攪拌樁取芯影響因素論文
關(guān)鍵詞：
鉆速 施工水平 地下水位 齡期 樁型
1．前言
目前，地基土的加固幾乎所有的工程中都在使用，尤其在軟土地基處理中更需要對(duì)地基土進(jìn)行加固。至于如何加固地基土使承載力能得到提高，在不同的工程和設(shè)計(jì)要求下所使用的加固地基土方法也是不同的，但是目前在絕大多數(shù)軟土地基處理中大都使用了水泥攪拌樁加固。水泥攪拌樁加固軟土地基一旦應(yīng)用在工程中又如何對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和控制呢？在目前的技術(shù)條件下，雖然其檢測(cè)方法還不是很成熟，但是最直觀和符合實(shí)際情況的檢驗(yàn)方法就是鉆探取芯。經(jīng)京滬高速鐵路昆山軟土地基處理近800m試驗(yàn)段內(nèi)攪拌樁的現(xiàn)場(chǎng)取芯情況和室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，再加上先前的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)攪拌樁取芯的施工工藝和試驗(yàn)結(jié)論提出了一些建議和意見(jiàn)。同時(shí)，在文章中詳細(xì)論述各影響因素對(duì)取芯的影響。
2．影響因素
2.1鉆機(jī)的影響
鉆探取芯過(guò)程中用什么型號(hào)的鉆機(jī)主要影響試樣的完整性，因?yàn)閷?duì)于鉆機(jī)來(lái)說(shuō)，不同型號(hào)的鉆機(jī)主要是立軸的鉆壓和鉆桿的轉(zhuǎn)速不同。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)首先根據(jù)樁的施工情況，來(lái)選擇鉆機(jī)；其次，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)樁體強(qiáng)度來(lái)選擇鉆機(jī)的`轉(zhuǎn)速和下鉆壓力。
檢測(cè)前期選擇鉆機(jī)時(shí)由于攪拌樁強(qiáng)度較低，應(yīng)選用立軸最大鉆壓比較小的鉆機(jī)型號(hào)鉆取，如XY-1型鉆探機(jī)。在一定齡期后檢測(cè)時(shí)，強(qiáng)度小的樁體鉆探可以施加大的鉆壓鉆探，強(qiáng)度大的樁體應(yīng)施加小的壓力來(lái)鉆探避免壓碎樁體而取不出完整的芯樣。在這其中鉆速也是一個(gè)很難掌握的條件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多次取芯經(jīng)驗(yàn)得出在鉆壓不變的情況下，轉(zhuǎn)速應(yīng)該隨著強(qiáng)度的增加而增大，但是要有限制，否則巖芯就有可能被擰碎。具體操作是如下：
首先根據(jù)水泥樁不同齡期（不同水泥摻量）估計(jì)芯樣的軟硬程度，選擇立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，芯樣越硬轉(zhuǎn)速越高。一般鉆機(jī)立軸轉(zhuǎn)速有61、163、338、654轉(zhuǎn)/分等幾種，例如無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在0.5~2.0MPa范圍內(nèi)的樁體常選用338轉(zhuǎn)/分。
其次鉆頭下鉆速度一般由鉆桿自身重量控制，對(duì)于較硬的水泥攪拌樁可用油泵（手動(dòng)施壓）來(lái)增加下鉆速度，在保證芯樣完整性前提下加快鉆進(jìn)速度。但鉆進(jìn)前應(yīng)先啟動(dòng)泥漿泵進(jìn)行供水，然后開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)。
2.2鉆探水平的影響
鉆探水平主要反映在現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)操作人員的施工水平和樁機(jī)的施工方式。操作水平的好壞直接影響攪拌樁鉆出芯樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的大小，樁機(jī)的施工水平則是鉆探結(jié)果真實(shí)與否和準(zhǔn)確與否的首要條件。
取芯的位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工單位樁機(jī)的施工情況和現(xiàn)場(chǎng)樁機(jī)施工人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定，例如樁機(jī)打樁方向由南向北，則鉆探取芯位置一般應(yīng)在通過(guò)樁中心的南北直徑線上并且在樁心北面，以免下鉆深度到一定位置時(shí)由于樁位偏差而鉆出樁體影響檢測(cè)質(zhì)量而誤判；另外樁機(jī)的施工方式，如是否復(fù)攪也嚴(yán)重影響無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的大小。但是最重要的還是鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)人員的操作水平，如果現(xiàn)場(chǎng)人員沒(méi)有鉆探攪拌樁的經(jīng)驗(yàn)或?qū)︺@機(jī)操作不當(dāng)就會(huì)引起芯樣提不出來(lái)并且無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度會(huì)降低。
樁號(hào)
強(qiáng)度（MPa）
80-7
71-18
10-13
34-23
施工
方式
一次攪拌成型
1.266
1.543
2.162
復(fù)攪成型
2.669
漿噴樁
1.266
1.543
粉噴樁
2.669
2.162
樁號(hào)
強(qiáng)度（MPa）
10-9
8-8
64-19
78-4
操作
人員
主要操作手
2.464
1.510
0.953
1.188
助手1#
1.328
1.021
助手2#
2.287
0.920
2.3不同鉆頭影響
鉆頭材質(zhì)和形狀的不同也會(huì)影響芯樣的鉆取質(zhì)量和芯樣試件的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度對(duì)比見(jiàn)下表。
樁號(hào)
強(qiáng)度（MPa）
10
11
18
17
鉆頭
金剛石鉆頭
1.907
鑄鐵鉆頭
1.575
大直徑鉆頭
2.842
小直徑鉆頭
2.002
2.4不同地質(zhì)條件影響
由于地質(zhì)條件的不同，取芯芯樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度也是不同的，存在很大變化，具體對(duì)比見(jiàn)下表。
78-4強(qiáng)度隨地質(zhì)變化
地質(zhì)資料
強(qiáng)度（MPa）
粘土0.76-3.6m
1.456
淤泥質(zhì)粘土3.2-16.5m
0.868
粉土夾粉砂2.5-19.0m
0.746
2.5不同樁長(zhǎng)、樁布置和樁類型影響
樁長(zhǎng)的影響其實(shí)也是由于地質(zhì)條件所引起的，樁的布置不同會(huì)引起樁間土的擠壓變化較大，這樣的話樁體的凝結(jié)程度和對(duì)水分的吸收差別大，樁體的強(qiáng)度就會(huì)變化很大，至于漿噴樁和粉噴樁由于工作原理不同，取芯后強(qiáng)度也不同，從上面數(shù)據(jù)可以看出。
2.6不同齡期影響
不同齡期強(qiáng)度變化見(jiàn)下表。
齡期
樁號(hào)
強(qiáng)度（MPa）
7d
28d
37-13
1.526
2.379
23-19
1.931
2.320
10-9
1.872
2.464
2.7外界條件
溫度對(duì)樁的強(qiáng)度影響比較大，溫度越高強(qiáng)度越高，地下水位越高對(duì)水分吸收越充分強(qiáng)度也越高，芯樣在不同條件下保護(hù)對(duì)強(qiáng)度影響也非常明顯，具體只有在現(xiàn)場(chǎng)取芯時(shí)對(duì)環(huán)境條件考慮，才能對(duì)芯樣強(qiáng)度進(jìn)行分析和修正。
2.8結(jié)論：
通過(guò)鉆芯取樣試驗(yàn)可以直觀的判定樁體的長(zhǎng)度、樁體的連續(xù)性、樁體均勻性；并通過(guò)取出的芯樣長(zhǎng)度及芯樣的現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)具體描述來(lái)判定樁體的好壞。進(jìn)一步配合試驗(yàn)室完成室內(nèi)水泥土的試驗(yàn)，得出樁體的強(qiáng)度，確定水泥土的強(qiáng)度與齡期及水泥用量的關(guān)系。
(1)為了更為準(zhǔn)確地得到真實(shí)的數(shù)據(jù)，先后請(qǐng)了三個(gè)有檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行鉆探取芯試驗(yàn)，通過(guò)不同的鉆探工藝，綜合分析出一套較好的取芯工藝，鉆探取芯試驗(yàn)檢測(cè)工藝的關(guān)鍵過(guò)程是：鉆頭直徑的選擇、水鉆與干鉆的選擇、下鉆速度的選擇、立軸（鉆桿）轉(zhuǎn)速的選擇、芯樣提取方式選擇。本試驗(yàn)段認(rèn)為：水泥攪拌樁鉆探取芯鉆頭選用φ89mm硬質(zhì)合金鋼鉆頭、水鉆、下鉆速度一般由鉆桿自身重量控制（對(duì)于芯樣較硬的樁可用油泵來(lái)增加下鉆速度）、立軸（鉆桿）轉(zhuǎn)速常選用338轉(zhuǎn)/min、芯樣提取前應(yīng)先封口（直徑較大的芯樣更有必要）。
(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣記錄表明，粉噴樁與漿噴樁取芯率是不同的，粉噴樁手感強(qiáng)度較高且芯樣較完整，取芯率大；對(duì)于不同的土層取出的芯樣的具體情形也是不同的，淤泥質(zhì)土中不僅強(qiáng)度不高、芯樣不很完整、取芯率也小。
�。�3）鉆探取芯過(guò)程中一定要考慮以上因素，全面分析而對(duì)芯樣的強(qiáng)度進(jìn)行修正，盡量使取出芯樣的強(qiáng)度真實(shí)可靠。
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