關(guān)于軟基處理新工藝釘形水泥土雙向攪拌樁試樁方案的探討

嚴(yán)漢東

江蘇東南交通咨詢監(jiān)理有限公司 210018

關(guān)于軟基處理新工藝釘形水泥土雙向攪拌樁試樁方案的探討

嚴(yán)漢東

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1 工程概況

軟土地基需根據(jù)其性質(zhì)、厚度等，主要采取塑料排水板、釘形水泥土雙向攪拌樁、淺層換填等不同的方式進(jìn)行處理。釘形水泥土雙向攪拌樁其施工機(jī)械相對傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁施工機(jī)械在動力傳動、鉆頭、鉆桿做了改進(jìn)，具有就地攪拌均勻、擾動小、受力合理、工后沉降小、經(jīng)濟(jì)性強等優(yōu)點，在徐明高速，這一新工藝得到了推廣使用。下面重點針對釘形水泥土雙向攪拌樁試樁方案做一個重點闡述和探討。

2 試樁目的及相關(guān)數(shù)據(jù)

為了科學(xué)的指導(dǎo)施工，獲取地質(zhì)條件的施工參數(shù)，嚴(yán)格控制釘形水泥土雙向攪拌樁的施工質(zhì)量，在施工前，將根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行現(xiàn)場工藝性試樁，應(yīng)確定以下一些性能：

A、試驗所確定的配合比、水灰比是否合適；同時合理選擇噴漿口的位置及大?。ü﹨⒖嫉膰娮炜诘奈恢迷谌~片的2/3處，噴漿口大小按現(xiàn)場測定）；

B、掌握下鉆、提升的困難程度，確定下鉆、提升速度；

C、掌握鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化情況；

D、確定水泥漿液密度；

E、確定合適的輸漿泵的輸漿量；

F、掌握水泥漿到達(dá)噴漿口的時間、攪拌機(jī)提升、下沉、復(fù)攪提升速度等參數(shù)。

G、驗證鉆頭葉片的角度設(shè)置；

試樁的根數(shù)和地點根據(jù)施工設(shè)計圖和設(shè)計相關(guān)要求確定，試樁的施工技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足下表要求：

相鉆進(jìn)速度：≤1.5m/min；平均提升速度：0．8m/min～1.2m/min；攪拌速度:30r/min～50r/min；鉆進(jìn)時噴漿壓力:0.2Mpa～0.4Mpa；葉片間距:250mm（若粘性土的Ip過大，可適當(dāng)增加間距）；葉片寬度:20mm;葉片厚度,30mm葉片傾角：12°；試樁漿液配比（水泥摻量）：13%、13.5%、14%、14.5%。試樁數(shù)量為每種配比各3根。

3 釘形水泥土雙向攪拌樁施工工藝

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

考慮到受工期及路基季節(jié)性施工的影響，盡快開始對軟土地基進(jìn)行處理，尤其是攪拌樁的施工，可邊進(jìn)行試樁，邊進(jìn)行試驗。

A、水泥土攪拌樁樁基施工前，還需在施工現(xiàn)場搭建水泥漿拌漿施工平臺，并在平臺附近搭建水泥庫，做好計量設(shè)備標(biāo)定和拌漿工作人員的交底工作，在開機(jī)鉆進(jìn)前按設(shè)計水泥漿參數(shù)進(jìn)行漿液拌制。根據(jù)我公司多年的施工經(jīng)驗，本次試樁水灰比控制在0.50～0.60，試樁水泥漿摻灰量按照13%、13.5%、14%、14.5%。具體計算結(jié)果見附后所示。

B、試樁之前應(yīng)對所涉及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗收，合格后方可使用；對于計量設(shè)備應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行標(biāo)定，合格后方可投入使用；原材料（水泥）必須經(jīng)檢驗合格后方可使用。

3.2 釘形雙向攪拌水泥土攪拌施工

根據(jù)設(shè)計要求釘型雙向攪拌樁施工的各項參數(shù)通過試樁來確定，一般情況下，鉆進(jìn)速度V<1.5m/min，平均提升速度0.8m/min～1.2m/min，攪拌速度R=30-50r/min，鉆進(jìn)噴漿、復(fù)攪時管道壓力0.2Mpa

a、步驟一：釘形雙向攪拌機(jī)樁機(jī)定位，移動到指定樁位并對中；

b、步驟二：啟動雙向攪拌樁施工機(jī)械，調(diào)整攪拌葉片完全展開至擴(kuò)大頭直徑，機(jī)械沿導(dǎo)向架向下觸土，下面一組葉輪旋轉(zhuǎn)強制切土，同時開啟送漿泵，通過固連在葉片上的噴嘴向土體中噴水泥漿，促使固化材料就地黏附在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空隙的土中旋轉(zhuǎn)到半周，上面一組葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌，把土與漿體固化材料攪拌混合一起，保證噴漿均勻。這樣兩組葉片同時正反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌樁機(jī)持續(xù)下沉完成擴(kuò)大頭端的“攪、噴、拌”過程。

c、在擴(kuò)大頭底面位置處，通過反向旋轉(zhuǎn)外鉆桿，調(diào)整攪拌機(jī)葉輪工作半徑，攪拌葉片調(diào)整為樁下部直徑，攪拌樁機(jī)沿導(dǎo)向架再次向下觸土，葉輪被帶動反向旋轉(zhuǎn)強制切土，調(diào)整噴漿速度和噴漿量，向土體中旋噴水泥漿。下面葉輪旋轉(zhuǎn)切土并噴漿，上面葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌保證噴漿均勻，攪拌樁機(jī)持續(xù)下沉至根部樁底設(shè)計標(biāo)高，完成根部樁的“攪、噴、拌”過程。

d、步驟四：關(guān)閉送漿泵、準(zhǔn)備樁機(jī)提升，攪拌葉片保持下部樁成樁時的旋轉(zhuǎn)方向，兩組葉片同時正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到下部的外鉆桿葉片位于擴(kuò)大頭端標(biāo)高以下0.5m左右處，開啟送漿泵，固連在葉片上的噴嘴向該處土體中復(fù)噴水泥漿，逐步提升至擴(kuò)大頭端，保證應(yīng)力集中作用下變截面薄弱環(huán)節(jié)的安全。

e、步驟五：保持送漿泵開啟狀態(tài)，改變外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將外鉆桿攪拌葉片打開到擴(kuò)大頭端樁體直徑，噴嘴復(fù)噴水泥漿，攪拌樁機(jī)提升，兩組葉片同時旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到內(nèi)鉆桿下面的一組葉片位于大樁樁頂。

f、步驟六：關(guān)閉送漿泵、停止噴嘴噴漿，保持葉片展開大樁直徑狀態(tài)，攪拌樁機(jī)沿導(dǎo)向架再次向下觸土，上下兩組葉輪旋轉(zhuǎn)復(fù)攪到大樁樁底面保證噴漿均勻，完成“復(fù)攪”過程。

g、步驟七：保持旋轉(zhuǎn)方向，在大樁樁底面處提升攪拌樁機(jī)的導(dǎo)向架，再次提升“復(fù)攪”，攪拌樁機(jī)提升至地表，完成單樁施工。

h、步驟八：關(guān)閉攪拌機(jī)械移位至下一樁位。

4 雙向水泥土攪拌樁質(zhì)量控制措施

4.1 攪拌樁施工前，應(yīng)進(jìn)行試樁工藝試驗（可利用工程樁），以掌握對該場地的成樁工藝及各項技術(shù)參數(shù)，在確認(rèn)原定施工工藝和水泥配合比可以滿足設(shè)計要求時，試樁完畢，否則應(yīng)將再試，直至達(dá)到要求。成樁工藝試驗應(yīng)達(dá)到下列要求：

A、成樁工藝試驗樁數(shù)量12根（設(shè)計要求不少于10根）滿足要求。

B、滿足設(shè)計要求的摻灰量和工藝要求的各項參數(shù)。

C、采用2噴4次攪拌的施工工藝，以保證攪拌的均勻程度。

D、掌握各種土質(zhì)條件下：鉆進(jìn)下沉、鉆桿提升的速度及困難程度情況，以確保合適的技術(shù)措施。

4.2 成樁后七天后采用淺部開挖觀察樁體成型和攪拌均勻程度，并可檢驗樁身直徑，作好記錄，檢查頻率為1‰。同時可采用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，根據(jù)輕便觸探擊數(shù)用對比法判斷樁身強度。成樁28天后在監(jiān)理工程師指定樁體的不同部位（樁頭、樁身及樁底）鉆孔取芯，為保證試塊的尺寸，鉆孔直徑不小于108mm,檢驗樁數(shù)應(yīng)隨機(jī)抽取5‰，且不少于3根，對于擴(kuò)大頭部分宜在小直徑樁外取芯，通過芯樣對樁長、擴(kuò)大頭長度、強度、均勻性等綜合評價。

4.3 雙向攪拌樁復(fù)合地基承載力檢測應(yīng)采用復(fù)合地基靜載試驗和單樁載荷試驗。載荷試驗必須在樁身強度滿足荷載試驗條件，并宜在成樁28天后進(jìn)行。檢測數(shù)量為總樁數(shù)的1‰～2‰，且每個單項工程不少于3點。復(fù)合地基承載力基本值根據(jù)置換率、地質(zhì)條件、單樁承載力等計算，一般應(yīng)不小于150Kpa,其他質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合以下規(guī)定：

a、樁徑不小于設(shè)計值，采用鋼尺量測，檢查頻率≥2%。

b、樁長不小于設(shè)計值或電流、鉆進(jìn)速度控制值，采用鉆芯取樣結(jié)合施工記錄檢查，檢查頻率100%。

c、擴(kuò)大頭高度不小于設(shè)計值，采用鉆芯取樣結(jié)合施工記錄檢查，檢查頻率0.5%。

d、水泥摻入量不小于設(shè)計值，采用施工記錄檢查，檢查頻率100%。

e、水灰比采用測水泥漿比重檢測，比重偏差小于5%，每臺班檢測不小于1次。

f、噴漿量控制，每臺泵應(yīng)標(biāo)定一次，宜采用相關(guān)儀器記錄。水泥質(zhì)量須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，采用送檢方式，每2000m3檢測一次。

g、根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行樁位放樣。樁位定位平面偏差<50mm。

h、為保證樁體的垂直度，應(yīng)將鉆機(jī)平面調(diào)平以使鉆桿導(dǎo)向?qū)Φ孛姹３执怪?。使其垂直度偏?1%，鉆頭直徑磨損量小于1cm。

4.4 雙向攪拌樁施工時可能發(fā)生的問題（切土困難）及解決措施

主要可能發(fā)生在擴(kuò)大頭部分原地面以下2m～3m部位，分析原因主要可能有以下幾個方面：

1）地質(zhì)條件顯示在該部位存在含砂黏土層，對攪拌頭下攪產(chǎn)生阻力；

2）攪拌頭雙層葉片使下攪阻力增大；

3）電機(jī)功率不足。

5 小結(jié)

通過本次釘形水泥土雙向攪拌樁試樁方案，總結(jié)掌握了該工藝相關(guān)的工藝參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)，這些參數(shù)得到了業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理方認(rèn)可，也為大面積施工提供了指導(dǎo)。

[1]軟土地基攪拌樁加固法技術(shù)規(guī)范（YBJ225-91）

[2]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）等相關(guān)規(guī)范規(guī)定

[3]公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范（JTJ017-96）

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.029