路橋施工中水泥攪拌樁的應用分析

摘 要：在路橋施工建設中，水泥攪拌樁至關重要。本文中，筆者根據(jù)自己的專業(yè)知識和實際工作經(jīng)驗，對水泥水泥攪拌樁的工作原理、相關設計和施工運行的應用進行了詳細的分析，并提出了施工運行過程中需要注意的問題，以供同行參考。

關鍵詞：水泥攪拌樁；路橋施工；施工工藝；應用分析

1 引 言

水泥攪拌樁較多的使用于高速公路、機場和橋梁的等的工程建設中。隨著我國經(jīng)濟現(xiàn)代化發(fā)展的需要，路橋工程的建設發(fā)展也逐漸提上了日程，對路橋工程的質量和管理都有著很高的要求，對于路橋工程中有著重要作用的水泥攪拌樁也有著很高的質量要求。但是，在驗收工程的過程中，依然能查出許多問題，工程質量的好壞決定了施工單位的名譽和利益。以下結合一些實踐經(jīng)驗和專業(yè)知識對水泥攪拌樁在路橋施工中的應用進行了分析。

2 水泥攪拌樁工作原理

水泥攪拌樁一般用在土地地基較軟的地方，將水泥漿作為固化劑的主要成分，利用攪拌機鉆頭打入地基深處，將水泥漿加入到土體中，與軟土一起充分攪拌，在攪拌過程中鉆頭逐漸上提，使得水泥漿和土體之間充分產生系列的物理、化學反應，軟土逐漸凝結成一個堅硬、穩(wěn)定的水泥樁，使得地基強度得到很大的提高，達到了加固軟土地基的作用。

一般的硅酸鹽水泥的主要化學成分有三氧化二鐵、三氧化二鋁、三氧化硫、二氧化硅等，水泥和水接觸后，水泥表面的化學成分會立即與水產生化學反應，反應形成水化物并溶解于水，使得水泥顆粒里面的化學成份暴露，迅速與水發(fā)生化學反應生成水化合物再次溶解于水，如此反復發(fā)生化學反應，直至水溶液飽和，生成的化學物質凝固懸浮在水溶液中。

3 水泥攪拌樁設計布局

設計水泥攪拌樁，通常采用以路基線為中點擴散到兩側，成為一個正方形的布局。一般情況下，未經(jīng)處理過的地基地質偏軟，無法滿足建設工程的條件，因此需要通過水泥攪拌樁對地基進行加固處理，這樣處理以后的人工地基足夠堅固，能保證所建設的公路、橋梁以及其他各種建筑足夠安全，達到正常使用的標準。對建筑現(xiàn)場的地基狀況、地基強度及其承載能力等進行勘測和分析后，以此來確定水泥攪拌樁的布局。

3.1 水泥攪拌樁摻入配比

取現(xiàn)場地基土樣，加入不同的水泥量進行配比實驗，以確定符合地基條件和建筑所需強度的水泥攪拌樁配比。取某處地基土樣和不同量的水泥進行配比實驗后，在不同時間段內所能承受的無側限抗壓強度。表1中是對地基土樣進行物理指標檢測后的數(shù)據(jù)結果。

這里我們選用普通的硅酸鹽425#水泥，水泥取量為土樣的12%、14%、16%、18%和20%進行實驗檢測，我們選用普通的硅酸鹽425#水泥，水泥取量為土樣的12%、14%、16%、18%和20%進行混合攪拌形成水泥攪拌樁，并在2個不同的時期對其進行無側限抗壓測試，得到最終的抗壓強度數(shù)據(jù)，見表2。

按照設計要求，在水泥攪拌樁成樁90d后，對其鉆芯取樣進行無側限抗壓強度測試，結果不能少于2.64PMa。取28d齡期的水泥柱強度為標準強度的60%，則水泥土無側限抗壓強度應大于2.64×60%=1.58MPa，考慮其他各方面因素，綜合安全系數(shù)計算結果為2.0，最終得到最低的無側限抗壓強度應為1.58MPa×2.0=3.16MPa。根據(jù)表2中數(shù)據(jù)所示，28d齡期、水泥摻入量為14%的水泥土無側先抗壓強度為3.2MPa，大于最低要求的強度，符合設計需要，可以選擇該配比進行施工。

3.2 水泥攪拌樁施工設備

國內自行研發(fā)制造的水泥攪拌樁施工設備種類繁多，功能樣式各不相同。施工時可根據(jù)現(xiàn)場及建筑的實際情況，選擇適合的施工設備，以達到最快最好的施工效果。

4 水泥攪拌樁施工運行

在路橋工程的建設過程中，一般采用專用的攪拌機鉆頭，鉆入土地預想的深度后開始噴漿，隨著鉆桿的深度，水泥漿和土體一起攪拌，并發(fā)生物理化學反應。土體在水泥加固劑的作用下開始凝結，最后行成水泥樁，改變天然地基的地質條件，達到加固的效果。為了加強水泥攪拌樁的均勻度和密實度，一般采用兩噴、四攪的方案進行施工：

（1）選定位置后將鉆頭鉆進軟基中，到達預定的深度，保持攪拌機的平穩(wěn)；

（2）按照測試好的摻入比開始制作水泥漿，并將其裝入攪拌機集料斗待用；

（3）進行第一次噴漿，鉆頭旋轉上提，上提過程中同時攪拌，直到鉆頭上提至預定最高點；

（4）鉆頭再次下鉆，并重復第一次噴漿、攪拌的動作，將剩余的水泥漿噴完；

（5）鉆頭重新下鉆攪拌，攪拌過程中同時旋轉上提，到達預定最高點停止攪拌，此時水泥攪拌樁便制作完畢。

5 水泥攪拌樁施工注意

5.1 避免水泥攪拌機噴漿時堵塞

水泥暴露在空氣中極易發(fā)生受潮、結塊的現(xiàn)象，加上制漿池中的濾網(wǎng)常有受損的情況，都可能造成水泥攪拌機在噴漿時被堵塞。為避免在施工時發(fā)生堵塞的狀況，在施工開始前，應對設備進行徹底的檢查和清理。

5.2 確保水泥攪拌樁垂直度

在水泥攪拌樁施工過程中，施工技術不到位可能會造成水泥攪拌樁不能達到設計要求的垂直度。在攪拌機開始施工時，在主機上面掛上吊錘，以吊錘為基準控制鉆頭的角度，使垂直度達到設計要求。

5.3 避免發(fā)生斷漿或噴漿不足的現(xiàn)象

在施工時，水泥漿拌制量不夠、輸漿管彎折或是破損泄露等狀況，都將導致斷漿、噴漿不足的現(xiàn)象。因此，在施工開始前，要確認水泥漿的量足夠使用，確保輸漿管管道暢通、完整。

5.4 鉆桿刻度標識要明顯

鉆桿要進入軟基的最大深度，在鉆桿上要有明確的標識，保證水泥攪拌樁符合設計的要求。

5.5 完整記錄技術參數(shù)

施工中要確保施工數(shù)據(jù)的真實性和完整性，需要在攪拌機上安裝打印機、電腦自動記錄儀等智能設備，同時要有專業(yè)的工作人員隨時記錄施工資料數(shù)據(jù)，確保水泥攪拌樁符合國家質量要求。

5.6 定期檢查鉆頭的磨損程度

對鉆頭的磨損程度進行定期檢查，磨損程度超過10mm就需要更換，確保水泥攪拌樁的直徑符合標準。

5.7 中斷噴漿后接樁問題

在施工過程中，可能會由于一些外界或技術上的因素需要暫停施工，在第二次進行噴漿時，要確保兩次噴漿的重疊深度大于1.0m。

5.8 施工速度不均勻

攪拌機鉆頭作業(yè)時，操作人員的技術水平不達標、操作行為不規(guī)范或是設備控制系統(tǒng)不穩(wěn)定等各種因素，都將導致攪拌機施工速度不均勻。因此，一定要確保工作人員的技術過硬，并且在施工前需對設備進行嚴格、系統(tǒng)的檢查，確保水泥攪拌樁質量達標。

5.9 施工完畢后及時清理攪拌機

施工完畢后，攪拌機內一般都會殘留有雜物，需要及時對制漿池、輸漿管和灰漿泵等管道進行清理，以免雜物堵塞管道影響下次的施工。

6 結束語

水泥攪拌樁多用于加固軟基，以防發(fā)生路橋工程的沉降現(xiàn)象。水泥攪拌樁的質量直接影響了整個路橋工程的質量，質量不合格的水泥攪拌樁會帶來非常嚴重的安全隱患。所以，要確保水泥攪拌樁在施工時，嚴格按照規(guī)范要求進行操作，并時刻記錄施工數(shù)據(jù)進行檢測，保證在發(fā)現(xiàn)問題的第一時間能夠解決問題或進行補救加強等。

參考文獻

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