水泥粉煤灰碎石樁在地基處理施工中的技術(shù)應(yīng)用

陳虎

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

0 引言

常用的地基處理技術(shù)有鉆孔灌注樁、強夯法、換填法、水泥粉煤灰碎石樁等。每種地基處理技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢和適用范圍，在選擇地基處理技術(shù)時，需要綜合考慮地基條件、經(jīng)濟(jì)效益、交通情況等。水泥粉煤灰碎石樁能夠和地基土層相互融合，形成一種高強度復(fù)合地基，而且適用范圍廣，施工工藝相對簡單，施工速度快等特點，非常契合道路施工的要求，具有良好的推廣價值。基于此，開展水泥粉煤灰碎石樁在地基處理施工中的應(yīng)用分析和研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

工程位于縣城附近，交通便利，通過現(xiàn)有325 國道進(jìn)入鄉(xiāng)村公路可到達(dá)施工區(qū)域。從1#拌合站至現(xiàn)場鄉(xiāng)村道路長2553m，寬4.6m，其中有跨河橋1 座，橋?qū)?.6m，限重12t，現(xiàn)有交通條件不能滿足施工需求，需對現(xiàn)交通進(jìn)行拓寬、改造。為達(dá)到施工交通通行條件，將現(xiàn)路面局部拓寬，并加設(shè)避車道。在原跨河橋附近并鋪設(shè)貝雷橋1 座，橋通行荷載100t，采用321 型貝雷片為桁架，I20b 型工字鋼為橫梁，橋面板為8mm 厚花紋鋼板，兩側(cè)采用I10 槽鋼、φ48 鋼管焊立欄桿。

2 水泥粉煤灰碎石樁在地基處理中的優(yōu)勢

水泥粉煤灰碎石樁是一種在碎石樁中加入適量的石屑、粉煤灰、水泥等材料，加水后進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁袒缶湍苄纬梢环N具有一定強度的復(fù)合地基，為道路使用提供良好的基礎(chǔ)支持。主要具有以下3 點優(yōu)勢。

（1）水泥粉煤灰碎石樁承受的水平和垂直荷載，都是通過多褥墊層傳遞給樁間土和樁體，二者共同承擔(dān)上部傳輸而來的荷載。此種樁體性狀，有效克服了傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)無法充分利用樁間土弊端。而且水泥粉煤灰碎石樁是一種復(fù)合地基，具有很大的地基模量，各組合體的受力比較均勻，因此，發(fā)生不均勻沉降的量比較少[1]。

（2）水泥粉煤灰碎石樁施工中，其材料多為工業(yè)廢料粉煤灰和石屑，來源比較廣泛，可節(jié)約成本。在水泥摻量相同的情況下，水泥粉煤灰碎石樁可提升混凝土強度至少30%。

（3）人工樁機、鉆孔灌注樁等樁基礎(chǔ)相比，水泥粉煤灰碎石樁施工數(shù)量和大大減少，再加上混凝土拌合物的坍落度比較小，大約在3～5cm 之間，而無須配筋，造價會進(jìn)一步降低。

3 水泥粉煤灰碎石樁施工方法

（1）水泥粉煤灰碎石樁采取了DJB40-ZA 型長螺旋鉆機進(jìn)行連續(xù)成孔，管內(nèi)泵壓混凝土成樁的工藝進(jìn)行施工。混合料在拌合站集中拌合而成，再通過10m3混凝土罐車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，用HBT60 泵進(jìn)行灌注，樁頂1m 范圍內(nèi)采取振搗棒進(jìn)行充分振搗。

（2）水泥粉煤灰碎石樁樁間土采取人工配合0.3m3挖掘機進(jìn)行開挖，并由5t 運輸車運輸?shù)街付ㄎ恢枚逊艞壴Ｈ靿|層回填料堆放廠內(nèi)的臨時堆存場，在具體施工中通過50t 裝載機裝車，5t 運輸車?yán)\到水泥粉煤灰碎石樁施工工作面，再用1.2m3挖掘機進(jìn)行攤鋪和人工整平處理，褥墊層平整后，用3t 振動碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓，并用平板振搗器振搗迷失。

4 水泥粉煤灰碎石樁施工方案

施工前的準(zhǔn)備工作如下。

4.1 測量放線

依據(jù)水泥粉煤灰碎石樁施工設(shè)計圖紙，對每根水泥粉煤灰碎石樁的位置進(jìn)行精確放樣，確定好位置之后用白灰粉進(jìn)行標(biāo)記。施工技術(shù)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行校驗，檢驗通過后再上報給監(jiān)理部門進(jìn)行審核，審核通過后才能開始正式施工。

4.2 排水處理

本工程排水分為基坑內(nèi)排水和基坑外排水。基坑內(nèi)排水，沿基坑周邊設(shè)置40cm×40cm 磚砌排水溝，排水溝厚20cm，基坑外埋設(shè)DN600 預(yù)制鋼筋混凝土排水管，排水管穿圍墻延伸至場外溝道，排水管坡度3.5%，基坑內(nèi)排水溝與排水管連通，積水沿排水溝進(jìn)入排水管流至場外。在基坑四周各設(shè)置一個集水坑，每個集水坑內(nèi)裝一臺3.5kW 污水泵輔助抽排水。基坑外排水，主要是基坑外場區(qū)整體呈中間高，周邊低，有利于排水。在場區(qū)沿路和圍墻布置40cm×40cm 的磚砌臨時排（截）水溝，穿路埋設(shè)DN300 預(yù)制鋼筋混凝土管，將雨水引流至場外。

4.3 鉆機鉆孔

保證各項前期準(zhǔn)備工作，都準(zhǔn)備到位之后，及時進(jìn)行鉆孔操作，在鉆機就位之前，現(xiàn)場技術(shù)人員對需要對每根泥粉煤灰碎石樁的位置進(jìn)行十字定位，并做好定位樁，以便隨時對鉆孔參數(shù)進(jìn)行檢查。按照設(shè)計好的泥粉煤灰碎石樁長度，合理確定機架的高度，同時在鉆機表面做好明顯的深度標(biāo)記。當(dāng)鉆機就位后，保證鉆頭能夠準(zhǔn)確對準(zhǔn)樁中心，誤差必須控制在20mm 以內(nèi)，并保證鉆頭、鉆桿、鉆孔的中心線在相同垂直線上。而在進(jìn)行鉆孔施工中，必須高度重視對鉆桿垂直度的檢查和控制，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整，控制鉆桿的垂直度在0.3%以內(nèi)，針對不同的土層，需要采取不同的鉆進(jìn)速度[2]。

在整個鉆孔施工中，孔內(nèi)鉆取料旋挖到孔外后利用0.3m3的挖掘機及時挖除，通過5t 自卸汽車?yán)\到指定位置進(jìn)項棄渣處理。在鉆孔施工中必須詳細(xì)觀察出料情況，保證樁端進(jìn)入持力層的深度在1.2m 以上，鉆進(jìn)到設(shè)計深度之后，如果依然沒有達(dá)到持力層，需要適當(dāng)調(diào)整樁長，以保證單樁的承載力。具體的泥粉煤灰碎石樁施工質(zhì)量控制如表1 所示。

4.4 灌注混合料

（1）鉆孔達(dá)到設(shè)計深度之后，及時灌注混合料，但需要嚴(yán)格控制好提鉆時間，混合料泵送量需要和拔管的速度相互配合，如果遇到拌和砂土或者是粉土層，必須持續(xù)灌注混合料，不能停泵待料。

（2）在進(jìn)行混合料灌注之前，必須詳細(xì)檢查混合料的坍落度，控制在16～20cm 之間。

（3）在進(jìn)行首批混合料灌注之前，需要采取相同配比的無石子砂漿進(jìn)行潤濕處理。再灌注首批混合料，保證首批混合料充足后，才能開啟混凝土泵。初期灌注混合料時，需要控制好泵送的速度，同時注意觀察提鉆的速度，混合料灌注中，必須保證導(dǎo)水管位置居中，在導(dǎo)管提升操作時，應(yīng)有專人指揮，不能發(fā)生骨架傾斜、位移等問題。

（4）控制混合料灌注的速度要大于提管的速度，本工程在提管速度控制中，采取計時器進(jìn)行聯(lián)合控制，提管的速度需要控制在1.2m/min～1.5m/min 之間，如果以遇到砂土和粉土，要適當(dāng)降低提鉆的速度，以免因為流砂引起塌孔或者是斷樁問題。

4.5 成樁控制

（1）為保證最大限度上保證樁頂控制的標(biāo)高，需要用測錘隨時測量混合料的頂面高度，以精確測量出樁頂?shù)母≡穸群突旌狭系恼鎸嵏叨龋ＷC混合料面的高度能夠超過設(shè)計高度50cm，孔內(nèi)沉渣厚度宜小于10cm。

（2）在樁頂1m 范圍內(nèi)，插入振搗棒進(jìn)行充分振搗，以保證樁頂?shù)拿軐嵍饶軌蜻_(dá)到設(shè)計要求，成樁完成之后樁頂需要及時蓋圖封閉和養(yǎng)護(hù)。泥粉煤灰碎石樁成樁7d 后開挖樁間土并進(jìn)行樁頭處理。成樁時間超過28d 之后進(jìn)行檢測[3]。

（3）采取低應(yīng)變法對泥粉煤灰碎石樁的完整性進(jìn)行檢測，通過復(fù)合地基靜載試驗、單樁靜荷載試驗等對泥粉煤灰碎石樁承載力進(jìn)行全面檢測。在進(jìn)行靜荷載試驗中要做到分部位進(jìn)行，依據(jù)現(xiàn)場實際要求共檢測了8 個點，而低應(yīng)變檢驗的數(shù)量不能少于總泥粉煤灰碎石樁數(shù)量的十分之一，試驗樁機需要隨機選擇。

4.6 樁頭處理

（1）樁頭處理也是泥粉煤灰碎石樁施工的關(guān)鍵工序，本工程樁間土采取型號為0.3m3的挖掘機進(jìn)行開挖，挖掘機開挖層到樁體距離控制在20cm 左右，再用人工清除余土，以免挖掘機碰撞泥粉煤灰碎石樁，棄土用5t 運輸車輛運輸?shù)街付ㄎ恢枚逊臶4]。

（2）當(dāng)樁間土開挖完成后，及時破除樁頭，在樁頭上標(biāo)記處樁頂設(shè)計標(biāo)高，采取人工用抱箍式切割機沿著設(shè)計標(biāo)高先進(jìn)行切割，保證能夠徑向切入樁體，切割一圈后每隔間隔120°打入楔子，依次敲擊楔子，直到上部樁體全部斷開。樁頂中間可采取小釬修整平整。如果在樁頭破除和修復(fù)中發(fā)生樁頂開裂、斷裂問題，需要嚴(yán)格按照混合料接樁的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行處理，先對斷面進(jìn)行鑿毛處理，涂刷一層素水泥漿液之后，用高一級混合料填補平整并進(jìn)行振搗迷失處理。

4.7 褥墊層施工

褥墊層回填料采用外購級配碎石，料粒徑不超過30mm，回填料堆存至場內(nèi)臨時堆存場，施工時采用ZL50 裝載機裝車，5t 運輸車?yán)\至工作面，1.2m3挖掘機攤鋪，人工整平。攤鋪前測量出鋪設(shè)標(biāo)高，并掛線繩控制攤鋪厚度及平整度，褥墊層平整后用3t 振動碾和平板振搗器振實，夯填度不超過0.9。

5 質(zhì)量保證措施

（1）做好現(xiàn)場技術(shù)交底工作，確保現(xiàn)場施工技術(shù)人員熟悉泥粉煤灰碎石樁施工工序和原理，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

（2）在施工全過程中，質(zhì)檢人員需要全程旁站監(jiān)督，項目部質(zhì)量管理人員，需要不定時的檢查、巡查，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時提醒施工人員進(jìn)行處理。

（3）原材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場之前，需要對進(jìn)行抽檢，保證各項標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)到設(shè)計要求之后，才能進(jìn)入施工現(xiàn)場。進(jìn)入施工的原材料需要分類堆放，并做好防護(hù)措施，避免雨淋、風(fēng)吹等導(dǎo)致原材料變質(zhì)，影響最終的施工質(zhì)量。

（4）加強對常見病害的處理。在泥粉煤灰碎石樁施工中常見的病害有三種，包括斷樁、縮經(jīng)、承載力。針對斷樁問題，需要進(jìn)行快速的靜壓處理，將發(fā)生斷開的樁重新連接起來[5]；針對縮經(jīng)問題，需要進(jìn)行間隔式施打，保證混凝土齡期超過7d 后再加樁；針對承載力不足問題，需要控制褥墊層的鋪設(shè)厚度在20～30cm，并適當(dāng)增加泥粉煤灰碎石樁排布的密度。

6 安全保證措施

（1）項目部成立由項目經(jīng)理任組長，安全總監(jiān)任副組長，工區(qū)主任、工區(qū)副主任為組員的全面安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組，實施對全面管理，現(xiàn)場專職安全員進(jìn)行安全監(jiān)督及防范[6]。

（2）制定安全規(guī)章制度，定期、不定期對工作面進(jìn)行檢查；針對施工中存在的危險源進(jìn)行分類標(biāo)識，制定出相應(yīng)的預(yù)控應(yīng)急預(yù)案。堅持安全教育，提高全員安全意識，特殊工種人員持證上崗。

（3）在施工區(qū)醒目位置設(shè)置施工標(biāo)志牌、旗幟、防墜落危險源標(biāo)識牌、安全警示牌、警告牌等。及時做好浮石清理，施工人員做到身系安全帶，頭戴安全帽，非施工人員不得進(jìn)入施工場地。按規(guī)定穿戴好防護(hù)用品和必要的安全防護(hù)用具，嚴(yán)禁穿拖鞋、高跟鞋。

（4）配備安全防護(hù)設(shè)施，設(shè)置安全通道和安全圍欄，模板掛設(shè)安全作業(yè)平臺，高空部位掛設(shè)安全網(wǎng)，操作人員佩帶安全繩和安全帶，施工腳手架和操作平臺搭設(shè)牢固。

（5）加強施工機械設(shè)備的檢查、維修、保養(yǎng)，確保高效、安全運行，操作人員做到持證上崗。每天對施工道路進(jìn)行灑水，對道路上的石渣、垃圾、排水溝等定期進(jìn)行清理，使路面保持平整、暢通[7]。

7 結(jié)語

本工程全面重點分析了水泥粉煤灰碎石樁在地基處理施工中的應(yīng)用，并且通過現(xiàn)場實踐操作，在本工程道路路基處理中，采取水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)，確保了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了成本等方面有非常顯著的特點，也為類似工程的推廣應(yīng)用提供了借鑒。