淺談水泥攪拌樁在軟土地基處理中的應(yīng)用

王川

[摘要]丹東市東港地區(qū)，地處鴨綠江入?？诘臎_積平原，該區(qū)域表層土質(zhì)為軟土，地勘報(bào)告顯示通常在地表下20m左右才能遇到承載力較好的圓礫層，未經(jīng)處理的地基承載力一般為80Kpa， 該地區(qū)的軟土經(jīng)粉噴樁加固處理后地基承載力可達(dá)到160Kpa。地下水位較高，且地下水含量豐富，建筑基礎(chǔ)大部分采用樁基礎(chǔ)，作為建筑物的基礎(chǔ)或基礎(chǔ)加固處理的方法，如預(yù)制樁、灌注摩擦樁、端承樁、水泥攪拌樁等，因此在不同的地質(zhì)情況下如何選用適合的樁基礎(chǔ)施工方案是達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的條件下同時(shí)降低工程成本的首選，

[關(guān)鍵詞]水泥攪拌樁;地基;施工

1 水泥攪拌樁的類(lèi)型

水泥攪拌樁是較為廣泛地應(yīng)用于軟土地基加固處理的一種方法，根據(jù)水泥水化的化學(xué)機(jī)理，其施工工藝主要有兩種：一種稱(chēng)為，先在地面把水泥制成水泥漿，然后送至地下與地基土攪和，待其固化后，使地基土的物理力學(xué)性能得到加強(qiáng);另一種，采用壓縮空氣把干燥，松散狀態(tài)的水泥粉直接送入地下與地基土拌和，利用地基土中的孔隙水進(jìn)行水化反應(yīng)后，再行固結(jié)，達(dá)到改良地基的目的。目前我國(guó)水泥攪拌樁施工較多采用"噴漿"工藝，丹東地區(qū)則主要采用“粉噴”工藝。

2 水泥攪拌樁地基加固的基本原理

通過(guò)加壓旋噴水泥與軟土攪拌成樁，擠密樁體周?chē)耐馏w，提高樁間土的承載力，使樁間土與粉噴樁共同提高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 水泥攪拌樁的施工工藝流程及質(zhì)量控制

水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。這種方法適用于處理處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）攪拌樁施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙（包括大塊石、樹(shù)根和生活垃圾等）。場(chǎng)地低洼時(shí)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R32.5級(jí)普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計(jì)量。使用前，承包人應(yīng)將水泥的樣品送中心試驗(yàn)室或監(jiān)理工程師指定的試驗(yàn)室檢驗(yàn)。

（3）水泥攪拌樁施工機(jī)械應(yīng)配備電腦記錄儀及打印設(shè)備，以便了解和控制水泥用量及噴粉均勻程度。監(jiān)理工程師每天收集電腦記錄一次。

（4）水泥攪拌樁施工機(jī)械必須具備良好及穩(wěn)定的性能，所有鉆機(jī)開(kāi)鉆之前應(yīng)由監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部組織檢查驗(yàn)收合格后方可開(kāi)鉆。

3.2 施工工藝流程

樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓噴粉泵→反循環(huán)提鉆并旋噴水泥→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥至基礎(chǔ)底標(biāo)高下3.5m→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

3.3 施工控制

（1）水泥攪拌樁開(kāi)鉆之前，應(yīng)清理整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無(wú)堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

（2）為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機(jī)上懸掛一吊錘，通過(guò)控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來(lái)進(jìn)行控制。

（3）對(duì)每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、每米樁長(zhǎng)的水泥用量、噴粉過(guò)程中是否有斷噴現(xiàn)象、噴粉攪拌提升時(shí)間以及復(fù)攪深度。

（4）為了確保樁體每米摻合量以及水泥用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每臺(tái)機(jī)械均應(yīng)配備電腦記錄儀，以備監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時(shí)抽查檢驗(yàn)每米樁長(zhǎng)水泥用量及單樁水泥用量否滿足設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)打印出來(lái)粘貼裝訂成冊(cè)以備質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)監(jiān)督、核查驗(yàn)收。

（5）水泥攪拌配合比：水泥摻量為樁體土重的12%左右、每米摻灰量40--50kg，施工中有特殊要求的，比如作為較深基坑防水幕墻時(shí)每米摻灰量可采用60kg。

（6）水泥攪拌樁施工采用樁頂3.5米部分復(fù)噴工藝，即樁頂部分的噴粉量為樁體的2倍。

（7）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴粉時(shí)應(yīng)在樁底部停留30秒，進(jìn)行磨樁端，余粉上提過(guò)程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留時(shí)間為30秒。

（8）在攪拌樁施工過(guò)程中采用"葉緣噴粉"的攪拌頭。這種攪拌頭的噴粉口位于攪拌葉片的最外緣，當(dāng)水泥粉離開(kāi)葉片向樁體中心環(huán)狀空間運(yùn)移時(shí)，隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)和切削，能較均勻地散布在樁體中的土中。長(zhǎng)期使用證明，"葉緣噴粉"攪拌頭能較好地解決噴粉中的攪拌不均問(wèn)題。

（9）施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴粉時(shí)間和停噴時(shí)間。每根樁開(kāi)鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴粉。嚴(yán)禁在尚未噴粉的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)粉罐內(nèi)的儲(chǔ)粉應(yīng)不小于一根樁的用量加50kg。若儲(chǔ)粉量小于上述重量時(shí)，不得進(jìn)行下一根樁的施工。

（10）施工中發(fā)現(xiàn)噴粉量不足，應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴粉量不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障原因，噴粉中斷時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度。在12小時(shí)內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施，并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)。補(bǔ)噴重疊段應(yīng)大于100cm，超過(guò)12小時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

（11）現(xiàn)場(chǎng)施工人員認(rèn)真填寫(xiě)施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括：a施工樁號(hào)、施工日期、天氣情況;b噴粉深度、停粉標(biāo)高;c噴粉泵壓力、管道壓力;d鉆機(jī)轉(zhuǎn)速;f鉆進(jìn)速度、提升速度;g每米噴粉量;h復(fù)噴深度。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1 樁身質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)可分為攪拌均勻性檢驗(yàn)和觸探試驗(yàn)。

檢驗(yàn)攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鉆，在攪拌樁身中心鉆孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的“結(jié)核”或未被攪勻的土團(tuán)。

觸探試驗(yàn)：根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)（N10）與水泥土強(qiáng)度對(duì)比關(guān)系來(lái)看，當(dāng)樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時(shí)，樁身強(qiáng)度已能滿足設(shè)計(jì)要求;或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時(shí)，樁身強(qiáng)度也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕便觸探的深度一般不超過(guò)4m.

（2）水泥攪拌樁成樁28天后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長(zhǎng)度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)指定相對(duì)均勻部位，送實(shí)驗(yàn)室做（3個(gè)一組）28天齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，留一組試件做三個(gè)月齡期的無(wú)側(cè)限抗壓實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定樁身強(qiáng)度。鉆孔取芯頻率為1%～15%。

（3）如果某段水泥攪拌樁取芯檢測(cè)結(jié)果不合格率小于10%，則可認(rèn)為該段水泥攪拌樁整體滿足要求;如果不合格率大于10%小于20%時(shí)，則應(yīng)在該段同等補(bǔ)樁;如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。

（4）對(duì)攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。

（5）對(duì)施工質(zhì)量有懷疑時(shí)，可在成樁28天后，由監(jiān)理工程師隨機(jī)指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機(jī)抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%，且不得少于3根。試驗(yàn)用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計(jì)荷載的兩倍。

4.2 外觀鑒定

樁身外觀檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是：樁體圓勻，無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象;攪拌均勻，凝體無(wú)松散;群樁樁頂齊，間距均勻。

5 結(jié) ?語(yǔ)

水泥攪拌樁通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度，同時(shí)水泥攪拌樁機(jī)的獨(dú)特行走機(jī)構(gòu)，使得樁機(jī)可在土質(zhì)非常軟弱的施工的施工現(xiàn)場(chǎng)行走和定位，更加適用于處理軟土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用，在建筑工程施工中確保工程質(zhì)量的前提下能夠降低施工成本、縮短了基礎(chǔ)處理施工工期，在工期緊、出于成本考慮不易進(jìn)行基坑大開(kāi)挖或基礎(chǔ)土質(zhì)換填，考慮使用水泥攪拌樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的施工方案。