diào)整樁機(jī)機(jī)身的豎直度，步驟如下：首先，調(diào)整機(jī)身兩邊的拉桿，使機(jī)身縱向豎直；其次，調(diào)整機(jī)身下邊的四個(gè)帶液壓裝置的支撐腳，使機(jī)身橫向豎直；最后，縱橫向都豎直后，鉆桿上的懸錘線就會指向中心刻度并緊靠在中心度盤處。

　　3實(shí)施過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　3.1工藝性試樁

　　在工程位置大面積施工之前，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的水泥攪拌樁成樁試驗(yàn)（一般不宜少于5根），匯總試樁結(jié)果應(yīng)得到以下要求及相關(guān)技術(shù)參數(shù)：①滿足設(shè)計(jì)水泥用量的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、攪拌速度、提升速度等。②確定“四攪四噴”施工工藝流程：場地平整→測量放樣→樁機(jī)就位→制備水泥漿→第一次預(yù)攪下沉→第一次提升噴漿攪拌→第二次攪拌噴漿下沉→第二次提升噴漿攪拌→成樁結(jié)束。

　　3.2制漿質(zhì)量的控制

　　按設(shè)計(jì)給定的水灰比（水和水泥按重量比嚴(yán)格控制）在制漿罐中進(jìn)行拌制，備好的漿液還應(yīng)不停地?cái)嚢瑁�使其均勻穩(wěn)定，不得離析或停置時(shí)間過長，超過2 h的漿液應(yīng)降低標(biāo)號使用；漿液倒入集料時(shí)應(yīng)加篩過濾，以免漿內(nèi)結(jié)塊，損壞泵體。

　　3.3泵送漿液質(zhì)量的控制

　　泵送漿液前，管路應(yīng)保持潮濕，以利于輸漿。泵送漿液過程中，泵的壓力必須足夠和穩(wěn)定，供漿必須連續(xù)，拌和必須均勻。如遇到漿液硬結(jié)堵管，必須立即拆卸輸漿管道，清洗干凈。

　　3.4樁長的控制

　　采用電子自動記錄控制法。要求每臺樁機(jī)配備電子自動記錄儀（電子自動記錄儀能準(zhǔn)確的記錄開鉆、終鉆時(shí)間、漿液流量及鉆孔深度），開鉆同時(shí)打開電腦自動記錄儀進(jìn)行記錄，以便掌握鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度，確保樁長不小于設(shè)計(jì)要求。

　3.5單樁水泥用量的控制

　　（1）控制好水灰比。按成樁試驗(yàn)確定的配合比制備水泥漿，以婆氏比重計(jì)不定期檢測漿液稠度，不得隨意亂調(diào)水灰比。

　�。�2）控制好輸漿泵。泵必須有足夠的壓力和持久穩(wěn)定的輸漿能力，輸漿量必須與樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度相匹配（這點(diǎn)是靠施工經(jīng)驗(yàn)和試樁技術(shù)參數(shù)得來的）。

　�。�3）控制好樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度。確保單樁施工完畢后，為該樁所配制的水泥漿能全部用完，沒有剩余。

　　3.6樁機(jī)操作的控制

　�。�1）柱機(jī)對位后，精調(diào)樁身豎直度，使攪拌軸保持垂直。

　�。�2）啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下鉆進(jìn)。同時(shí)，啟動壓力泵工作，邊鉆進(jìn)邊噴漿。

　�。�3）鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停鉆，關(guān)閉攪拌鉆機(jī)，鉆進(jìn)結(jié)束。

　�。�4）再次啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭呈反向邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴漿，使土體的水泥漿進(jìn)行初步拌和。

　�。�5）攪拌機(jī)提升至地面以下1 m時(shí)宜用慢速；當(dāng)噴漿口即將出地面時(shí)，應(yīng)停止提升，攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實(shí)。施工時(shí)因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應(yīng)使攪拌機(jī)下沉至停漿面以下0.5 m處，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升。

　　（6）根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要在地面下一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)攪拌時(shí)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)、邊鉆進(jìn)、邊噴漿至設(shè)計(jì)要求復(fù)拌的深度后，再反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升，使受到攪動的土塊被充分粉碎，土體和水泥漿能充分拌和均勻。

　�。�7）根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)來指導(dǎo)施工�，F(xiàn)場操作人員應(yīng)詳細(xì)記錄每米下沉?xí)r間、提升時(shí)間，記錄送漿時(shí)間、停漿時(shí)間以及施工樁長等參數(shù)的變化。

　　4施工后的質(zhì)量檢測控制要點(diǎn)

　　4.1樁的質(zhì)量檢測

　　4.1.1輕型動力觸探（N10）檢測

　　施工單位按照5%的檢測頻率，在成樁1～3 d內(nèi)，采用輕型動力觸探（N10）檢測樁身的強(qiáng)度。根據(jù)貫入30 cm的錘擊數(shù)來判定樁上部強(qiáng)度是否合格。檢測出來的錘擊數(shù)如大于等于設(shè)計(jì)給定錘擊數(shù)，則認(rèn)為樁的上部強(qiáng)度合格；否則，則認(rèn)為不合格。

　　4.1.2抽芯取樣檢測

　　在成樁28 d后采用抽芯取樣檢測，可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況，樁身的長度、強(qiáng)度和完整性。

　　4.2樁的質(zhì)量評定

　　4.2.1單樁評定

　　第一類樁：①樁長、樁徑滿足設(shè)計(jì)要求，整體噴漿均勻，無斷漿現(xiàn)象。②復(fù)攪段的樁芯完整且連續(xù)，呈柱狀，復(fù)攪段以下，能取出完整的柱狀芯樣。③樁身上、中、下段強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。④所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。

　　第二類樁：①樁長達(dá)到設(shè)計(jì)要求，整樁噴漿局部不均勻，但無斷漿現(xiàn)象。②復(fù)攪段的芯樣大部分完整，呈現(xiàn)柱狀，可制成等高試件做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，局部松散呈塊片狀；復(fù)攪段以下，能取出芯樣，芯樣不完整，呈可塑狀。③復(fù)攪段強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，復(fù)攪段以下有一定的強(qiáng)度。④所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%；當(dāng)取芯率小于65%時(shí)，標(biāo)貫擊數(shù)須大于設(shè)計(jì)要求。

　　第三類樁：①樁長達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。②樁體噴漿不均勻，有斷漿現(xiàn)象。③復(fù)攪段的芯樣松散無粘聚，大部分呈塊片狀，不能制成等高試件。④復(fù)攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣。⑤所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%；且標(biāo)貫擊數(shù)小于設(shè)計(jì)要求。

　　第一類為優(yōu)良樁；第二類為合格樁；第三類為不合格樁。

　　4.2.2復(fù)合地基承載力評定

　　復(fù)合地基承載力必須滿足設(shè)計(jì)要求。

　　4.2.3綜合評定

　　單樁評定都是第二類樁以上，其中第一類樁占85%以上。且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，其他指標(biāo)合格時(shí)評定為優(yōu)良；單樁評定都是第二類樁以上，其中第一類樁應(yīng)占60%以上，且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，其他指標(biāo)合格時(shí)評定為合格。

總之，水利工程軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，便構(gòu)成隱患且難以檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過程的管理是非常重要的，只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。