摘 要：結合工程實例，介紹水泥攪拌樁施工中的試樁、施工準備、施工工藝、施工控制、樁基檢測等控制環節。

　　關鍵詞：水泥攪拌樁,軟基處理,應用

　　1前 言

　　水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，是軟基處理的一種有效形式，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高基礎強度。軟土基礎經處理后，加固效果顯著，可很快投入使用。適用于處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉質土。本文結合工程實例,介紹水泥攪拌樁在軟土地基處理中的應用。

　　2工程概況

　　溫州市龍灣區海濱圍墾工程位于龍灣區甌江口南側的東海岸。工程區域東臨大海，南接永興北片圍墾，西靠海濱接到腹地，北與溫州淺灘工程隔江相望，水陸交通便利。圍區南北長約4.5km，東西寬約2km，圍涂面積9860畝。

　　該工程主要由北堤、主堤、南堤及三座水閘組成。水閘閘室、上、下游翼墻基礎采用鉆孔灌注樁處理，水閘與海堤連接處地基則采用水泥攪拌樁處理，水泥攪拌樁徑Φ600，間距為2m，布置在閘堤連接兩側10～20m范圍內。其中水閘兩側5m范圍內單樁長20m;兩側5～10m范圍內單樁長18m;兩側10～15m范圍內單樁長15m;兩側15～20m范圍內單樁長12m。

　　3工程地質

　　根據現場鉆探揭露，本工程水閘基樁勘探區地層按土的工程地質特性可分為6個工程地質層及13個工程地質亞層。

　　4水泥攪拌樁的施工機械

　　水泥攪拌樁專用施工機械有多種型號，根據現場實際情況及要達到的預定功效，選用了GZB-600型水泥攪拌樁機械。機械配置見表2。

　　5水泥攪拌樁主要施工技術參數和確定

　　5.1 水泥攪拌樁設計參數

　　設計要求水泥攪拌樁在成樁28d齡期后無側限抗壓強度不小于1.6MPa，90d齡期后無側限抗壓強度不小于2.4MPa。水泥采用P.O42.5以上的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不宜小于加固濕土重量15%，水泥漿水灰比可選用0.50-0.55，冬季施工時應注意負溫對處理效果的影響。

　　5.2 水泥攪拌樁的配合比設計

　　施工前按照現場取土樣進行室內配合比設計，以確定符合現場地質條件及樁體要求的水泥摻入量。在施工現場原地面以下2m處，取土樣進行試驗，確定無側限抗壓強度。

　　對三種摻入比(15%、17%、20%)制備土樣進行試驗，每組土樣對兩個齡期進行無側限抗壓強度試驗，得到不同水泥摻入量的水泥土在不同齡期的強度(見表3)。

　　當水泥摻入量為17%時，28d無側限抗壓強度為2.11MPa，90d無側限抗壓強度為2.82MPa，所以當水泥摻入量為17%時，攪拌樁的無側限抗壓強度滿足設計要求，因此該配比可以用于現場施工。

　　5.3 主要施工參數

　　經現場工藝試樁記錄和提升速度與水泥攪拌樁的均勻性和功效進行比較，采用最佳提升速度0.8m/min。

　　水泥攪拌樁的注漿壓力為0.4～0.6MPa。

　　6 水泥攪拌樁施工工藝及流程

　　6.1 水泥攪拌樁施工工藝流程

　　水泥攪拌樁施工工藝流程見圖1。

　　測量定位

　　攪拌機定位

　　配置水泥漿液

　　預攪下沉 噴漿攪拌

　　提升噴漿攪拌

　　重復上、下噴漿攪拌

　　清洗管道

　　移到下一樁位

　　6.2 試樁

　　水泥攪拌樁在施工前要進行施工工藝性試樁，數量不少于5根，目的就是為了尋求最佳的施工工藝、最佳的攪拌次數，以能確定水泥漿的水灰比、泵送壓力、泵送時間、下鉆的最快速度、攪拌提升速度、復攪深度等參數，以指導下一步水泥攪拌樁的大規模施工。

　　6.3 施工準備

　　(1)深層水泥攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處一切障礙(包括大塊石、樹根、生活垃圾等)，場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。

　　(2)水泥攪拌樁應采用合格的P.O42.5普通硅酸鹽水泥。使用前應將水泥樣品送試驗室進行檢測。

　　(3)水泥攪拌樁施工機械必須具備良好、穩定的性能，所有鉆機開鉆之前應組織檢查驗收，合格后方可開鉆。

　　6.4 水泥攪拌樁施工

　　6.4.1 測量放線

　　在整平后的場地上按設計要求標出攪拌樁位置(誤差不得大于2 cm),并測量場地的高程,確定噴漿標高和停漿標高。

　　6.4.2 施工準備

　　鉆機就位, 攪拌機的鉆桿須垂直并對準樁位,檢查深度計轉軸中心是否位于刻度盤中心,確保攪拌樁深度計量準確，樁位誤差不大于2cm。調平樁機機身,保證樁的垂直度(允許偏差1.5%),啟動主電機鉆進至設計深度(攪拌樁穿透淤泥層進入持力層約50 cm)。在前臺就位鉆進的同時,后方應按照試驗室提供的水泥漿配合比制漿,制備好的水泥砂漿不得離析,泵送必須連續,注漿壓力控制在0.4～0.6 MPa。水泥漿池宜設兩個,一個用以控制配比,一個做泵送池。控制漿液的罐數、水泥及外摻劑的用量及泵送漿液的時間應由專人記錄。在拌漿桶上用油漆標識水位線, 當注水到該水位線時,應加多少包水泥攪拌，以簡單明了的方式給現場作業人員交底保證水泥攪拌樁漿液符合設計要求。

　　6.4.3 四攪四噴成樁的施工工藝

　　第一次鉆進:在確認漿液從攪拌葉的出漿口噴出后,方可啟動攪拌機,以60 r/min的轉速和不大于0.8m/min的鉆進速度,順時針方向邊鉆邊噴漿,直至設計樁長(在不變動檔位的前提下,電流表電流突變后,再向下鉆進50cm),再繼續噴漿30s后,改逆時針方向攪拌噴漿提升至設計樁頂。

　　第二次鉆進:以同樣方式再次順時針方向鉆進注漿,直至復攪噴漿到設計樁長后,改逆時針方向攪拌噴漿提升到設計樁頂標高,再原地繼續噴漿30s,停止噴漿。

　　經過上下兩次循環鉆進提升,完成了四攪四噴的成樁施工。

　　6.4.4樁機移位

　　復攪完成后,將鉆頭提出地面,停止主電機、填寫施工記錄并將樁機移至下一孔位。

　　7 質量控制

　　(1)應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度，使攪拌樁的垂直度偏差不超過1.5%樁長，樁長偏差不大于5cm。

　　(2)固化劑漿液的配比，攪拌機提升速度，復攪深度，漿液輸送速度都要按批準的施工參數執行，并有專人記錄。攪拌機每米下沉和提升的時間，來漿和停漿的時間都應有詳細的記錄。記錄誤差：深度不大于5cm，時間不大于5s。如果施工中有意外情況發生，也應有記錄。

　　(3)相鄰樁施工間隔時間不超過24h。拌制好的漿液超過2h不準使用。停機超過3h，宜先拆卸輸漿管，妥為清洗，以防堵管。

　　(4)基礎底面的預留土層不小于50cm，預留層的土及樁必須由人工來挖除，以防斷樁或對樁頂部的損壞。

　　(5)認真測量放樣，防止漏樁。

　　(6)施工用的水泥，必須做試模，待檢驗強度達到設計要求后，方可投入使用。

　　(7)水泥攪拌樁成樁質量檢測數不小于總樁數的1.0%。

　　8、水泥攪拌樁取芯檢測試驗

　　取芯檢測是一種直觀準確的水泥攪拌樁施工質量檢測方法。該方法可根據芯樣直接檢驗樁的連續性、均勻性、密實度、樁長等，也可以將芯樣制作成試塊進行抗壓強度試驗，檢驗樁體強度。

　　8.1 檢驗數量

　　對承受豎向荷載的水泥攪拌樁《驗收規范》和《設計規范》都要求對樁體強度進行質量檢驗，但對檢驗數量沒做明確規定。

　　溫州市龍灣區海濱圍墾工程水泥攪拌樁的檢測數量，遵照該工程設計要求，每座水閘水泥攪拌樁的檢測數量為4根。

　　8.2 檢測過程要求

　　8.2.1鉆芯法檢測執行標準：

　　中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》 JGJ106-2003

　　中華人民共和國行業標準《建筑地基處理技術規范》 JGJ79-2002

　　8.2.2 取芯設備

　　水泥攪拌樁強度不高(一般在0.5～1.5MPa),采用北京探礦機械廠生產的XY-100型鉆機就可滿足要求，鉆機額定最高轉速570r/min，轉速調節范圍為3檔，額定給進壓力為15kN。鉆孔位置確定在樁中心，保證鉆孔有良好的垂直度，防止鉆出樁體外。

　　鉆芯法設備采用鉆具，并配備相應的孔口管、擴孔器、卡簧、扶正穩定器、及可撈取松軟渣樣的鉆具，每回次進尺控制在1.5m內。

　　8.2.3 樁身完整性判定

　　8.2.4 抗壓試塊截取位置和數量

　　8.2.4.1 截取數量

　　水泥攪拌樁長在20m以內時，每孔截取三組芯樣，一組三塊，取三塊平均值為該組代表值。同一受檢樁同一深度部位有兩組或兩組以上芯樣試件抗壓強度代表值時，取其平均值為該樁該深度處芯樣試件抗壓強度代表值。受檢樁中不同深度位置的芯樣試件抗壓強度代表值中的最小值為該樁芯樣試件抗壓強度代表值。

　　8.2.4.2 截取位置

　　上部試件位置距樁頂設計標高不宜大于一倍樁徑或1m，下部試件位置距樁底設計標高不宜大于一倍樁徑或1m。對于水泥攪拌樁，最大軸向應力集中在樁頂3～4m范圍內，而在此深度范圍內，由于缺少上覆土層壓力，攪拌質量易受影響，故中間一組試件應在3～4m范圍內截取。

　　鉆取的芯樣由上而下按回次順序擺放，并對芯樣全貌進行拍照。

　　8.2.5 抗壓試件制作要求

　　由于水泥攪拌樁樁身強度遠小于混凝土強度，芯樣端面與軸線的不垂直度、兩方向直徑差，芯樣端面的不平整度等參數在芯樣強度較低時，甚至無法測量，切實可行的辦法是將芯樣不帶水切割成高徑接近1：1的試件，端面修平，即可試壓。

　　8.2.6 壓力試驗機

　　芯樣試驗強度小于2.0MPa時，無法在普通壓力試驗機上試壓，可選用承載比試驗機，通過壓力環位移測算壓力值。芯樣試驗強度大于2.0MPa時，可選用小型壓力試驗機試壓，加荷速度可參照低等級砂漿試塊。

　　9 結 論

　　軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被堤身等構筑物所覆蓋，不好檢查和補救而成為隱患。因此，嚴格施工過程的管理和控制十分重要，只有在施工過程中嚴格控制才能確保工程質量。

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　　本文選自《建筑知識》。《建筑知識》是由中國建筑學會主辦、中國建設部主管的建筑刊物，國內統一刊號：CN11-1243/TU，國際標準刊號：ISSN1002-8544)。中國知網全文收錄。　　《建筑知識》雜志論文刊登范圍涉及建筑理論與設計、建筑結構、規劃設計、建筑節能、園林綠化、工程管理、工程質量與管理、建設經濟、建筑工程施工、工程技術、公路橋梁、建筑遺產等