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解析高速公路软基处理中水泥搅拌桩技术的应用要点

2021-02-18王发显

科学与生活 2021年30期
关键词:技术原理软基处理应用要点

王发显

摘要:公路工程项目的特点是线路长,容易涉及多种复杂地质条件,给实际施工设计和技术应用增加了难度。软土地基是公路工程项目中经常遇到的一种,基地处理是否科学对公路项目建设和运维带来重要影响。针对高速公路软基处理,以广东省珠海市鹤洲至高栏港高速公路一期工程HHTJ3标为例探讨水泥搅拌桩技术的应用,通过分析水泥搅拌桩技术原理,围绕水泥搅拌桩技术应用的问题把控好技术应用的关键点,促进公路项目中软基处理技术应用水平提升。

关键词:公路项目;软基处理;水泥搅拌桩技术;技术原理;应用要点

1引言

广东省珠海市鹤洲至高栏港高速公路一期工程HHTJ3标,路线全长4.247km。标段共有主线桥4246.886m/2座,互通式立交1处,其中匝道桥1018.96m/4座、钢波纹管箱涵232m/2座。根据地质情况,影响桩基施工不良地质主要表现在两个方面:一是淤泥层较厚并具有流塑性,在钻孔的过程中淤泥受到扰动极不稳定,容易出现塌孔、斜孔和缩径的现象;二是粉砂层孔隙比大,渗透性好、内聚力小,对外力反应灵敏,在钻进过程中极易破坏土体本身的应力平衡,形成塌孔现象。

2软基处理中水泥搅拌桩技术原理及作用

软土地基处理中,采用水泥搅拌桩的原理是发挥出软土本身的作用,利用水泥、水及其他试剂制成的浆液作为固化剂,用搅拌钻机将浆液喷入软土地基中并进行搅拌,在搅拌的过程中软土和固化剂加速发生化学反应,最终凝结成强度符合施工要求的加固土体。根据工程案例实际地质情况,地基处理中采用水泥搅拌桩技术,有效改善地基承载力和稳定性,有效满足施工需求,为公路项目的后续施工工序创造可靠的基础条件。

3公路软基处理中水泥搅拌桩技术应用常见问题

问题一,出现声测管孔堵塞的情况。声测管出现堵塞会对测试进程和测试结果带来不利影响。为了避管孔堵塞,施工时应注意声测管连接的接头部位保证紧密牢靠,避免漏浆。每一节声测管的头尾要封闭严实,将其与钢筋笼连接,保证声测管能够检测到底。

问题二:出现混凝土堵管的情况。为了避免出现堵管,在进行首批混凝土灌注作业前必须保障大料和导管连接位置留有排气孔,这样空气能够从排气孔中排出,不会形成堵管。同时对混凝土配比进行优化,严格控制混凝土组分配比,控制混凝土流动性和和易性。从混凝土原料环节进行质量把关,做好原料质量检验,加强现场物资管理,确保混凝土灌注施工质量。

问题三:出现断桩的情况。导管埋设深度不合格,导管取出过程容易发生导管拔断、拔出混凝土面等情况,这样就造成混凝土断层。为了避免断桩,在埋设导管时应认真做好导管埋设深度数据记录,保证导管埋设深度符合工艺要求。在混凝土灌注过程中认真测量校准混凝土面标高。同时加强导管性能质量检验,保证导管强度性能符合灌注施工要求。

问题四:钻孔桩接桩的情况。一般情况下钻孔桩进行混凝土灌注后标高应高于设计0.5m以上,如果达不到要求就容易出现接桩的情况。为了避免钻孔桩接桩,在施工时应严格做好混凝土施工检测,使用侧锤穿破混凝土泥浆层,同时根据孔壁测试结果和搅拌站灌注方量等数据检验混凝土面是否符合施工要求。

问题五:质量检验不到位的问题。混凝土质量不合格、桩身混凝土存在缺陷被疏忽,留下风险隐患。为此,在水泥搅拌桩技术应用中必须认真做好成桩质量检测。对混凝土质量进行检查验收,在基桩混凝土达到一定强度后采用超声波法对桩身混凝土质量进行检测,判断是否存在缺陷,及时进行补救。在检测完桩基后采用声测管和钻芯孔进行注浆封实。

4公路软基处理中水泥搅拌桩技术应用要点

4.1导管下放

导管材料为无缝钢管(325*10mm),螺纹接头形式。在下放导管前,先进行水压试验检测。水压试验得到的结果不能小于孔內水深1.3倍压力。在水压试验前对导管进行检查,检查是否存在缺陷,检查导管内部是否整洁通畅,密封圈是否完好无损。检查合格后将导管边吊装边连接,垂直下放的过程中使用专门的夹具,保证不损坏导管。导管下放到最下端距离孔底部30~40cm的位置。及时做好导管长度等相关参数的信息记录。

4.2清孔

导管下放安装到位后,需要检查沉渣厚度,厚度不合格需要进行清孔。情况作业采用气举反循环技术。将弯头导管内接入无缝钢管作为内管,内管接头用法兰盘连接,向管内通入高压空气,当高压空气进入到导管内,在水压力的作用下高压空气从弯头处流出,大量的水汽在流出的过程中携带出孔底沉渣,最终从管内排出。清孔应及时向护筒内补充优质泥浆,保持护筒内水头,完成清孔后进行混凝土灌注。

4.3水下混凝土灌注

混凝土灌注采用的是水下C35型号,水泥采用硅酸盐水泥,粗集料严格控制粒径最大不超过导管内径的1/8,细集料采用级配良好的中砂。根据混凝土配比试验,采用的混凝土含气量2%,扩展度600mm,两小时候扩展度不小于500mm,水胶比低于0.36,坍落度180~220mm,初凝时间不超过16小时,终凝时间不超过18小时。混凝土拌合好后通过罐车运输到桩位,采用自卸连续灌注方式进行灌注。

封底灌注采用拔塞法,首封混凝土灌注作业完成后混凝土自卸,通过小料斗和导管灌注到水下完成整根桩的灌注。注意灌注作业中保持好筒内水头,同时在灌注作业中及时测量混凝土面标高,对导管埋设如混凝土的深度进行计算,严格控制好导管埋设深度。一旦测量发现导管埋设深度超过了合理范围,及时拆卸导管。认真测量桩顶标高,计算混凝土灌注量,然后推算出会凝土理论上升高度。一旦接近混凝土顶面标高位置,及时停止灌注,拆除灌注导管。拆管应注意速度缓慢,尤其是最后一节导管,不能速度过快,以防顶面沉渣倒灌导致桩顶夹泥。灌注混凝土过程中认真做好数据测量、记录,保证桩基混凝土施工符合技术参数要求。

孔内混凝土置换出来的泥浆通过连通导管输送到待钻钢护筒进行回收利用。浇筑到桩顶的含有水泥浆的废浆不具有回收利用价值,这部分废渣用砂石泵抽入到泥浆车然后运往泥浆处理场。

5结语

高速公路建设项目中因地质复杂而导致地基施工难度增加。针对软土地基的公路项目,对待地基的处理采用水泥搅拌桩技术非常有效。在该技术应用中,应加强现场调查,根据实际情况完善施工方案,严格规范施工作业流程,保证现场施工作业符合施工技术标准,消除软土地基的风险隐患,保证地基加固性能符合高速公路建设和运营的要求。

参考文献

[1]《软土地基深层搅拌加固法技术规程》(YBJ225-91).

[2]张鹏.公路工程软基处理中水泥搅拌桩技术的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(7):163.

[3]高志强.全套管钻孔桩成套技术及其在复杂地层环境中的应用[J].长江工程职业技术学院学报,2018(2):22-24.

[4]李美霞.水泥搅拌桩技术在公路工程软基处理中的应用[J].绿色环保建材,2020(11):90-91.

[5]谢利华.水泥搅拌桩技术在道路软土路基处理中的应用初探[J].中国战略新兴产业,2021(18):267-268.

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