地鐵工程水泥攪拌樁施工工藝應用
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摘要：水泥攪拌樁是地基處理中較為關鍵的結(jié)構(gòu)，有利于提高地基的強度和承載能力，確保在后續(xù)的建設工作中以及運營階段地基均可維持穩(wěn)定。本文結(jié)合杭州地鐵10號線一期工程標段A、B區(qū)塊工程實例，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件，圍繞施工準備、常見問題解決措施、施工技術控制措施等展開探討，希望所闡述的要點可為類似工程提供參考。
1工程概況
杭州地鐵10號線一期工程標段A、B區(qū)塊，東西長約800m、寬約190m。場區(qū)路基下方施工采用直徑ϕ50cm的水泥攪拌樁，長度視實際作業(yè)條件而定，包含10、12、14、15m四種標準。擋墻面結(jié)構(gòu)下方選用的是長為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要點
具體施工工藝流程如圖1所示。
2．1施工準備
1）場地方面。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配套基礎設施，以攪拌樁的施工點位為準，于周邊建設水泥庫、拌漿后臺以及集土坑，后續(xù)施工期間所產(chǎn)生的土方暫時堆放在集土坑內(nèi)，待其稍干后則進一步轉(zhuǎn)運至指定堆放場所［1］。2）機械方面。SJC型監(jiān)測記錄儀能夠在生產(chǎn)期間持續(xù)監(jiān)測噴漿情況，所得結(jié)果可作為質(zhì)量分析的依據(jù)。施工機械進場后按照圖紙拼裝到位，再試運行，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)的供應商中采購，進場時由試驗檢測部門檢驗，確定水泥強度，組織工藝性試驗，確定水泥漿在最佳性能狀態(tài)下所對應的配合比，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，驗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系曲線，作為后續(xù)施工的參考。
2．2測量放樣
以測量控制點為準，經(jīng)測放后確定樁位，再于該處打設短木樁，有效標記。在打樁區(qū)的周邊設置控制樁，用于約束施工范圍。
2．3樁機就位
以前期設定的樁位為準，使移動攪拌機精準就位，要求對中誤差≤20mm、垂直度偏差≤0．5％L（L為樁長）。在確保樁機所處位置無誤后，于該處焊接鐵圈（半徑5cm），并在10m的高度位置懸掛鉛錘，技術人員操作經(jīng)緯儀，檢測并調(diào)整鉆桿的垂直度。每次施工前均要根據(jù)實際情況合理調(diào)節(jié)鉆桿，并確保鉛錘能夠始終在鐵圈內(nèi)。施工前在鉆桿上設置標記，以設計樁長為控制標準，確保實際樁長與之相符，對于樁長存在變化的情況需將舊標記擦拭，并設置新標記［2］。
2．4預攪下沉
以攪拌頭的冷卻水循環(huán)狀態(tài)為準，當其維持正常后即可啟動攪拌機，調(diào)整卷揚機的姿態(tài)，放松鋼絲繩，目的在于使攪拌機能夠沿著導向架持續(xù)向下發(fā)生切土作業(yè)，技術人員以電流檢測表的顯示結(jié)果為準，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，要求其能夠有效地存放水泥，以設計配比為準，后臺制備水泥漿液，精準稱量材料，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)場的土質(zhì)情況為主要參考，合理調(diào)整電動機的工作速率，放松卷揚機，使攪拌頭能夠富有秩序性地向下切入，全程勻速推進，直至可達到樁底標高位置為止。在鉆桿的下沉和提升過程中，需及時注入水泥漿液，同步噴漿與旋轉(zhuǎn)。避免鉆桿提速過快的情況，原則上不宜超過1m／min，否則易影響密實性。
2．7注漿、攪拌、提升
啟動灰漿泵，根據(jù)設計要求，按合適的速度提升攪拌頭，注漿的過程中同步攪拌與提升，確保注入的水泥漿能夠與現(xiàn)場的原狀地基土有效結(jié)合，當攪拌頭被提升至樁頂設計標高后，即可關閉灰漿泵［3］。施工過程中加強對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
隨著時間的延長而固結(jié)，需及時清理，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對于常見問題的應對策略
1）孤石的處理。遇埋深較淺的孤石時，可通過開挖的方式將其清理干凈；若其埋深較大，此時其隱蔽性較強，不宜直接清理，可采取補樁措施，樁徑、樁長等工藝參數(shù)均與原樁保持一致。2）垂直度的控制。樁機就位后檢測其鉆桿中心的位置，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。若存在樁位偏斜的情況應重新定位樁機，視實際情況合理補樁。3）停機的處理?，F(xiàn)場施工環(huán)境復雜，為避免因意外而中斷施工的情況，自備一臺發(fā)電機。打樁施工期間若因某些不可預見因素而導致施工中斷時，將攪拌軸下沉至停漿面以下50mm處，在解決好問題后繼續(xù)噴漿提升。若中途間隔時間過長可采取補樁處理措施。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。水泥漿的攪拌應達到2～3min，若時間過短則會出現(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。加強對注漿量和提升速度的檢測與控制，若某項指標不合理均容易出現(xiàn)夾芯層或是斷漿等特殊情況。攪拌頭二次提升時，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控制
4．1鉆機就位及調(diào)直
水泥攪拌樁施工過程中的受擾因素較多，鉆機為關鍵的設備，需維持穩(wěn)定的狀態(tài)。在施工期間必須加強對其的控制，保證各項參數(shù)的合理性。經(jīng)檢測后，若存在鉆機與設計位置形成偏差或是調(diào)直未滿足要求的情況，則需及時分析成因，采取處理措施，使鉆機可精準就位，維持穩(wěn)定運行的狀態(tài)［4］。隨著施工進程的持續(xù)推進，當水泥存放罐內(nèi)的材料量達到上限后，需密封料口，以免在外部環(huán)境因素的影響下而導致水泥質(zhì)量下降。在安裝鉆機時必須調(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)量不達標的情況。
4．2水泥漿和噴漿措施
在水泥漿液的制備過程中嚴格控制水泥、水等各類材料的用量，要求水的用量不超過總量的20％，否則將由于用水量增加而稀釋泥漿，進而影響其工程性能。此外，需加強對水泥攪拌樁施工設備的檢查，均要維持穩(wěn)定，若無誤則緩慢釋放吊索，逐步切土下降。若無特殊情況，下降速度應控制在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
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)，加強對各項施工參數(shù)的驗證，調(diào)整不合理之處。對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)過處理后具有足夠的承載力。鉆進施工期間，鉆機按照規(guī)定運行，全程維持穩(wěn)定，避免樁機偏位、樁體傾斜或是其他質(zhì)量問題。
5結(jié)束語
在工程地基施工中，水泥攪拌樁施工工藝取得廣泛的應用，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用優(yōu)勢，全體工程人員應遵循因地制宜的原則，視實際情況合理優(yōu)化施工工藝，兼顧材料的質(zhì)量、機械設備的性能、工藝參數(shù)的可行性等方面的內(nèi)容，集多重資源優(yōu)勢于一體，高效施工。
參考文獻：
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［2］胡凡，陳楓．水泥攪拌樁在不同土質(zhì)地基中的應用［J］．工程建設與設計，2019，67（10）：175－177．
［3］孫鵬．軟土地基處理深層水泥攪拌樁施工技術探究［J］．綠色環(huán)保建材，2020，7（1）：156，159．
［4］鄭廣．市政道路建設中水泥土攪拌樁加固地基與施工技術［J］．工程建設與設計，2019，67（15）：51－52，58．
作者：王娜 單位：中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司
