摘 要：結(jié)合工程實例，介紹水泥攪拌樁施工中的試樁、施工準(zhǔn)備、施工工藝、施工控制、樁基檢測等控制環(huán)節(jié)。

　　關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁,軟基處理,應(yīng)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(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢�，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強(qiáng)度。軟土基礎(chǔ)經(jīng)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(zhì)土、泥炭土和粉質(zhì)土。本文結(jié)合工程實例,介紹水泥攪拌樁在軟土地基處理中的應(yīng)用。

　　2工程概況

　　溫州市龍灣區(qū)海濱圍墾工程位于龍灣區(qū)甌江口南側(cè)的東海岸。工程區(qū)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(qū)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(chǔ)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(cè)10～20m范圍內(nèi)。其中水閘兩側(cè)5m范圍內(nèi)單樁長20m;兩側(cè)5～10m范圍內(nèi)單樁長18m;兩側(cè)10～15m范圍內(nèi)單樁長15m;兩側(cè)15～20m范圍內(nèi)單樁長12m。

　　3工程地質(zhì)

　　根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露，本工程水閘基樁勘探區(qū)地層按土的工程地質(zhì)特性可分為6個工程地質(zhì)層及13個工程地質(zhì)亞層。

　　4水泥攪拌樁的施工機(jī)械

　　水泥攪拌樁專用施工機(jī)械有多種型號，根據(jù)現(xiàn)場實際情況及要達(dá)到的預(yù)定功效，選用了GZB-600型水泥攪拌樁機(jī)械。機(jī)械配置見表2。

　　5水泥攪拌樁主要施工技術(shù)參數(shù)和確定

　　5.1 水泥攪拌樁設(shè)計參數(shù)

　　設(shè)計要求水泥攪拌樁在成樁28d齡期后無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.6MPa，90d齡期后無側(cè)限抗壓強(qiáng)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(yīng)注意負(fù)溫對處理效果的影響。

　　5.2 水泥攪拌樁的配合比設(shè)計

　　施工前按照現(xiàn)場取土樣進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計，以確定符合現(xiàn)場地質(zhì)條件及樁體要求的水泥摻入量。在施工現(xiàn)場原地面以下2m處，取土樣進(jìn)行試驗，確定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

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

　　當(dāng)水泥摻入量為17%時，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.11MPa，90d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.82MPa，所以當(dāng)水泥摻入量為17%時，攪拌樁的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，因此該配比可以用于現(xiàn)場施工。

　　5.3 主要施工參數(shù)

　　經(jīng)現(xiàn)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(jìn)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(jī)定位

　　配置水泥漿液

　　預(yù)攪下沉 噴漿攪拌

　　提升噴漿攪拌

　　重復(fù)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(jìn)行施工工藝性試樁，數(shù)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(shù)，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(fù)攪深度等參數(shù)，以指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。

　　6.3 施工準(zhǔn)備

　　(1)深層水泥攪拌樁施工場地應(yīng)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(yīng)回填粘土，不得回填雜土。

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

　　(3)水泥攪拌樁施工機(jī)械必須具備良好、穩(wěn)定的性能，所有鉆機(jī)開鉆之前應(yīng)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(shè)計要求標(biāo)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(biāo)高和停漿標(biāo)高。

　　6.4.2 施工準(zhǔn)備

　　鉆機(jī)就位, 攪拌機(jī)的鉆桿須垂直并對準(zhǔn)樁位,檢查深度計轉(zhuǎn)軸中心是否位于刻度盤中心,確保攪拌樁深度計量準(zhǔn)確，樁位誤差不大于2cm。調(diào)平樁機(jī)機(jī)身,保證樁的垂直度(允許偏差1.5%),啟動主電機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計深度(攪拌樁穿透淤泥層進(jìn)入持力層約50 cm)。在前臺就位鉆進(jìn)的同時,后方應(yīng)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(xù),注漿壓力控制在0.4～0.6 MPa。水泥漿池宜設(shè)兩個,一個用以控制配比,一個做泵送池�？刂茲{液的罐數(shù)、水泥及外摻劑的用量及泵送漿液的時間應(yīng)由專人記錄。在拌漿桶上用油漆標(biāo)識水位線, 當(dāng)注水到該水位線時,應(yīng)加多少包水泥攪拌，以簡單明了的方式給現(xiàn)場作業(yè)人員交底保證水泥攪拌樁漿液符合設(shè)計要求。

　　6.4.3 四攪四噴成樁的施工工藝

　　第一次鉆進(jìn):在確認(rèn)漿液從攪拌葉的出漿口噴出后,方可啟動攪拌機(jī),以60 r/min的轉(zhuǎn)速和不大于0.8m/min的鉆進(jìn)速度,順時針方向邊鉆邊噴漿,直至設(shè)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(jìn)50cm),再繼續(xù)噴漿30s后,改逆時針方向攪拌噴漿提升至設(shè)計樁頂。

　　第二次鉆進(jìn):以同樣方式再次順時針方向鉆進(jìn)注漿,直至復(fù)攪噴漿到設(shè)計樁長后,改逆時針方向攪拌噴漿提升到設(shè)計樁頂標(biāo)高,再原地繼續(xù)噴漿30s,停止噴漿。

　　經(jīng)過上下兩次循環(huán)鉆進(jìn)提升,完成了四攪四噴的成樁施工。

　　6.4.4樁機(jī)移位

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

　　7 質(zhì)量控制

　　(1)應(yīng)保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)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(jī)提升速度，復(fù)攪深度，漿液輸送速度都要按批準(zhǔn)的施工參數(shù)執(zhí)行，并有專人記錄。攪拌機(jī)每米下沉和提升的時間，來漿和停漿的時間都應(yīng)有詳細(xì)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(fā)生，也應(yīng)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(zhǔn)使用。停機(jī)超過3h，宜先拆卸輸漿管，妥為清洗，以防堵管。

　　(4)基礎(chǔ)底面的預(yù)留土層不小于50cm，預(yù)留層的土及樁必須由人工來挖除，以防斷樁或?qū)�樁頂部的損壞。

　　(5)認(rèn)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，方可投入使用。

　　(7)水泥攪拌樁成樁質(zhì)量檢測數(shù)不小于總樁數(shù)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(zhǔn)確的水泥攪拌樁施工質(zhì)量檢測方法。該方法可根據(jù)芯樣直接檢驗樁的連續(xù)性、均勻性、密實度、樁長等，也可以將芯樣制作成試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，檢驗樁體強(qiáng)度。

　　8.1 檢驗數(shù)量

　　對承受豎向荷載的水泥攪拌樁《驗收規(guī)范》和《設(shè)計規(guī)范》都要求對樁體強(qiáng)度進(jìn)行質(zhì)量檢驗，但對檢驗數(shù)量沒做明確規(guī)定。

　　溫州市龍灣區(qū)海濱圍墾工程水泥攪拌樁的檢測數(shù)量，遵照該工程設(shè)計要求，每座水閘水泥攪拌樁的檢測數(shù)量為4根。

　　8.2 檢測過程要求

　　8.2.1鉆芯法檢測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

　　中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》 JGJ106-2003

　　中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ79-2002

　　8.2.2 取芯設(shè)備

　　水泥攪拌樁強(qiáng)度不高(一般在0.5～1.5MPa),采用北京探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XY-100型鉆機(jī)就可滿足要求，鉆機(jī)額定最高轉(zhuǎn)速570r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為3檔，額定給進(jìn)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(shè)備采用鉆具，并配備相應(yīng)的孔口管、擴(kuò)孔器、卡簧、扶正穩(wěn)定器、及可撈取松軟渣樣的鉆具，每回次進(jìn)尺控制在1.5m內(nèi)。

　　8.2.3 樁身完整性判定

　　8.2.4 抗壓試塊截取位置和數(shù)量

　　8.2.4.1 截取數(shù)量

　　水泥攪拌樁長在20m以內(nèi)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(qiáng)度代表值時，取其平均值為該樁該深度處芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。受檢樁中不同深度位置的芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值中的最小值為該樁芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。

　　8.2.4.2 截取位置

　　上部試件位置距樁頂設(shè)計標(biāo)高不宜大于一倍樁徑或1m，下部試件位置距樁底設(shè)計標(biāo)高不宜大于一倍樁徑或1m。對于水泥攪拌樁，最大軸向應(yīng)力集中在樁頂3～4m范圍內(nèi)，而在此深度范圍內(nèi)，由于缺少上覆土層壓力，攪拌質(zhì)量易受影響，故中間一組試件應(yīng)在3～4m范圍內(nèi)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(jìn)行拍照。

　　8.2.5 抗壓試件制作要求

　　由于水泥攪拌樁樁身強(qiáng)度遠(yuǎn)小于混凝土強(qiáng)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(shù)在芯樣強(qiáng)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(jī)

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

　　9 結(jié) 論

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

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　　本文選自《建筑知識》。《建筑知識》是由中國建筑學(xué)會主辦、中國建設(shè)部主管的建筑刊物，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN11-1243/TU，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1002-8544)。中國知網(wǎng)全文收錄。　　《建筑知識》雜志論文刊登范圍涉及建筑理論與設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、規(guī)劃設(shè)計、建筑節(jié)能、園林綠化、工程管理、工程質(zhì)量與管理、建設(shè)經(jīng)濟(jì)、建筑工程施工、工程技術(shù)、公路橋梁、建筑遺產(chǎn)等