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        水利施工中水泥攪拌樁技術的運用淺談

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        水利施工中水泥攪拌樁技術的運用淺談

        [摘要]針對某水利改造工程實際情況,對其施工水泥攪拌技術的實際應用進行深入分析,包括施工準備、施工工藝和方法、技術控制與質量控制措施及要點,并通過實踐驗證了本工程所用施工技術的合理性與有效性,為類似工程項目建設提供技術參考。

        [關鍵詞]水泥攪拌樁;水利施工;施工方法

        1工程概況

        某水利改造工程擬將標準提升到100年一遇,將工程等級確定為二級,堤頂寬度從5.0m加高至8.5m,在堤后進行填土綠化,和堤后場地及道路相連,同時,將堤頂與擋浪墻高程分別修正為4.35m和4.89m。工程總長約384.3m,全部采用水泥攪拌樁,按1.0m×1.0m的間距布置,樁徑600mm,樁長15m。現圍繞本工程實際情況,對其水泥攪拌樁施工進行如下深入分析。

        2施工準備

        (1)平整施工場地,將地面上的雜物和所有障礙物(包括地下)都清除干凈,包括基礎構造與殘留建筑垃圾。如果布樁路線上存在低洼處,需要進行清淤與抽水,并回填粘性土后將其夯實,注意回填不可使用雜填土。按設計要求完成對場地的開挖后,推土機進場將場地表面推平,并碾壓至密實狀態。在鉆機施工區域內的場地其地面應堅實可靠,避免施工中鉆機產生傾斜等現象,在必要的情況下支墊枕木,同時還要設置排水坡,在場地兩側開挖臨時排水設施,避免積水對鉆孔施工造成影響。(2)施工開始前認真核查場地的地質,確認是否和設計圖紙相符,如果不相符,應立即通知相關部門進行處理。(3)在工點采集有代表性的土樣,送交實驗室開展配合比試驗,通過試驗確定水泥計量及不同外加劑使用后對應的抗壓強度,然后通過對比分析確定最佳的參數,包括水灰比、水泥劑量、外加劑類型與摻加量。本工程設計要求樁身28d強度必須達到1.5MPa以上。(4)完成室內試驗后進入場地開始現場調查,根據試驗確定的參數對各項原材料實際用量進行計算。(5)組織施工隊伍負責人,對其做全面的安全與技術交底,使其明確工程的設計意圖和施工中需要的要點問題。(6)做好施工機械設備進場準備工作,并對其進行必要的檢查和維修,使其處在最佳工況,確保施工能夠順利完成。(7)沿鉆機設計行走路線進行軌道鋪設,使鉆機平穩行走至指定位置。(8)連接好現場的水路及電源,對機械設備作必要的試運轉,確定是否滿足設計和施工要求。(9)為灌漿施工準備好需要的材料。(10)做好現場的供水供電,鋪設臨時便道,修筑必要的臨時設施,對廢漿處理池與泥漿池需要采取有效的安全防護措施。(11)按照設計要求設置好樁基的水準基點樁與測量控制樁,并經復核確認無誤,在樁位使用白灰作出明顯標記。(12)采用經室內實驗確定的配比進行試樁,通過試樁確定與設計要求相符的參數,或對原參數進行調整,由監理工程師審核確認合格后方可用于大面積施工。

        3施工工藝

        (1)水泥攪拌樁均采用濕法工藝,借助雙向深層攪拌設備完成。樁長和樁頂高程都嚴格按照設計要求確定,?;颐鎽葮俄數脑O計標高高500mm。(2)成樁工藝為兩噴四攪,在攪拌過程中,鉆頭旋轉一圈對應的提升及下沉量按10~15mm控制,確保加固區域內土體所有位置都能得到至少20次的攪拌,現場安排專人進行記錄。(3)水泥采用普硅水泥,摻入量分為3種,即15%、17%和19%,水灰比按0.55控制,并適量摻加生石灰與木質素磺酸鈣,其摻量為2%與0.2%。(4)施工中,樁機底盤應始終保持水平,導向架應始終保持豎直,樁位偏差控制在5cm以內,垂直度偏差控制在1%以內,樁徑偏差控制在4%以內,單位長度水泥噴射量和單樁灰漿消耗量的偏差均應控制在5%以內,成樁后,樁徑與長度都應滿足設計要求。(5)水泥使用前必須過篩,漿液制備好后避免離析,在泵送時應保持連續,實際的攪拌深度與噴射量都應采用認證通過的裝置記錄。(6)出漿口有漿液流出后,繼續噴攪30s,將樁端土和水泥攪拌均勻后,提升鉆頭。(7)鉆頭旋轉一圈對應的提升高度應控制在15mm以內。將鉆頭提升到距離樁底1.5m時,啟動噴漿機開始噴漿。將鉆頭提升到和樁頂高程相差500mm的位置后,結束噴漿。(8)成樁時若因故中斷噴漿,需將鉆頭下沉到和停漿處相距500mm的位置,在恢復供漿以后繼續攪拌和提升。如果停機的時間達到3h以上,應將管路拆開進行沖洗。(9)質量控制工作必須貫穿整個施工過程,同時堅持做好監理,在施工中隨時對施工記錄進行檢查,保證施工順利進行。(10)可采用開挖法對樁數、樁徑與樁頂等進行檢查,若不滿足設計要求,應立即采取有效的補強措施。(11)工后鉆芯取樣做抗壓強度試驗,要求28d抗壓強度不小于1MPa。鉆芯取樣數量要求達到總樁數的5%,同時不能少于6根。

        4主要施工方法

        4.1現場測量放樣

        正式開工前以設計圖紙為依據進行定位放線,必要時進行溝槽開挖,再放出第一組樁的準確位置,按設計圖紙標出的尺寸進行畫線。

        4.2水泥漿制備

        如前所述,水泥采用普硅水泥,摻入量分為3種,即15%、17%和19%,其中,當水泥摻入量為15%時,單位長度水泥用量為76kg;當水泥摻入量為17%時,單位長度水泥用量為86kg;當水泥摻入量為19%時,單位長度水泥用量為97kg。水泥漿制備時的水量可通過采用定量容量嚴格控制。其它外加劑摻量都按照設計要求控制。

        4.3預拌下沉噴漿

        待樁機中的冷卻水系統開始正常循環以后,打開電機,逐步放松樁機上的吊索,使其沿導向架不斷向下攪拌和下沉,實際的下沉速度通過電流監測控制。一般下沉速度不能超過0.8m/min,即將電流控制在70A以內。在噴漿時要注意充分攪拌,現場工作人員隨時對設備和地層發生的變化進行觀察,將鉆頭下沉到設計要求的深度后,停止下沉。

        4.4提升噴漿

        在緩慢提升鉆頭的同時不斷噴漿攪拌。在噴漿時,必須不斷攪拌,避免泥漿發生離析。當噴漿到地面時,應注意加噴一次,避免從地面離開后噴漿不充分和不密實。

        4.53次攪拌噴漿

        待第2次噴漿結束后,開始第3次作業,方法和之前相同,不斷攪拌、噴漿到設計要求的深度。

        4.6四次攪拌噴漿

        到達設計要求的深度后,開始第4次提升,以保證攪拌的均勻性。在整個孔深范圍內,所有段落的補漿量都必須達到均勻,通過準確的計量控制好實際補漿量,同時確保完成第4次噴漿以后,每段的實際噴漿量可以達到一致,且泥漿剛好用完。

        4.7清洗

        如果樁機停轉,或中途間隔很長時間,需向拌桶加水,然后啟動泵機,對管路中存留的泥漿進行沖洗,到完全沖洗干凈為止。同時,還應清除附著在鉆頭上的軟土。將鉆頭和管路都清洗、清理干凈后,將樁機移到下一個樁位準備施工,施工方法同上。

        5技術控制

        (1)施工中對鉆頭下沉及提升的速度進行嚴格控制,使噴漿量滿足要求,從而達到預期的成樁質量。(2)對鉆孔的深度也應進行嚴格控制,使停漿面得到充分攪拌。(3)將泥漿配好后應避免發生離析,且應保證供漿的連續性。當因故停漿時,應重疊至少0.5m進行接樁,如果停機的時間超過3h,則這一批漿液不可繼續使用,并需要將管路沖洗干凈。(4)施工中認真做好施工記錄的檢查工作,尤其是漿液的濃度。(5)正式施工前,先進行試樁,確定如下技術參數:泥漿的生產配比;鉆機和鉆頭提升速度;泵送壓力。(6)施工中所使用的水泥應具有齊全的證書與試驗報告,由于在現場主要使用的是散裝水泥,需要以現場水泥用量為依據確定每桶水泥具體數量。實際灰量不能超過規定值±5%。(7)鉆進應使用直徑比設計樁徑略大的鉆頭,當鉆頭磨損嚴重時,應及時更換,如果檢查發現樁徑不滿足設計要求,應按照一定置換率在其兩側進行補樁。(8)為了防止在壓漿過程中產生斷漿,應做好攪拌及噴漿速度的控制,鉆頭提升不能快于1m/min,并按要求同時控制好二次下沉及提升的速度。(9)成樁并達到齡期以后,由人工將樁頂多余的部分鑿除,檢查確認合格后,開始下一道工序。

        6質量控制要點

        (1)現場應安排專人負責樁基施工,并進行全過程旁站監理?,F場所有設備都應進行編號,著名設備類型、用途、負責人等,將設備管理責任嚴格落實到人。(2)正式鉆進前,需要用清水對管路進行沖洗,并在水排盡以后才能下鉆。(3)為了使樁體垂直度可以達到規范要求,可以在主機上吊一個吊錘,由此對鉆桿垂直度進行控制,避免垂直度偏差超過標準要求。(4)在首次下鉆時,為了方式管路堵塞,可攜帶適量的漿液下鉆,但噴漿量不能超過總量50%,切不可帶水下鉆。首次下鉆與提升,都應采用較低的檔位,在復攪的過程中,可根據實際情況提高檔位。一般單樁成樁時間需要60min,噴漿時,壓力按0.4MPa控制。(5)為了使樁身、樁端與樁頂處的質量都達到預期,在首次提鉆噴漿的過程中,需要在樁的底部稍微停留一段時間,在余漿上提時全部噴入到樁體當中,并且樁頂部也需要進行磨樁頭,時間和樁底部相同。(6)施工中做好噴漿與停漿時間的控制,鉆進一旦開始,必須保持連續,中途不能終端,也不能在還沒有噴漿時就提升鉆桿。供漿系統的儲漿罐中,應始終有不少于單樁用量的泥漿。如果儲漿量沒有達到要求,則不允許對下一根樁進行鉆進施工。(7)施工中通過檢查發現噴漿量不滿足要求時,應根據要求進行整樁復噴。在復噴過程中,實際噴射量應與設計用量相匹配,不能比設計用量少。當遇到停電和設備故障時,應立即記錄發生中斷的深度,然后在要求的時間段內進行補漿。一般補漿重疊段需要達到100cm以上,當中斷的時間超出12h時,還應進行補樁。

        7結束語

        目前本工程的水泥攪拌樁施工已經順利完成,經檢查,樁基質量良好,達到預期要求,說明本工程所用以上施工工藝、方法和技術與質量控制措施及要點,均合理可行,值得其他工程項目施工參考借鑒。

        參考文獻

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        [2]郭慧娟,胡東亞.淺談水利工程水泥攪拌樁施工的質量控制[J].河南水利與南水北調,2016(1):47–48.

        [3]嚴琦,趙小健.水利河道工程施工中深層水泥攪拌樁的應用研究論述[J].住宅與房地產,2015(S1):169.

        作者:王東海 單位:山東省濟寧市水利工程施工公司

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