水泥攪拌樁技術在地基處理中的運用研討

摘 要：水泥攪拌樁技術以其經濟、適用，無污染，無振動，加固效果好等諸多優點經常被運用于地基基礎處理，特別適用于軟土地基的處理。優質的水泥攪拌樁需要施工時候各項參數適宜，施工流程準確，注意事項明晰，質量檢測過硬。

關鍵詞：水泥攪拌樁；地基處理

中圖分類號：T0文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）12-0387-02

上世紀六十年代，瑞典巖土工程研究所（Swedish Geotechnical Institute）和日本運輸省港灣技術研究所（Port and HarborResearch Institute）分別研究出了一種采用石灰、水泥作為固化劑，通過專用的攪拌機械形成攪拌樁加固軟土地基的一種深層攪拌方法。水泥攪拌樁技術經常被運用于地基處理中，對水泥攪拌樁技術的研究探索和不斷更新改進很有實用價值。

我國于1978年開始對這種技術進行研究，20世紀80年代，開始將水泥攪拌樁技術應用于處理軟土地基工程中，20世紀90年代水泥攪拌樁技術在我國迅速發展起來。本文就水泥攪拌樁技術在地基處理中的參數設計，施工流程，質量檢測、及注意事項等四個方面進行了探索。

1 水泥攪拌樁在地基基礎處理中的參數設計

水泥攪拌樁復合地基主要由樁身、樁間土和褥墊層共同組成。水泥攪拌樁技術在運用之前主要要先確定水泥摻入量，樁徑、樁長、加固范圍、褥墊層、樁的承載力以及樁的布置形式等內容。

水泥摻入量：水泥摻入量為擬加固土體重量的15%。水泥攪拌樁固化劑建議采用強度等級為32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥。

樁徑：根據《建筑地基處理技術法規》JGJ79-2002以及成樁施工機械等因素確定，工程水泥攪拌樁直徑采用500mm為宜。

樁長：同樣根據《法規》，水泥攪拌樁的長度宜穿透軟弱土層道道承載力相對較高的土層。工程水泥攪拌樁有效樁長不小于9m，樁體必須進入第5層粉細沙層，不得少于0.5m。

加固范圍：根據《法規》，水泥攪拌樁可只在基礎平面范圍內布樁。工程基礎采用鋼筋混凝土條形基礎，水泥攪拌樁在條形基礎寬度范圍內布樁。

褥墊層：根據《法規》，水泥攪拌樁復合地基應用在基礎和樁之間設置褥墊層。褥墊層厚度取300mm，其材料選用中粗砂。

樁土承載力：樁身材料強度確定的單樁承載力應大于或等于由樁土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力。一般單樁承載力應大于或等于80KN，復合地基承載力應大于或等于150KN.

樁的布置形式：根據需要用小木樁定好制樁點。

2 水泥攪拌樁在地基基礎處理中的施工流程

2.1 施工場地的選擇和平整

水泥攪拌樁技術主要適合處理正常固結的淤泥與淤泥質土，素填土、泥性土，泥炭土，有機質土和含水較高地基承載力標準值不大于120kpa的粘性土、粉土等軟土地基。

2.2 對攪拌機械在施工前的檢驗

水泥攪拌機施工機械在所有鉆機開機之前應由監理工程師和項目經理部組織檢查驗收合格后方可開鉆，特別注意水泥攪拌樁管道是否有堵塞現象；水泥攪拌機施工機械必須保持好良好的穩定性能；檢查水泥攪拌機施工前配電腦記錄儀器和打印設備是否安裝就序，以免不能隨時了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度，從而引起地基質量不合要求。

2.3 試樁

根據施工現場的實際情況，在現場需要進行軟基處理的范圍內，在地表，中間和樁底位置各取出若干土質，進行比較。選取土質最差材料用作施工配合材料，一般選取3-5組用作配合比的試驗，在配合比試驗時用各種土質與幾種分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圓柱型試件后進行室內標準養護。

選用的水泥要經過檢驗合格才可使用，水泥用P032.5級及以上的普通硅酸鹽水泥為好，嚴禁使用礦渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和減水劑，用量分別為水泥用量0.5%~1%為合適，以保證攪拌樁的質量。在施工比配合完成后進行工藝性試樁，工藝性試樁可以采用二噴四攪的攪拌施工工藝，即第一次正循環鉆進至設計深度后打開高壓注漿泵，接著反循環提鉆井噴水泥漿液，直至提升到工作基準面以下0.5米，第二次重復攪拌下鉆井噴水泥漿至設計深度，最后反循環提鉆至地表面。復攪的目的是使水泥漿和土體充分攪拌均勻。

2.4 制漿打樁

用小木樁定好制樁點，調平鉆機，保持鉆桿垂直度小于或等于1%。啟動攪拌鉆機，控制好鉆進速度，鉆進速度不應大于1.2m/min；穿越粘土層時，鉆進速度不應大于0.8m/min，在鉆進50m后，開動空壓機噴壓縮空氣，以防止鉆進時堵塞噴漿口，同時可以借助壓縮空氣減少負載扭矩，使鉆進順利。制漿時，應按每根樁的需要，一次配足漿液，以保證每根樁的摻合比的穩定性和漿量充足，每根樁的正常成樁時間不應少于40min.噴漿壓力不小于0.5mpa。

3 在水泥攪拌樁施工過程中的注意事項 

（1）派專人負責水泥攪拌樁的施工，對水泥攪拌樁實施全程監控。

（2）相關負責人重點檢查水泥用量、水泥攪拌機壓漿過程中是否有斷漿現象，注意噴漿攪拌時間以及復攪次數是否正常。

（3）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間，每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。

（4）施工過程中如果發現噴漿量不足，應按照監理工程師要求整樁復攪。復噴的漿量不小于設計用量。

（5）現場施工處應配備施工記錄人員，對施工樁日期，天氣、噴漿深度、停漿標高、鉆機轉速，漿液流量、復攪深度等進行詳細記錄。

4 水泥攪拌樁在地基基礎處理中的質量檢測

（1）施工完成后3d內的N10輕便觸探試驗，主要是目的是檢驗水泥攪拌樁樁身水泥漿液的分布均勻性，輕便觸探深度一般不大于4m，檢測頻率為施工總樁數的1%，且不少于三根。

（2）施工完成28d后進行的水泥攪拌樁承載力（靜載）試驗，可采用復合地基承載力試驗和單樁承載力試驗。主要目的是檢驗水泥攪拌樁完成后地基的承載力是否得到提高，檢驗樁身否達到設計和規范要求，檢驗數量為施工總樁數的0.5%~1.0%。且每項單體工程不應少于3根。

（3）經輕便觸探和靜載試驗后對樁身質量有懷疑時，在成樁28d后，用抽芯機對樁體進行抽取芯楊，主要目的是檢驗樁身的強度、完整性樁土攪拌均勻度及樁身長度。檢驗樁身強度是要求抽取芯樣送檢測機構進行28d 和 90d的無側限抗壓強度試驗。檢驗數量為施工總樁數的0.5%，且不少于3根。

對于深層攪拌法施工的水泥攪拌樁現場質量檢測，除了根據國家規范JGJ790-2002建筑地基處理技術規范應在現場進行輕型動力觸探，鉆孔取芯，吊樁載荷試驗，還可以建立現場強度與樁內混合強度的數據庫，改進檢測方法。例如，發明專利：基于混合均勻度的深層攪拌混合土的現場檢測方法。

隨著我國高速公路飛速發展，一、二級公路的擴建，基礎設施的不斷新增和改進，村、鄉公路迫在眉睫；隨著城區的交通道路網不斷擴大和完善，城市道路網絡逐漸輻射到了城市周邊以前是耕地、魚塘隨和淤泥等地區。這些工程的地基處理都需要用水泥攪拌樁技術對泥土進行加固。水泥攪拌樁以其獨在工程應用時采取特殊機械將水泥粉或水泥漿噴入軟土中，并進行強制攪拌而形成復合地基或擋水結構，在高速公路軟土地基處理、高層建筑坑支護、污染場地隔離等工程中得到了廣泛應用。目前該技術還廣泛地運用于我國鐵路、公路、市政工程、港口碼頭和工業與民用建筑等行業的軟基處理加固工程。水泥攪拌樁技術將在實踐運用與科學研究中發揮越來越重大的作用。

參考文獻

［1］沈水龍，許燁霜，白云.基于混合均勻度的深層水泥混合土質量的現場檢測方法［J］.中國，200510030654.X［P］.2005-10.