隨著基礎設施建設的發展,水泥土攪拌樁技術在軟土地基加固方面得到廣泛應用,而作為監理人員必須深入學習相關技術機理和施工工藝流程,才能有效確保監理質量控制的可靠性。下面側重介紹從監理的角度控制水泥攪拌樁施工質量的重點:
一、施工機械
水泥攪拌樁施工設備應選用定型產品,并配有全自動電腦記錄儀的設備,嚴禁使用非定型產品,自行改裝設備。嚴禁使用沒有管道壓力表和計量裝置的設備。水泥攪拌樁施工設備的具體要求如(表1)。
二、配合比設計
為了經濟、合理地確定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、標號和摻入量,各施工標段承包人和監理單位在施工前都必須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,試驗方法可參照《粉體噴攪法加固軟弱土層的考核規范》(TB10113-96)、《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)進行。
1、原材料
①水泥。宜選擇購買信譽好、質量穩定的大型水泥廠家生產的符合設計要求的P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥。配合比設計時所用水泥品牌應與大規模施工時擬采用的品牌、標號一致,經檢驗合格后用于配合比設計。②試料土。在需要加固處理的軟弱地基內,選擇有代表性的土層,鉆探取樣采集必要數量的試料土。
試料土含水量必須在同一地層不同部位至少3處取樣判定。
2、配合比設計
①試料土制備。試料土制備時應除去土中所夾有的貝殼、樹枝、草根等雜物;
當采用濕法進行配合比設計時,應采取措施,保證土料的天然含水量;當采用干法進行配合比設計時,土料應粉碎、過5mm篩,室內加水至重新配制成相當于天然含水量的試料土,放置24小時,并防止水份蒸發。②水泥用量。水泥用量應按施工圖設計文件要求取中值、+5kg/m和-5kg/m三個水泥用量進行試驗,地質情況較復雜時,可在此基礎上適當增加+10kg/m和-10kg/m等水泥用量的試驗;根據室內配合比試驗結果確定實際施工時水泥用量。③試件的制作及養護。
試料土必須與水泥充分攪拌均勻,每個試件所需的試料土、水泥的質量必須按擬定的配合比事先用天平稱量,并控制 試件達到一定的密度;試件的制模尺寸為70.7mm*70.7mm*70.7mm的立方體。試件可在振動臺上振實,也可人工搗實。每個制成的試樣應連試模稱取質量,同一類型試件質量誤差不得大于0.5%;應將制作好的試件帶模放入保濕箱內進行養護(如脫模養護,必須等試塊完全成型后,方能脫模);試件養護溫度應為20±3℃,濕度應為75%;試件養護齡期宜為7d、28d、90d。④試件強度測定。試件強度嚴格按《軟土地基攪拌樁加固法技術規程》(YBJ225-91)進行測定,每組試件必須有三個以上平行試驗。水泥土的強度以28天試塊強度為準,一般要求R28>=0.8Mpa, R90>=1.2Mpa,具體數值應以施工圖設計文件為準。
三、現場工藝性試樁
1、試樁目的
根據室內配合比試驗結果,施工單位必須考慮到不同的地質情況,進行現場工藝性試樁,以驗證室內配合比,確定主要施工工藝指標、試驗樁一般應在十根左右,在條件受到限制時,每種配合比不得少于二根。試樁時監理和業主代表應到場,同時應進行試樁工藝的詳細記錄。
試驗樁施工原則上在室內配合比試驗成果確定試樁,但室內配合比試驗7天的強度不得低于0.5Mpa。
2、漿(濕)噴樁試樁:
試樁要求滿足設計水泥漿噴入量的各種技術參數。鉆進速度:V<=0.8~1.0m/分鐘;平均提升速度:V<=0.6~0.8m/分鐘;攪拌速度:V=30~50轉/分鐘;噴漿時泵內泵送能力30~50L/分鐘,并按機械類型及管道長度調整。
通過試樁,要求能夠掌握下鉆、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;確定合適的輸漿泵的輸漿量;掌握水泥漿經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。
四、現場施工
1、開工前準備
①由指揮部組織對工藝性試樁進行質量檢測;②根據工藝性試樁的檢測結果編寫施工組織設計,經駐地監理組審查、提出書面審查意見后,報總監(或總監代表)審批同意后方可施工;③編寫安全操作條例,落實安全措施,經駐地監理工程師審批后方可施工;④攪拌樁施工的場地應事先平整,清除地上、地下一切障礙物(包括大塊石、樹根和生活垃圾);⑤場地低洼處,溝塘處應及時排水,清淤及回填(壓實度達到80%),不得回填雜土;⑥進行樁位放樣;⑦準備好施工所需的水泥等原材料,并以檢驗合格。
2、施工工藝
(1)漿(濕)噴樁施工工藝:
①定位。將深層攪拌機移到指定樁位,對中,雙向調整樁機垂直度。②漿液配制。
根據試樁檢測結果確定的配合比嚴格控制水灰比,加水應經過核準的定量容器,水泥漿必須充分攪拌均勻。使用砂漿攪拌機制漿時,每次投料后拌和時間不少于3分鐘。檢測水泥漿液密度并記錄。③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。噴漿有兩種方式:1.鉆進噴漿。開動灰漿泵,漿液人噴嘴噴出并具有一定壓力后,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30秒。如局部位置存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,開動灰漿泵,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復攪。鉆頭提升至地面后,應立即反向鉆進復攪,復攪深度原則上應為樁身全長,如無法進行全程復攪,應報監理工程師批準;在復攪過程中,應對局部噴漿不足的樁身部位進行補漿,并防止噴漿口堵塞。⑤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,成樁資料打印必須有旁站監理監督,打印完成后交旁站監理簽認。
3、施工注意事項
為了保證施工質量,施工單位要根據工藝試樁確定的各種操作技術參數制定施工要點,并在每臺樁機上的醒目的標牌明示。施工過程應做好施工原始記錄。
漿(濕)噴法:
為了保證漿(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5cm。
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或監理工程師確認的施工樁長,全樁水泥用量不得小于試樁時確定的水泥用量,每米用漿量誤差不得大于5%。
水泥漿液應按預定的配比拌制,并應有專人記錄每根樁的水泥用量,制備好的漿液不得離析,倒入集料時應加篩過濾,以免結塊,損壞泵體,泵送漿液前,管路應保持潮濕,以利輸漿。
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5秒。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停漿面以下0.5m,待恢復供漿后再噴漿提升,如因故障停機超過3小時,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,所有接樁及補樁都必須報現場監理批準并做好記錄。對輸漿管要經常檢查,不得泄漏及堵塞,管道長度不大于60m,對使用的鉆頭要定期檢查,其直徑磨耗量不得大于1cm,但也不宜采用直徑過大的鉆頭(以不大于設計樁徑30mm為宜,以免影響樁身成型質量)。應注意漿(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。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。
五、質量檢驗
1、質量檢驗方法
水泥攪拌樁的強度介于剛性與柔性樁之間,可從以下幾個方面對加固質量進行檢驗;
1)原始報表檢查:施工原始報表應詳盡、完善、如實地記錄施工時間和工藝參數,完整地反映施工全過程。
2)人工開挖驗樁:是檢驗攪拌樁質量(樁體外觀質量和整體性的最簡單最直觀)和樁間距的一種方法。一般在每個段落最后一根樁完成一周后進行,開挖時對樁頭必須小心處理,不準用重錘敲擊。
3)載荷試驗:樁的載荷試驗是較接近樁的實際工作條件的試驗,用以檢查樁的沉降及地基承載力。
2、質量檢測要求
駐地監理組的監理工作是控制水泥攪拌樁施工中質量的關鍵,因此應在施工中著重對以下施工過程進行監控(表2):
總結
以上施工工藝須掌握,關鍵是要控制水泥漿用量和攪拌時間等重點環節,并加強24h進行旁站監理,軟基處理的成效才能得以滿足設計及規范要求。