噴漿水泥攪拌樁施工工藝

1、1 噴漿水泥攪拌樁在高速公路施工中的應(yīng)用內(nèi)容提要介紹噴漿水泥攪拌樁施工工藝，及其在公路施工中特殊路基處理 中 的應(yīng)用和質(zhì)量控制措施。關(guān)鍵詞水泥攪拌樁 高速公路 施工應(yīng)用一、緒論在地質(zhì)不良地段，諸如 : 軟弱土和砂土液化地基、淤泥或淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土土等地段，這類地質(zhì)地基的特點(diǎn)是 :面積較大，地層較深 , 地基強(qiáng)度差。這類地 段、 特別是在小橋涵地基及橋頭段路基，需要進(jìn)行特殊路基處理。特殊路基處理方法有多種，諸如 : 在沉降量不大的較高填方路段，用加強(qiáng)型雙向 塑鋼土工格柵進(jìn)行處理 ;在小橋涵地基及橋頭段的不良地質(zhì)段 , 需要進(jìn)行特殊處理。 可 以選擇強(qiáng)夯等辦法。水泥攪拌樁多用于軟土層的地基加

2、固處理，其特點(diǎn)是 : 處理時 間 短，受外界環(huán)境影響小，處理效果顯著。因此，水泥攪拌樁法處理特殊地基方法，近 些年在諸多高速公路建設(shè)項 U 中得到快速的推廣，施工工藝得到了進(jìn)一步的完善。二、基本原理水泥攪拌樁施工工藝主要有兩種 : 一種是先在地面把水泥制成水泥漿， 然后送 至地 下與地基土攪和，待其固化后，使地基土的物理力學(xué)性能得到加強(qiáng) ; 另一種是，采 用壓 縮空氣把干燥，松散狀態(tài)的水泥粉直接送入地下與地基土拌和，利用地基土中的 孔隙水 進(jìn)行水化反應(yīng)后，再行固結(jié)，達(dá)到改良地基的 LI 的。 LI 前我國水泥攪拌樁施工 較多采 用的是 噴漿”工藝。水泥攪拌樁的基本原理是 : 利用水泥作為固化劑

3、的主劑，通過特制的深層攪拌 機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，并在噴注過程中上下攪拌均勻，使水泥與土發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆?；蛐⊥翀F(tuán)凝結(jié)在一起形成一種穩(wěn)定的水泥骨架結(jié)構(gòu)整體。用水泥作為固化劑加固軟土?xí)r，山于水化和水解反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣及含水鐵鋁酸鈣等化合物，在水中和空氣中逐漸硬化，鈣離子和土中交換性鈉離子發(fā)生交換作用，使粘土顆粒集合成較大團(tuán)粒；水泥水化物中的游 離氫氧化鈣吸收水和空氣中的二氧化碳，生成不溶于水的碳酸鈣等項效應(yīng)，形成具有一定遷強(qiáng)度和穩(wěn)定性水泥加固土，從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度、提高地基承載力的LI的。水泥和土間攪拌越充分，

4、混合越均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的離散性越小，宏觀的 總體強(qiáng)度也越高。水泥土的容重與軟土接近，而比重稍大，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥 摻入比的增加而增加。三、工藝流程1施工前的準(zhǔn)備工作、材料要求水泥采用不低于32. 5級礦渣水泥或硅酸鹽水泥。對進(jìn)場的同廠家、同品質(zhì)、同編號、同生產(chǎn)日期的水泥以 200t為一檢驗批次，做膠砂強(qiáng)度、安定性、細(xì)度、凝 結(jié)時 間等項LI試驗檢測，符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求時方可使用，受潮結(jié)塊的水泥不允許使用。要求對水泥進(jìn)行支墊整齊堆放，10袋水泥為一堆，并在進(jìn)行標(biāo)牌標(biāo)示，以便進(jìn)行 水泥數(shù) 量清點(diǎn)管理。對于高效減水劑等外摻劑也要按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行試驗檢測和存放。(2) 、配合比試驗水泥摻入

5、量為大于加固土體(原狀土體)質(zhì)量的12V1概,水灰比控制在0. 40. 6之間；在摻入一定量的高效減水劑時，水灰比可以控制在0. 50. 7之間，以 保證噴漿稠度和流動性；在加固土體含水量較高的情況下，宜摻入高效減水劑，并將水灰比控制在0. 40. 5之間。要采用至少三個不同的配合比，在基準(zhǔn)配合比的下，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少0. 05。用天然含水量時的加固土體制備7. 07X7. 07X7. 07cm3立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件下養(yǎng)護(hù)，以試驗檢測配合比試件的7d、14d、28d及90d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。每個配合比至少要制備4組(6塊/組)以上試件在制取標(biāo)準(zhǔn)試件

6、時，要檢測記錄制作標(biāo)準(zhǔn)試件用的水泥漿稠度和比重。必要時，要對加固軟土層含水量及有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行檢測。通過試驗確定每延米水泥用量，一般控制在30x60kg/m,可以根據(jù)不同的土質(zhì) 和處理要求確定水泥用量。(3) 、調(diào)查、了解各施工段落范圍內(nèi)的地上、地下的各管線及其它設(shè)施并繪于平面布置圖上，及早辦理拆遷，以免因施丄造成嚴(yán)重后果。攪拌樁施丄場地應(yīng)事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹根和生活垃圾等 )。場地低洼 時應(yīng)回填粘土，不得回填雜土。路基壓實(shí)應(yīng)達(dá)到要求的壓實(shí)度。(4) 、各施工段的樁位平面布置圖應(yīng)編號，注明該段落加固深度，上報審批。在現(xiàn)場進(jìn)行放樣定位，并對行、排位置線在施工范圍外

7、設(shè)固定樁。一般設(shè)計采用了樁徑50cm的，樁間距為：IXIm 1. 1X1. Im. 1.2XI. 2m、1.4X1.4m等等間距三角布 置。同時 在設(shè)訃中，對加固后的樁體 28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、單位復(fù)合地基承載力等做了明確的規(guī)定。(5) 、設(shè)備可選用ST-1型、PS-5型等“葉緣噴漿”深層水泥攪拌樁機(jī)，每臺攪拌樁機(jī)必須配備鉆孔、注漿自動記錄設(shè)備及打印設(shè)備，保證自動打印相關(guān)數(shù)據(jù),以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度,減少人為因素影響?；覞{制備必須采用灰漿拌和機(jī)拌和?；覞{斗上要配置過濾篩?；覞{拌和斗的容量根據(jù)試驗確定，保證一定的水泥漿余量，不會因漿液供應(yīng)不足而斷樁，也不會因漿液過多產(chǎn)生沉淀而引起

8、漿液濃度不足。檢查設(shè)備機(jī)具的機(jī)械性能，確保運(yùn)轉(zhuǎn)良 好。同時要確定輸漿泵輸漿量和灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時間。2、試樁試樁U的是確定工藝的各項技術(shù)參數(shù)，諸如:鉆進(jìn)速度、噴漿速度、輸漿泵輸漿量、 灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時間、噴漿壓力、拌和斗容量，每米水泥漿用量、完成一根樁的時間等。在攪拌樁正式開工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)悄況選取具有代表性施工地段，做工藝性試樁且不少于五根，以便取得可靠的、符合設(shè)計要求的工藝控制數(shù)據(jù)，其中包括制漿工藝、水灰比、注漿壓力、鉆具鉆進(jìn)速度、提升速度、提升時鉆頭反轉(zhuǎn)速度、攪拌遍數(shù)、復(fù)拌深度、單位時間注漿量、每延米注漿量等數(shù)據(jù)，并經(jīng)質(zhì)量檢驗合格后，寫出試樁總結(jié)報告，經(jīng)相關(guān)

9、部門審批后，方能正式開工。所取得的各項數(shù)據(jù)參數(shù) ,應(yīng)作為 現(xiàn)場施工的控 制依據(jù)，作為操作規(guī)程，嚴(yán)格控制、認(rèn)真執(zhí)行。在工藝性試樁開工前至少 7天，施工單位應(yīng)編制施工方案，上報審批。3、水泥攪拌樁施工工藝流程根據(jù)攪拌次數(shù)和噴漿次數(shù)，可以將噴漿水泥攪拌樁施工分為:二攪二噴、二攪 四噴等方法，以上兩類是較常用的兩種方法。以下分別說明其工藝流程。（1）、四攪二噴（復(fù)拌復(fù)噴）施工流程地上（下）清障、地面整平、路基壓實(shí)一測定樁位一鉆機(jī)就位、檢驗、調(diào)整鉆機(jī)一正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計深度一打開高壓注漿泵（噴漿持?jǐn)?030s磨樁端）一反循環(huán) 提鉆并噴水泥漿（提升速度一般控制在0. 5? 0. 8m/min左右）一上升至地

10、面以下3050cm （持?jǐn)?0? 30s磨樁頭）一攪拌噴漿至地面以上 50cm基準(zhǔn)面停止一重復(fù)正循 環(huán)復(fù)攪下沉到底部、打開高壓注漿泵（噴漿持?jǐn)?0、30s磨樁端）一反循環(huán)提鉆并噴水泥漿（提升速度一般控制在 0. 71. Om/min左右）一上升至地面以下 3050cm （持?jǐn)?0、 30s磨樁頭）一攪拌噴漿至地面以上 50cm基準(zhǔn)面停止一成樁結(jié)束一施工下一顆樁一清樁頭驗樁。在四攪二噴時，要求在第一次攪拌前，要求葉片帶漿下沉攪拌。嚴(yán)禁帶水下鉆。（2）、四攪四噴施工流程地上（下）清障、地面整平、路基壓實(shí)一測定樁位一鉆機(jī)就位、檢驗、調(diào)整鉆機(jī)一打開高壓注漿泵、正循環(huán)鉆進(jìn)并噴漿至設(shè)計深度（攪拌、噴漿持續(xù)

11、1020s磨樁 端）一反循環(huán)提鉆并噴水泥漿（提升速度一般控制在0. 70. 9m./min左右）一上升至地 面以下3050cm （持?jǐn)?020s磨樁頭）一攪拌噴漿至地面以上 50cm基準(zhǔn)面停止一重 復(fù)正 循環(huán)復(fù)攪噴漿下沉到底部（噴漿持?jǐn)?0? 20s磨樁端）一反循環(huán)提鉆并噴水泥漿止一進(jìn) 情 藝。( 提升速度一般控制在 0. 81. Om/min 左右 ) 一攪拌噴漿至地面以上 50cm 基準(zhǔn)面停 成樁結(jié)束一施工下一顆樁一清樁頭驗樁。四攪二噴和四攪四噴基本在成樁質(zhì)量上沒有多大差別，只是四攪四噴在全過程 行噴漿，在鉆進(jìn)和提升速度上較快，可以全過程保證噴漿的連續(xù)性和均勻性。一般 況下四攪二噴，也基本可以保證噴漿的均勻性 , 所以大多采用的是四攪二噴施工工 在四攪二噴施匸難以保證噴漿攪拌的均勻性時，采用四攪