就地固化施工工艺及操作细节分析

发表时间:2021/5/12   来源:《城镇建设》2021年第4期   作者:许益峰
[导读] 本文对就地固化施工前的准备工作进行分析,探究就地固化施工工艺的具体模式,明确具体的操作方法,并对细节进行把控,保证整个施工的质量,增强工程的实用性和价值。
        许益峰
        汇壹(上海)环境岩土科技有限公司
        摘要:本文对就地固化施工前的准备工作进行分析,探究就地固化施工工艺的具体模式,明确具体的操作方法,并对细节进行把控,保证整个施工的质量,增强工程的实用性和价值。
关键词:就地固化;施工工艺;操作细节

        引言:就地固化施工技术就是应用固化材料对的软弱地基进行固化处理,这样它的表面就会形成板体,这样就能满足施工的需求。这是一种高效的软基处理模式,能在土体中形成固化层,从而有效降低沉降量。
一、施工准备
(一)人员准备
        第一,项目管理人员。由专业的工程管理人员和现场管理人员组成。他们在工作中对就地固化的各个施工环节进行全面地把控。第二,施工班组人员。以就地固化施工为基准配置专业化的施工队伍,确保参与的人员都具备丰富的工作经验,并具备完善的从业资质。
(二)材料准备
        第一,结合施工设计图纸以及施工进度的基本要求,制定完备的物资采购规划,采购部门的管理人员按照施工项目质量体系的执行标准,到规定的供应商处采买材料和设备,保障材料的质量,确保其能在规定的时间内进行现场。第二,进行现场的材料就要具备完善的检验合格证书,有条件的情况下应进行抽样检测工作,当所有的数据都满足施工的要求才能投入使用。第三,所有的设备和材料都应该按照类别进行存储和堆放,避免发生破损或者遗失的情况。并且现场管理人员应进行全面的防火、防潮工作,为就地固化施工提供保障。
(三)机械设备准备
        第一,对就地固化施工需要的各项设备进行调试,确保其处于最佳的使用状态,使其在进场后能立即进行使用,提高它的应用价值。当机械设备进场后还应该进行再次调试和修正工作,当各个操作设备准备好后,就能陆续地投入使用。第二,要准备充足的备件,这样设备中的某个零部件发生问题时就能进行及时地更换,提高养护和维修的速度。同时,应该对施工的备用量进行分析,避免对就地固化施工的质量和进度造成影响。其中主要的设备为:强力搅拌头、挖掘设备、浆剂自动定量供应设备、搅拌施工设备等。
二、就地固化施工工艺
        就地浅层固化方法能有效地应对优良砂石料日益短缺和造价上升的问题,它充分汇总国内外的先进经验,具备较高的应用价值。这种操作技术就是应用固化剂对软土进行固化处理,能使土体达到施工的标准。在操作中主要应用的机械为固化添加控制系统、后台供料系统、强力搅拌系统等。强力搅拌系统是一个专业的搅拌型的设备,能保证固化剂能和泥土进行均匀地搅拌。固化添加系统能与后台供料系统进行妥善配合,能对固化剂的添加量进行全面地控制,明确具体的计量,避免出现材料浪费的情况。
(一)施工方法
        在处理明浜的时候,应该把筑坝下面的水抽干,并对底部的淤泥进行固化处理,到淤泥底部标高的位置为止。在处理暗浜的时候,应该明确地表原路地基需要进行固化处理的位置,保证现场的平整度,随后进行固化处理,当到达标记的位置时,如果这个区域的含水量较低,就会缩短工程推进的速度,这时应该对土层进行分层翻动处理,然后再次进行固化处理,直到标记的高度。在施工中主要应用的材料为:水泥和粉煤灰[1]。其中水泥应该选择42.5等级以上的硅胶类水泥,要保证水泥的质量,不能出现潮湿或者结块的情况。应该按照《通用硅酸盐水泥》的要求选择最适宜的水泥。如果水泥的存储时间超过3个月,再次使用时应该进行取样检验,只有它的质量符合就地固化的要求才能投入使用。此外,粉煤灰的烧失量应该控制在20%以内,如果它的烧失量超过限定的数值就应该进行实验,明确它基本属性后才能使用。粉煤灰的粒径最大不能超过1.18mm。同时要保障粉煤灰中没有结块或者腐坏的情况。
(二)就地固化的主要施工工艺
        第一,开挖路槽。在开展就地固化施工操作前应该进行清洁工作,清除表面的杂质、垃圾、土块等干扰下沉搅拌的物质,要保证土地处于平整的状态。在施工前应进行现场搅拌工作,如果搅拌头无法对下降土层进行科学处理,这时就能应对无法搅拌的土层进行翻挖处理,当全部翻挖后在进行平整操作,根据情况进行固化处理。根据路面的厚度、路面设计的标高、路基厚度以及现场垃圾的厚度,明确开挖的具体高度。
        第二,划定区域。应该划定需要处理的区域,并进行放样。一般情况下,划分的尺寸为5m*5m,需要结合现场的实际情况进行科学规划,每个区块的面积应在25m2到30m2之间。同时,根据具体需要固化的深度以及固化剂的应用情况,判断具体的配比情况,并在固化剂主动供应设备中明确固化剂的具体含量。
        第三,调配固化剂。在调配固化剂时可以参考设计和施工的结果,明确水泥和粉煤灰的具体配比。
        第四,强力搅拌设备进行现场搅拌。应该使用强力搅拌设备进行现场搅拌,应该使用垂直搅拌的模式,由上至下地进行操作。具体的操作模式为:

图 1 就地固化搅拌方式
        首先,应该把搅拌设备直接插入到土层中进行搅拌。其次,搅拌设备应进行正常操作,要逐层深入地进行搅拌,并喷洒固化试剂,直到底部完全固化为止。最后,让搅拌设备进行反向地运转,并逐渐进行提升操作,并不断喷洒固化试剂。搅拌设备提升和下降的速度应该控制在15s/m左右,固化剂喷洒的速度应该控制在120Kg/min。此外,操作时应该以实际情况为出发点,根据搅拌的速度对各项数据进行调节,这样就能实现均匀喷洒的效果。值得注意的是,如果遇到无法直接垂直固化的泥土时,应该应用挖土机进行翻土操作,回填后再次进行固化处理。
        第五,固化推进同步进行。在实施就地固化工艺时,应该采用边固化边推进的模式,按照之前划定的区块进行安排,加强对细节的控制效果。以搅拌头的施工截面为基准,明确不同区块需要配置的搅拌头的数量,在实施搅拌的过程中应该均匀地推进,搅拌和喷洒应该同步推进[2]。当完成每个区块的搅拌工作后,应进行整体性翻土搅拌操作,这样才能保障在喷射的过程中固化剂能均匀地分布在土层中。此外相邻两个区块之间应该设置宽度为5cm的搭接宽度,要保障搅拌的全面性,这样在固化后就能成为均匀的硬壳层。
        第六,对特殊区域进行固化操作。在已经施工的雨水管区域,在进行固化处理时,应该明确固化的具体范围,进行妥善施工保护工作,并预留充足的空间。在处理管廊区域时,要想进行固化操作,就应该最大程度上缩小管廊区域和固化区域之间的距离,并对承台的成品进行重点保护,避免对管廊的混凝土造成影响。
        第七,当完成所有的固化搅拌工作后,当固化养护的天数达到规定的标准后,应该使用碾压设备进行碾压操作。如果与路床作业的时间存在一定距离,需要覆盖一层素土进行碾压,对固化的土层进行保护。
        第八,监测沉降。(1)在应用就地固化操作后应该监测具体的沉降情况,主要使用沉降板和分层沉降板进行探究。(2)应该每150m左右铺设一个监测断面。(3)在应用沉降板的注意事项为:在埋设的时候,应该保障底层处于平整的状态,下面还需要铺设砂垫层。沉降板的探测设备以及套管的偏差值应低于1.2%。沉降板的主要材质为钢;检测设备为金属材质,半径为2cm,它与底板焊接在一起;套管为塑料材质,半径为5cm,它具有一定的刚度和强度。测杆与套管的高度应该与填土的高度一致,应该结合具体的需求添加节数,每节的高度在45cm左右。当测杆进行接高处理后,它需要略高于管口,在套管上面需要设置封盖。为了避免在施工时出现沉降板破损的情况,应该在沉降板周围设置一些夯实设备进行夯实处理,并且在套管的外壁涂上较为鲜明的颜色,这样就能起到良好的警示作用。(4)应该以就地固化观测频率表为基础进行科学观测工作,保障施工的效果。在进行连续填土时,如果填土高度不高于5m,旱季的监测频率为1次/周,雨季的监测频率为1次/3天,如果填土高度高于5m,旱季的监测频率为1次/天,雨季频率为1次/天;在填土间歇期的时候,如果填土高度不高于5m,旱季频率为1次/月,雨季的监测频率为1次/周,如果填土高度高于5m,旱季频率为1次/周,雨季频率为1次/3天;第二个月到验收期间,如果填土小于等于5m,旱季的监测频率为1次/月,雨季的监测频率为1次/月,如果高于5m,旱季的监测频率为1次/月,雨季的监测频率为1次/月。(5)沉降的判断标准为24小时的沉降量不能低于15mm,如果位移量或者沉降量超过限定的数值,应该立即停止施工[3]。
        第九,固化剂的泵速力和传输速率。两者为正比关系,单个搅拌的时间应该与输送率的时间是匹配的,以每个小区块的搅拌时间为基准确定固化剂的输送速率,保障输送时间和搅拌时间相匹配。比如,在档位1时,泵速为200min-1、压力为2.5Mpa、输送速率为250L/min、固化剂喷洒速度为407.5Kg/min;在档位2时,泵速为116min-1、压力为4.5Mpa、输送速率为145L/min、固化剂喷洒速度为236.4Kg/min;在档位3时,泵速为72min-1、压力为6.0Mpa、输送速率为90L/min、固化剂喷洒速度为146.7Kg/min。
(三)质量检测
        第一,就地固化厚度。应该借助静力触探以及钻芯取样的模式进行厚度检验工作,要保障处理厚度应该远远高于最初施工设计的厚度,应该每间隔1000m2,设置一个检测点。如果是应用静力接触的模式就应该对固化层的强度进行检测。在探究宽度时应该使用直尺进行测量,应该保障设计宽度和测量宽度之间的误差不高于10cm。
        第二,就地固化的强度。在探究施工的强度时,应该进行十字板剪切实验对固化后的土层进行检测,每个区块应该设置三个检测点或者每间隔100m设置一个检测点,要保障两周后排水剪力强度不能低于80kPa,四周支护的剪力强度不能低于100kPa。利用静力接触方法进行检测工作时,设置的检测点与十字板剪切实验一致。
        第三,就地固化的承载性能。每个区块应该设置一个检测点或者每间隔200m设置一个检测点,要保障两周后排水剪力强度不能低于80kPa,四周支护的剪力强度不能低于130kPa。承载板的长和宽不能大于1m。固化试剂的配比为固液混合的模式,水泥量在4.5%~6.0%之间,粉煤灰量在1.5%~2.5%之间,稳定剂的含量在0.01%。在进行现场调配的时候,应该在初步的基础上进行适当调整。不同实验分段的长度在30m左右,处理的深度应该从1m开始,逐步增加0.3m,一个设置五个实验区块[4]。
三、就地固化施工操作细节
(一)质量目标与质量保证
        第一,质量控制的目标。应该保障就地固化的质量满足项目验收的基本要求,与施工项目设计相契合,确保竣工验收工作一次就能通过。第二,质量保障。在就地固化施工中应该把质量放在首位,增强所有施工人员和管理人员的质量意识,在管理的过程中应该采取分区管理的模式,安排不同的工作人员对施工的质量进行探究,并提高施工人员的自检意识,项目负责人进行再次的复检工作,企业再安排工作人员进行总检,最后由监理师进行签证,从根本上保障就地固化施工的质量。
(二)进度控制
        结合施工现场的基础条件和客观因素进行转场工作。结合施工的具需求配置对应的人员,应该在保障不干扰后续工作的基础上推进接下来的各项工作,确保能妥善完成各项任务。
(三)技术组织措施
        第一,明确项目规划和设计的根本要求。在正式开始施工前,组织施工人员应该对工程项目的设计进行探究,明确施工的质量。同时应该进行施工图纸技术交底工作,明确各项材料的质量和技术的规范性要求,要对各项规则进行细化探究。第二,明确施工工艺和顺序。应该综合考虑施工现场的条件,保障设备和运行参数的合理性,保证施工进度在规定的范围内推进。第三,严格遵守“三检制”的准则,对质量检查的各个环节进行全面把控,保障就地固化施工的呈现效果,科学地处理软地基和淤泥[5]。
(四)保证工程的质量
        应该建立完备的施工材料养护机制、对运行参数进行科学确认、以作业指导书为基准编制科学的施工方案,明确监测的需求以及质量管理的标准、加强技术交底和质量控制工作、在重点施工的过程中,应该安排项目负责人和现场管理人员进行动态控制,如果发现不符合规定的位置,应该立即停工。
四、就地固化施工的注意事项
        就地固化施工是一项复杂、周期较长的工程,在施工过程中会应用到大量的机械设备,这时一定要对安全问题进行重点把控。进入现场时应该佩戴全套的安全设备,同时管理人员应该对施工情况进行全面把控,切实保障施工人员的生命财产安全。
结论:
        综上所述,在应用就地固化技术时,应结合软地基的实际情况进行安排,确保硬壳层的强度满足设计的基本要求。同时,应该加强对质量的把控,提高就地固化的操作效果,提升施工的效果。
参考文献:
[1]黄擎洲,梁建锋,李富有,等.深厚泥浆池水泥搅拌桩与就地固化复合地基施工技术研究[J].市政技术,2020,38(04):251-253+257.
[2]梁建锋,黄擎洲,李富有,等.深厚泥浆池管袋围堰就地固化施工技术[J].建材技术与应用,2020(01):41-43.
[3]张维,韦开腾.粤东滨海相软土就地固化路基检测与分析[J].广东土木与建筑,2019,26(09):77-80.
[4]李浩泉.基于环境保护的浜塘就地固化处理施工研究[J].建筑技术开发,2019,46(16):56-57.
[5]周大禹,陈龙,王福喜,等.就地固化土体路用力学参数研究[J].河南科学,2019,37(05):754-761.
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