淺談深層攪拌樁施工問題及通病的處理措施

淺談深層攪拌樁施工問題及通病的處理措施×××〔中交一航局第四工程珠海工程部〕摘要：水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工過程中發(fā)生一定的問題，勢必對其施工造成一定的影響，且一旦發(fā)生質(zhì)量問題，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工的各環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過程的管理非常重要，施工質(zhì)量的控制是一項細(xì)致的技術(shù)工作。本文對三軸攪拌樁施工中各個環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)質(zhì)量問題進(jìn)行了原因分析，并提出了處理措施。關(guān)鍵詞：攪拌樁；隱蔽；環(huán)節(jié)；管理前言三軸水泥土攪拌樁施工工藝的流程依次為平整場地、測量放線、樁機就位、制備水泥漿、鉆進(jìn)〔提升〕噴漿攪拌、樁機移位等。在施工前期及過程中容易出現(xiàn)各種各樣的施工問題或質(zhì)量通病，現(xiàn)就其進(jìn)行分析并提出解決處理或治理措施。常見施工問題及處理措施由于施工三軸水泥土攪拌樁的地基屬于軟弱地基，存在地質(zhì)土層分布不均勻的可能，便會出現(xiàn)各類施工問題，其常見的施工問題描述及產(chǎn)生原因、解決措施如表1所示。表1三軸水泥土攪拌樁施工中常見問題及應(yīng)對措施項次問題描述產(chǎn)生原因應(yīng)對措施1預(yù)攪下沉困難，電流值高、電機跳閘電壓較低；土質(zhì)較硬，阻力太大；遇大石塊或樹根等障礙物調(diào)高電壓；適量沖水下沉；開挖排除障礙2攪拌樁機下沉不到預(yù)定高度，但電流值不高土質(zhì)太粘；攪拌樁機自重不夠加設(shè)反壓裝置；增加攪拌樁機自重3輸漿管路堵塞、爆裂輸漿管內(nèi)有漿液硬結(jié)塊；噴漿口球閥間隙太小拆洗輸漿管；使噴漿口球閥間隙適當(dāng)4攪拌樁機卡鉆1、停電；2、機械設(shè)備故障1、備用發(fā)電機；2、定期檢修維護(hù)機械設(shè)備常見質(zhì)量問題及治理措施三軸水泥土攪拌樁需按照表2所示的工程進(jìn)行質(zhì)量控制。表2三軸水泥土攪拌樁施工質(zhì)量控制檢查表項次檢查工程規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1樁位±20用鋼尺量：抽測1%2樁徑+D，+1.04D鋼尺量：抽測1%，D為8503垂直度≤b/樁長，1/250樁機垂線法：每樁檢查4樁頂標(biāo)高-50，+100水準(zhǔn)儀：每樁檢查5樁底標(biāo)高±100測鉆桿深度：每樁檢查6組接長度外槽壁≥D，內(nèi)槽壁及加固區(qū)≥d鋼尺量：每樁檢查7水泥用量不小于設(shè)計查施工記錄：每樁檢查8施工間歇小于24小時查施工記錄：每樁檢查9水泥土強度滿足設(shè)計要求鉆芯及試塊：3%其施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行逐一描述和解決。鄰樁搭接長度缺乏主要表現(xiàn)形式相鄰三軸攪拌樁之間的搭接長度小于“套接”及“搭接”的設(shè)計值。產(chǎn)生的主要原因?qū)張D不細(xì)或未按圖施工。有些施工人員審圖不細(xì)，而將攪拌樁的組接方式混淆，甚至為了偷工減料謀取利益而成心違背圖紙意圖隨意施工，勢必造成質(zhì)量問題。樁機定位出現(xiàn)偏差。在實際測量放線當(dāng)中，由于操作失誤或者測量不精細(xì)而造成的攪拌樁搭接長度缺乏的現(xiàn)象時有發(fā)生。主要治理措施仔細(xì)審圖、嚴(yán)格按圖施工一般來說，一個地基處理工程的止水帷幕攪拌樁或基坑工程地下連續(xù)墻設(shè)計的槽壁加固攪拌樁往往又幾種組接形式。如圖2所示，該圖綜合了3種三軸水泥土攪拌樁的組接形式。圖23種組接形式仔細(xì)定位在攪拌樁機導(dǎo)向架上安裝定位架，將定位架上的垂線對準(zhǔn)控制線上的標(biāo)識點位。機操手操作攪拌樁機將鉆頭放置于開挖好的導(dǎo)溝里，支撐導(dǎo)向架上的定位架對準(zhǔn)標(biāo)識好的膠帶，設(shè)定三軸水泥土攪拌樁相鄰2組樁間距為1200，其定位如圖3、圖4所示。圖3樁機對位調(diào)節(jié)示意圖圖4樁機對位調(diào)節(jié)軸測圖傾斜過大主要表現(xiàn)形式地下連續(xù)墻成槽時抓斗抓不動或基坑開挖豎向圍護(hù)面傾斜。產(chǎn)生的主要原因未有效控制鉆桿的垂直度。主要治理措施用樁機自帶的線垂控制垂直度。假定設(shè)地連墻與攪拌樁的凈距為b，垂直度設(shè)計要求為不大于b/樁長，在樁架上設(shè)置線錘2.5米長，底部對中處設(shè)一鋼圈，鋼圈上用十字交叉絲標(biāo)示，錘尖在十字叉位置四個方向偏移不超過2.5×1000*b/樁長〔單位為毫米：mm〕即視為垂直度控制合格。如示意圖圖5所示。圖5垂體度控制示意圖樁長缺乏主要表現(xiàn)形式地下連續(xù)墻成槽時在設(shè)計槽壁加固范圍內(nèi)出現(xiàn)縮頸或塌槽現(xiàn)象，甚或不成槽。產(chǎn)生的主要原因未有效控制攪拌樁的設(shè)計底標(biāo)高。主要治理措施在施工前，逐段取鉆桿的長度，如圖6所示，并在鉆進(jìn)時按照此長度推算設(shè)計底標(biāo)高，并將此位置用色圈標(biāo)識在鉆桿上，如圖7所示。圖6鉆桿分段測量長度圖7樁長標(biāo)記冷縫主要表現(xiàn)形式相鄰三軸水泥土攪拌樁施工間歇超過24小時，未形成“套接”及“搭接”的有效組接形式，未起到護(hù)壁或止水等作用。產(chǎn)生的主要原因遇到深層〔普通挖掘機難以觸及〕障礙物；機械故障或停電；由于其他施工需要而人為安排造成。主要治理措施施工過程中一旦出現(xiàn)冷縫那么采取在冷縫處補做攪拌樁或旋噴樁等技術(shù)措施。在攪拌樁初始施工處和終止施工處做好標(biāo)記，待適當(dāng)時候補強處理。去除障礙物在鉆不進(jìn)時，判斷其原因是由于障礙物而造成時，那么根據(jù)其埋深由普通挖掘機直接挖除、長臂挖掘機放坡挖除、沖擊鉆沖擊等施工方法去除。機械故障或停電機械進(jìn)行檢修，保證其正常運行。在現(xiàn)場配置1臺功率大于攪拌樁機組用電負(fù)荷的發(fā)電機，以應(yīng)對停電造成的施工間斷。其他施工需要而人為安排如果在此情況下出現(xiàn)冷縫，那么按照1.4所示的方法進(jìn)行補樁。出現(xiàn)后的補救方法三軸攪拌樁在施工時由于不確定因素造成時間間歇超過24小時后，無法進(jìn)行套接或搭接施工，此時那么進(jìn)行補接樁。補接樁從先樁相切，以54°傾斜角侵入到后樁的搭接長度為d。設(shè)樁徑為D，搭接長度為d，樁軸距為L，補接方式見圖1所示，箭頭表示施工流向。圖1補接形式水泥用量過多或過少因水及水泥往往按照設(shè)計指定的水灰比或由試成樁而確定的水灰比攪拌而成，所以這里所說的水泥用量即指水泥漿用量。主要表現(xiàn)形式提升噴漿未到設(shè)計頂面標(biāo)高，儲漿桶內(nèi)漿液已排空，即水泥漿用量多；提升噴漿到設(shè)計頂標(biāo)高，儲漿桶內(nèi)漿液剩余過多，即水泥漿用量過少。產(chǎn)生的主要原因水泥漿過多后臺投料不準(zhǔn)，未按照規(guī)定的水灰比制備水泥漿；灰漿泵磨損嚴(yán)重，不能按照既定的效率注漿；灰漿泵輸漿量過大，超出了設(shè)計要求的范圍。水泥漿過少后臺拌漿加水過量，水泥漿總體積過大；輸漿管局部堵塞，原本該注入的水泥漿沒有足量注入。主要治理措施水泥漿過多〔1〕重新標(biāo)定投料量按照設(shè)計要求或者按照試成樁的水灰比配置水泥漿。水泥用量為W=3.14*(D/2)2*(H1-H2)*p*m*3式中D—攪拌樁徑H1—樁頂標(biāo)高H2—樁底標(biāo)高P—土體容重m—水泥摻量3—“三”軸用水總量為水灰比與水泥用量的乘積?！?〕檢修灰漿泵灰漿泵往往由于故障而產(chǎn)生既定的流量偏差，此時必須進(jìn)行校定?！?〕重新標(biāo)定灰漿泵輸漿量。校正完成后，在灰漿泵及鉆桿之間輸漿管的線路上以流量表來確定輸漿量，最終確定注漿壓力，一般為0.8~2.5Mpa。水泥漿過少〔1〕重新標(biāo)定拌漿用量同上?！?〕清洗輸漿管路1〕由于樁機故障或停電引起的儲漿桶內(nèi)水泥漿放置時間超過2小時，此水泥漿嚴(yán)禁再用，作為廢漿處理；2〕在攪拌桶與儲漿桶之間設(shè)置過濾網(wǎng)，其網(wǎng)眼尺寸為2×2mm，防止水泥雜質(zhì)顆粒進(jìn)入到泥漿泵或輸漿管路內(nèi)而造成堵塞。攪拌樁體檢測強度不均勻主要表現(xiàn)形式攪拌樁在施工過程中在導(dǎo)溝內(nèi)取出的水泥漿所制作的水泥塊抗壓強度及成樁28天后全樁長抽芯取樣的抗壓強度在抗壓試驗時其值或高于設(shè)計無側(cè)限抗壓強度或低于設(shè)計無側(cè)限抗壓強度。產(chǎn)生的主要原因〔1〕施工工藝不合理；〔2〕攪拌機械、注漿機械中途發(fā)生故障；〔3〕供漿不均勻，使粘土被擾動，無水泥漿拌合；〔4〕攪拌機提升速度不均勻。主要治理措施選擇合理的施工工藝根據(jù)水泥用量情況，合理調(diào)節(jié)鉆進(jìn)及提升攪拌噴漿的循環(huán)次數(shù)，以到達(dá)設(shè)計水泥用量為準(zhǔn)。機械檢修對攪拌樁機、注漿泵進(jìn)行維修，使其處于良好的正常運行狀態(tài)。控制水泥漿攪拌時間水泥漿在攪拌桶里攪拌時間不得低于3分鐘，且經(jīng)過過濾網(wǎng)后在儲漿桶內(nèi)進(jìn)行二次攪拌?？鞌嚰爸貜?fù)提高攪拌轉(zhuǎn)數(shù)，降低鉆進(jìn)速度，提高拌合均勻性；注漿設(shè)備單位時間內(nèi)注漿量相等，不能忽多忽少，不得中斷；重復(fù)攪拌下沉或提升各一次，以反復(fù)攪拌法解決鉆進(jìn)速度或快或慢的矛盾。設(shè)編號為××三軸水泥土攪拌樁樁長為4.15+17.6=21.75米，水泥用量為21.75×3×3.14×0.4252×1.8×0.2=13.3噸〔其中0.425為樁半徑，1.8為土容重，0.2為水泥摻量〕，鉆進(jìn)速度為0.5m/min，鉆進(jìn)用時為21.75÷0.5=43.5min，鉆進(jìn)水泥用量為0.6×13.3=8噸〔0.6為鉆進(jìn)水泥用量系數(shù)〕，流量為8×1.2×1000÷〔43.5×1.47〕=150L/min〔1.2為水灰比，1.47為水泥漿比重〕。提升速度為1m/min，提升用時為21.75÷1=22min，提升水泥用量為0.4×13.3=5.3噸〔0.4為提升水泥用量系數(shù)〕，流量為8×1.2×1000÷〔22×1.47〕=200L/min〔1.2為水灰比，1.47為水泥漿比重〕。水泥漿配制及流速控制如下表2、表3所示。表2鉆進(jìn)過程水泥漿配置及流速控制表樁號樁長水泥用量t時間min流速L/min配制盤數(shù)1××21.758.043.51508表3提升過程水泥漿配置及流速控制表樁號樁長水泥用量t時間min流速L/min配制盤數(shù)1××21.755.321.82006冒漿嚴(yán)重主要表現(xiàn)形式攪拌樁鉆進(jìn)或提升過程中水泥土漿液面未與孔口保持水平，水泥土漿液溢出，如圖8所示。圖8冒漿嚴(yán)重現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因〔1〕施工工藝選擇不當(dāng)；〔2〕粘土顆粒之間粘結(jié)力強，不易拌合均勻，攪拌過程中易產(chǎn)生抱鉆；有些土層不是粘土，容易拌合均勻，但由于上復(fù)壓力較大，持漿能力差，易冒漿。主要治理措施〔1〕對不同土層選擇適宜的工藝；〔2〕攪拌樁機沉入前，攪拌樁位要注水，使攪拌頭濕潤，地表為粘土?xí)r，可摻入適當(dāng)砂子，改變土層粘度；由于輸漿過程中土體持