1.工程概況

  南京至太倉高速公路南京至常州段NC-JT1-1合同段全長3km,用濕噴樁處理軟土地基段落長度629m,計用23113根,樁長253102延米,濕噴樁直徑為50cm,間距為1.2m~2.0m,樁長在5.0m~15.5m之間,樁位平面置呈正三角形(梅花形)。

  寧常高速公路標(biāo)地處沿海、沿江、江淮之間的水網(wǎng)地區(qū),穿越軟弱土地段占全長的1/4,軟基處理的好壞,直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運(yùn)營質(zhì)量及工程的經(jīng)濟(jì)性,因此控制濕噴樁施工質(zhì)量的意義重大。

  2.濕噴樁加固原理

  濕噴樁加固軟土地基實(shí)際上就是水泥加固土的過程,即采用機(jī)械深層攪拌軟土與水泥漿進(jìn)而發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合地基的過程。

  2.1水泥的水解和水化反應(yīng)

  濕噴樁施工是首先將水泥拌和成水泥漿,水泥中各種鈣質(zhì)礦物和水完成部分水解和水化反應(yīng)后,再和軟土中的水繼續(xù)進(jìn)行水解和水化反應(yīng),生成鈣質(zhì)化合物,這是形成復(fù)合地基強(qiáng)度的主導(dǎo)因素。

  2.2粘土顆粒與水泥水化物的作用

  當(dāng)水泥中的各種水化物生成后,一部分自身繼續(xù)硬化,形成水泥骨架;另一部分則與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。

  2.2.1離子交換和團(tuán);饔

  粘土中的化合物表面帶有各種離子,它們和水泥水化生成的鈣離子進(jìn)行當(dāng)量吸附交換,從而提高土體強(qiáng)度;又由于軟土本身具有膠凝性,再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結(jié)合起來,形成水泥土堅固聯(lián)結(jié)的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使水泥土的強(qiáng)度大大提高。

  2.2.2凝硬反應(yīng)

  隨水泥水化作用生成的鈣離子超出交換所用的數(shù)量時,這部分鈣離子就與組成粘土的化合物反應(yīng),生成許多不溶于水的結(jié)晶化合物并逐漸硬化,同樣大大的增強(qiáng)了水泥土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性。

  從上述水泥加固土的原理可以看出,使水泥土保持足夠的強(qiáng)度,一要有相應(yīng)數(shù)量的水泥,二是必須使水泥與土充分接觸,即用機(jī)械充分拌和水泥和土。這為濕噴樁施工指明了控制要點(diǎn)。

  3.現(xiàn)場工藝性試樁

  為更科學(xué)的指導(dǎo)施工,嚴(yán)格控制濕噴樁施工質(zhì)量,在正式施工前,必須進(jìn)行工藝性試樁,其目的是:

  a.驗(yàn)證室內(nèi)配合比。

  b.掌握下鉆、提升的困難程度。

  c.確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度。

  d.確定水泥漿液密度。

  e.確定合適的輸漿泵的輸漿量。

  f.掌握水泥漿到達(dá)噴漿口的時間、攪拌機(jī)提升速度、復(fù)攪下沉、復(fù)攪提升速度等參數(shù)。

  g.了解施工中冒漿情況及采用下沉噴漿和提升噴漿的不同效果。

  現(xiàn)場工藝性試樁一般應(yīng)在10根左右,在條件受限時,每種配合比不得少于2根;試樁施工段落最好選擇在地質(zhì)最差段落,以利于更好的控制后續(xù)施工。

  4.濕噴樁現(xiàn)場施工控制

  4.1施工準(zhǔn)備

  4.1.1施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

  進(jìn)行濕噴樁施工的場地,必須按照設(shè)計要求的標(biāo)高進(jìn)行平整,清除一切障礙物、雜物。

  4.1.2施工機(jī)械準(zhǔn)備

  濕噴樁施工機(jī)械必須選用配有全自動電腦記錄儀的定型產(chǎn)品,施工前必須經(jīng)當(dāng)?shù)赜嬃坎块T檢驗(yàn)標(biāo)定并鉛封;鉆機(jī)導(dǎo)向架內(nèi)外側(cè)都必須標(biāo)有醒目的刻度(由上而下1m標(biāo)一個刻度),以便施工時隨時觀察下鉆深度;鉆機(jī)導(dǎo)向架中間掛有能反應(yīng)鉆機(jī)垂直度的標(biāo)線;每臺樁機(jī)必須配備明示標(biāo)牌,標(biāo)明施工技術(shù)要求、樁機(jī)資料、施工配合比等;施工現(xiàn)場必須同時配備能測量泥漿比重的比重計。

  4.1.3施工物資準(zhǔn)備

  現(xiàn)場庫存必須滿足施工2天的經(jīng)過檢驗(yàn)合格、質(zhì)量穩(wěn)定的大型廠家生產(chǎn)的水泥和石膏粉。

  4.2現(xiàn)場施工工藝控制細(xì)則

  4.2.1主要施工順序

  放線定樁位→鉆機(jī)就位→下鉆噴漿至設(shè)計深度→邊攪拌邊提升鉆桿→至樁頂(地面以下25cm)處停止攪拌→全程復(fù)攪一次(如整樁設(shè)計漿量還有剩余,應(yīng)在復(fù)攪中繼續(xù)噴完)→提升至地面→關(guān)閉攪拌機(jī)械→移至下一樁位繼續(xù)施工。

  4.2.2施工技術(shù)要求

  根據(jù)工藝試樁確定的各種施工參數(shù)制定施工要點(diǎn),必須嚴(yán)格遵守,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下:水灰比為0.5,水泥用量為60kg/m,石膏粉為水泥用量的2%,水泥漿液攪拌時間必須≥3分鐘,水泥漿比重在1.72~1.78之間;下鉆噴漿速度控制在1.0m/min之內(nèi);提升速度控制在0.8m/min之內(nèi);樁身垂直度≤1.5%;采用下鉆噴漿,噴漿口設(shè)在鉆頭最下層葉片左側(cè),以有利于鉆進(jìn)潤滑和多復(fù)攪一遍,又能保證噴漿長度。

  4.2.3施工工藝

  4.2.3.1定位

  將鉆機(jī)移到指定樁位,對中雙向調(diào)整鉆機(jī)垂直度。

  4.2.3.2漿液配制

  嚴(yán)格控制水灰比,加水應(yīng)經(jīng)過核準(zhǔn)的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻,檢測其密度并記錄。

  4.2.3.3鉆進(jìn)噴漿、復(fù)攪提升開動漿泵,將經(jīng)過過濾的水泥漿送至攪拌頭,開始鉆進(jìn)噴漿,鉆進(jìn)噴漿采用設(shè)計樁長和電流突變(進(jìn)入持力層)雙控。在鉆進(jìn)過程中保持連續(xù)噴漿;鉆進(jìn)至設(shè)計深度或持力層后原地噴漿攪拌30秒后,開始提升復(fù)攪,復(fù)攪原則上為樁身全長,如無法進(jìn)行全程復(fù)攪,應(yīng)上報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。復(fù)攪過程中,應(yīng)對局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補(bǔ)漿。

  4.2.3.4資料打印成樁后,必須在移動鉆機(jī)前打印施工過程資料和成樁資料,嚴(yán)禁移機(jī)后補(bǔ)打資料。成樁資料打印必須經(jīng)旁站監(jiān)理監(jiān)督并簽字確認(rèn)。

  4.3施工控制要點(diǎn)

  根據(jù)濕噴樁加固軟土原理和濕噴樁檢測實(shí)施細(xì)則,施工控制時必須保證全樁的水泥用量、保持持續(xù)噴漿及保證噴漿長度、加強(qiáng)復(fù)攪特別時上部5m范圍的復(fù)攪,具體如下:

  a.為保證濕噴樁的垂直度,首先保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度,控制濕噴樁的垂直度偏差≤1.5%,樁位偏差≤5cm。

  b.嚴(yán)格控制鉆機(jī)下鉆深度、漿噴高程及停漿面,確保噴漿長度和水泥漿液噴入量達(dá)到設(shè)計要求。如因意外原因斷漿,必須以最早的時間(3h以內(nèi))補(bǔ)噴,重疊復(fù)噴50CM以上,超過3h按照規(guī)定重新補(bǔ)打一根樁。確保全樁水泥用量不得少于試樁時確定的水泥用量,每米用漿量誤差不得大于5%。

  c.水泥漿必須按預(yù)定的配比進(jìn)行水泥、石膏粉和水的拌制,保證每根樁所需的漿液一次單獨(dú)拌制完成,使用前過篩并在3h內(nèi)用完。漿液儲量不少于一根樁的用量,否則不得進(jìn)行下一根樁的施工;施工時輸漿管路保持潮濕,以利于輸漿。

  d.加強(qiáng)復(fù)攪控制,特別時上部5m的復(fù)攪,復(fù)攪時在全樁長范圍內(nèi)以不大于規(guī)定的速度進(jìn)行勻速復(fù)攪,以增加水泥土的均勻性且復(fù)攪宜一次完成。

  e.對輸漿管經(jīng)常檢查,不得泄漏和堵塞,管道長度不得大于60m.定期檢查鉆頭,保持鉆頭直徑誤差在[-1cm~+3cm]之間。

  f.合理安排樁位施工順序,先施工一個區(qū)域四周的樁,形成一個封閉的區(qū)域,再逐漸往中心施工,有利于整體的成樁質(zhì)量和軟基處理效果。

  5.管理控制

  施工單位和監(jiān)理對濕噴樁施工必須保持高度的重視,加強(qiáng)現(xiàn)場管理和過程控制,及時發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的問題并予以解決,杜絕質(zhì)量隱患,確保濕噴樁施工質(zhì)量。

  5.1施工單位管理

  項(xiàng)目經(jīng)理部建立健全質(zhì)量控制體系,層層把關(guān)。試驗(yàn)室做好原材料的檢驗(yàn)工作;現(xiàn)場安排專人(3臺鉆機(jī)配1人三班制)24h全過程旁站,詳細(xì)記錄每根樁的鉆進(jìn)復(fù)攪時間、水泥用量(點(diǎn)水泥袋數(shù)量)、鉆桿垂直度、電流變化情況、施工樁長等,發(fā)現(xiàn)問題詳細(xì)記錄并馬上向上級匯報;項(xiàng)目部質(zhì)量巡查小組不定時現(xiàn)場巡查,檢查現(xiàn)場施工情況和旁站人員的工作情況并及時解決現(xiàn)場出現(xiàn)的問題。

  5.2監(jiān)理管理

  監(jiān)理首先對施工單位的開工報告、室內(nèi)配合比、施工單位資質(zhì)、進(jìn)場設(shè)備、施工組織設(shè)計、施工工藝、質(zhì)量控制措施、安全措施等進(jìn)行審查并參與工藝性試樁的工作,并對現(xiàn)場施工進(jìn)行全過程旁站,隨時對每一根樁的成樁記錄、水泥用量、鉆桿垂直度、施工單位的旁站情況進(jìn)行抽檢并對施工單位的資料現(xiàn)場簽字確認(rèn),發(fā)現(xiàn)問題詳細(xì)記錄并馬上向上級匯報。監(jiān)理組安排專人不定時巡查。

  6.結(jié)束語

  正是由于施工前對水泥加固軟土的原理進(jìn)行分析,對濕噴樁檢測實(shí)施細(xì)則進(jìn)行學(xué)習(xí),針對施工控制要點(diǎn)落實(shí)到過程控制中,同時又加強(qiáng)了對原材料的控制和現(xiàn)場的管理,再有監(jiān)理的嚴(yán)格檢查、監(jiān)督工作,所施工的23113根濕噴樁,總樁長253102萬延米。在施工結(jié)束7天后用輕便觸探器進(jìn)行樁身質(zhì)量檢查,同時量成樁的樁徑、樁距,合格率100%,成樁28天后經(jīng)省高指用鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入檢查,優(yōu)良率達(dá)到95%以上,達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo),得到了業(yè)主的好評和認(rèn)可。