深層攪拌樁在東莞某公路軟基處理及質(zhì)量控制分析

文｜廣東省建筑機(jī)械工程公司 劉均

1.工程概述

東莞市城市快速軌道交通R2線東城車輛段與綜合基地，基所在地區(qū)內(nèi)有不少深約2米左右的魚塘，塘埂高程約4m左右，地勢(shì)較為平緩，起伏不大。

本工程位置全部位于軟土地基，軟基處理工程量大，根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要采用多種施工技術(shù)進(jìn)行軟基加固，深層攪拌樁為其中一種。

2.工程主要地質(zhì)情況

（1）素填土。土狀主要成份為粉質(zhì)粘土，呈塑～硬塑狀，局部地方帶有小量夾砂層，呈松散、潮濕狀。

在地質(zhì)下0.4m～6.7m的地方，均有存在。

（2）粉質(zhì)粘土，土狀光滑軟塑，切面具有較高干強(qiáng)度，偶帶砂層，該層厚度約為0.5m～5.7m之間，埋深在0m～11.5m之間。

（3）粉質(zhì)粘土，可塑狀，夾薄層不穩(wěn)定砂層，層厚0.4m～5.0m，埋深0m～14.5 m。

（4）淤泥質(zhì)粘土，該層不時(shí)有臭味發(fā)出，土體有較高韌性，呈軟塑~流塑狀態(tài)，部份地方帶有腐爛樹葉。

此層帶有許多透明細(xì)砂層，呈不規(guī)律狀，局部地方以淤泥及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主。該層厚度約為0.5m～9.2m，埋深0～15.4m。

（5）淤泥質(zhì)砂，其主要組成部分包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土與粉砂等，互為混合，呈不均勻分布狀。

淤泥質(zhì)粘土呈軟～流塑狀，部份地方帶有腐爛樹葉；粉砂飽和松散，主要成份包括石英，長(zhǎng)石等，顆粒級(jí)配和分選性一般。 此層厚度為1.0m～13.7m之間，埋深0～14.7m左右。

（6）人工填土。本場(chǎng)地范圍內(nèi)人工填筑土層狀分布于場(chǎng)地道路、塘埂、堤壩表層，根據(jù)勘探揭示，填土主要以素填土為主，局部為雜填土，填土厚度變化較大，對(duì)基坑開挖有一定影響。

此外，還分布有細(xì)砂、中砂等土質(zhì)。由此表明工程所在地區(qū)分布大量的軟土質(zhì)，軟土成分主為淤泥質(zhì)黏土、有機(jī)質(zhì)粘土，埋深范圍大，厚薄不均，對(duì)工程影響較大。

基于工程所在地質(zhì)情況的分析，需要對(duì)地基進(jìn)行加固處理，才能滿足工程“抗震設(shè)防措施提7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g”的要求。

3.地基處理方案分析與制定

3.1 地基處理目的

由于本工程基礎(chǔ)底部存在大量軟弱土層，均呈現(xiàn)可塑～軟塑狀態(tài)，承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。需要對(duì)其進(jìn)行加固處理，變成復(fù)合地基，進(jìn)一步改善軟土的剪切性能，提升其承載力，達(dá)至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 處理方案制定

結(jié)合本工程實(shí)際情況，充分考慮了經(jīng)濟(jì)、施工工藝等因素，決定采用水泥土深層攪拌法及其它施工技術(shù)進(jìn)行軟弱地基處理。（這里因篇幅所限，僅詳細(xì)介紹攪拌樁施工技術(shù)）。

4.軟基施工處理

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）相關(guān)管理技術(shù)人員，要仔細(xì)研究施工圖紙，并進(jìn)行交底和會(huì)審；以設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，制定施工組織方案，向施工人員進(jìn)行相應(yīng)的施工技術(shù)、工藝及規(guī)范、安全交底和文明施工教育等的宣傳和培訓(xùn)工作。

（2）認(rèn)真分析研究相關(guān)資料，包括建筑場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告和施工圖紙等內(nèi)容。

（3）對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)前期探測(cè)未查明的地下管線，施工前首先對(duì)照設(shè)計(jì)進(jìn)行初探，確定管線位置和管線的走向，制定相應(yīng)的保護(hù)方案。

（4）整平施工場(chǎng)地，同時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)的地下、地面及空中障礙物，以利安全施工。

（5）所有進(jìn)場(chǎng)的施工材料均需要進(jìn)行檢驗(yàn)，質(zhì)量合格后才進(jìn)入施工環(huán)節(jié)。

（6）對(duì)將使用的施工機(jī)械和設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，保證性能正常，設(shè)備完好。

（7）測(cè)量放線，根據(jù)圖紙測(cè)放軟土分區(qū)及處理措施分區(qū)線，并作好標(biāo)記。布設(shè)好堆載預(yù)壓高程控制點(diǎn)、攪拌樁樁位，樁位偏差≯5cm。同時(shí)繪制樁位編號(hào)圖，防止漏樁。經(jīng)復(fù)核無誤后作為樁位放樣的控制點(diǎn)并加以保護(hù)。

（8）做好鉆機(jī)定位。調(diào)平鉆機(jī)垂直鉆桿，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，確保導(dǎo)向桿的垂直度，把噴漿口清洗干凈。

4.2 深層攪拌樁施工及質(zhì)量控制

本工程在穿區(qū)箱涵、牽出線、出入線段基底加固以及邊坡防護(hù)采用深層攪拌樁，Ф550樁徑，共838698.63m（含空樁60341.33m）。不同區(qū)域，樁間距不同，分別有0.4m、1.0m和1.5m三種形式，具體深層攪拌樁分區(qū)及攪拌樁布置間距詳見圖。

根據(jù)施工要求，本工程在進(jìn)行攪拌樁正式施工前，須進(jìn)行試樁，數(shù)量為5根。以確定最佳摻灰量，確定成樁工藝。最終確定深層攪拌樁摻灰量控制在18%左右，水泥漿的水灰比為0.45～0.55之間。

5.濕噴深層攪拌樁施工

5.1 施工工藝

采用四攪四噴的施工工藝，工藝流程如下：場(chǎng)地平整→測(cè)放樁位→樁機(jī)定位→預(yù)攪下沉噴漿→提升噴漿攪拌→復(fù)攪下沉噴漿→復(fù)攪噴漿提升至孔口→關(guān)閉攪拌機(jī)、清洗→移機(jī)至下一樁位。

5.2 主要施工工序

（1）制備水泥漿。待深層攪拌機(jī)啟動(dòng)下沉?xí)r，即開始按設(shè)計(jì)確定的水泥摻入量、水灰比用攪拌機(jī)拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

（2）預(yù)攪下沉噴漿。待深層攪拌樁機(jī)冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)攪拌頭待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后，預(yù)攪下沉攪拌頭（速度小于2～2.5m/min）至樁底標(biāo)高并超深10～20cm（穿過淤泥層，且樁端進(jìn)入下臥土層不少于1.0m）；攪拌頭下沉過程中同時(shí)開動(dòng)后臺(tái)送漿泵，將配備好的水泥漿液送達(dá)樁機(jī)。下沉速度可由電機(jī)電流監(jiān)測(cè)表控制。

（3）提升噴漿攪拌。將攪拌頭提升20cm左右，用灰漿壓力泵輸送水泥漿，沖開設(shè)在攪拌機(jī)中部的球閥進(jìn)入土體；在樁端底座攪拌30s，然后邊攪拌邊提升噴漿，同時(shí)嚴(yán)格按試樁測(cè)得的提升速度、注漿壓力提升攪拌頭。當(dāng)攪拌頭提升到距地面約1m時(shí)，減慢速度；當(dāng)提升到地面時(shí)，停止提升，停止噴漿，原位轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。

（4）復(fù)攪噴漿提升。第一次提升噴漿攪拌至地面時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好用去一半。將攪拌頭重新下沉攪拌和提升噴漿攪拌一次，使攪拌土體和壓入的水泥漿充分拌和，保證樁體的連續(xù)性和均勻性，當(dāng)攪拌頭提升至地面時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。

（5）移位、清洗。攪拌樁作業(yè)完成后，要把攪拌頭提到地面上，關(guān)停電機(jī)，并在已完成的樁頂上進(jìn)行標(biāo)記，把樁機(jī)移至新的樁位。

5.3 施工過程中注意事項(xiàng)

（1）施工時(shí)，要根據(jù)已定好的設(shè)計(jì)方案包括樁的位置、長(zhǎng)度、數(shù)量、噴漿量和試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行施工。攪拌樁體時(shí)要連續(xù)、均勻，全樁要復(fù)攪一次。

（2）本工程攪拌樁采用四噴四攪工藝，施工中應(yīng)把攪拌機(jī)的下沉和提升速度控制在1.0m/min為宜，樁頂差不多達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí)，攪拌機(jī)自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時(shí)，要減慢速度，確保樁頭質(zhì)量達(dá)到施工要求。當(dāng)灰漿到達(dá)出口后應(yīng)原位噴射攪拌30s鐘。

（3）如需要增加減水劑時(shí)，摻入量要依據(jù)配比實(shí)驗(yàn)確定，并不能超過水泥用量的0.2%。

（4）攪拌樁施工區(qū)域局部可能有塘坎等障礙物，采用挖機(jī)清挖換填素土，局部適當(dāng)調(diào)整樁位，如施工時(shí)發(fā)現(xiàn)大面積存在障礙物無法鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理及設(shè)計(jì)人員，以便及時(shí)采取補(bǔ)樁措施。

5.4 施工中質(zhì)量問題處理

（1）斷樁：攪拌時(shí)提升速度和輸漿速度要同時(shí)進(jìn)行，確保所制漿液密稠不離析，泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

（2）樁端質(zhì)量不合格：要確保樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口時(shí)，應(yīng)噴漿坐底30秒，使?jié){液完全達(dá)到樁端。

（3）樁體不均勻：可采用復(fù)噴方法提高樁身強(qiáng)度。本程采用四次攪拌、四次噴漿，可避免樁體不均勻現(xiàn)象出現(xiàn)。

（4）施工中暫停注漿：施工時(shí)因故需要暫停注漿，應(yīng)把攪拌機(jī)械下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m。3.5樁頭質(zhì)量差：噴漿口到達(dá)樁頂標(biāo)高時(shí)應(yīng)停止提升，噴漿攪拌數(shù)秒，以確保樁頭的密度均勻。

5.5 質(zhì)量控制措施

（1）所進(jìn)施工材料如水泥等，均需有產(chǎn)品合格證并現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)試，確合產(chǎn)品質(zhì)量符合施工要求時(shí)才能投入使用。

（2）首次下鉆時(shí)，要把管道清洗干凈，并確保管道沒有堵塞現(xiàn)象，等水液排清后才能下鉆。

（3）施工過程中確保設(shè)備水平垂直，攪拌樁的垂直偏差要控制在1%以內(nèi)，樁位的偏差控制在50mm以內(nèi)，成樁直徑及長(zhǎng)度要與設(shè)計(jì)值一致。

（4）停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高300mm以上。

（5）全面監(jiān)控施工過程質(zhì)量，監(jiān)控重點(diǎn)是水泥用量、樁長(zhǎng)、復(fù)攪次數(shù)。

（6）施工過程中應(yīng)做好施工原始記錄和計(jì)量記錄。并及時(shí)匯總分析，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)糾正。當(dāng)噴漿出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)告訴有關(guān)技術(shù)人員，待問題解決后才能繼續(xù)施工。

（7）需要進(jìn)行開挖時(shí)，要用人工進(jìn)行，避免用機(jī)械開挖，防止損害樁體。

6.成樁檢查

（1）樁工程施工完成后，根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行單樁及復(fù)合地基承載力檢測(cè)。總共需要檢測(cè)總樁數(shù)的1%，具體檢查每米樁身的均勻性是否達(dá)到預(yù)定要求。

（2）成樁7天后，通過淺部開挖樁頭，約挖至停漿面下0.5m左右，目測(cè)檢查攪拌的均勻性是否達(dá)標(biāo)?？偣残枰獙?duì)總樁數(shù)的5%進(jìn)行檢查。

（3）通過對(duì)已施工的復(fù)合地基承載力檢測(cè)，均大于預(yù)定設(shè)計(jì)值。滿足上部結(jié)構(gòu)使用要求。

（4）沉降變形觀測(cè)。本工程設(shè)置了多處沉降變形觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，建筑物使用功能良好。

7.結(jié)束語

上述工程樁基礎(chǔ)工程已順利完成，經(jīng)檢測(cè)質(zhì)量符合相關(guān)要求，并實(shí)現(xiàn)了安全零事故，為整體工程按時(shí)完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過對(duì)工程施工實(shí)踐，從設(shè)計(jì)、施工過程、處理結(jié)果等方面進(jìn)行分析，認(rèn)為采用水泥土深層攪拌樁處理軟弱地基，具為施工簡(jiǎn)便、快捷、成本低、效果好等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。