水泥攪拌樁在道橋工程軟基處理中的應(yīng)用

王曉嵐

摘要：水泥攪拌樁是一種應(yīng)用較廣泛的地基加固方法,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。

關(guān)鍵字：水泥攪拌樁；地基；施工

1 水泥攪拌樁的類型

水泥攪拌樁是一種應(yīng)用較廣泛的地基加固方法,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。

2 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。

2．1 施工準(zhǔn)備

2．1.1 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。

2．1.2 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)。

2．1.3 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漿用量及噴漿均勻程度。監(jiān)理工程師每天收集電腦記錄一次。

2．1.4 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。

2．2 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)高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

2．3 施工控制

2．3.1 水泥攪拌樁開(kāi)鉆之前，應(yīng)用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無(wú)堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。

2．3.2 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。

2．3.3 對(duì)每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過(guò)程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)。

2．3.4 為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每臺(tái)機(jī)械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備水泥漿比重測(cè)定儀，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)水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2．3.5 水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥摻量12％、每米摻灰量46.25kg、高效減水劑0.5％。

2．3.6 水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低檔操作，復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)檔位。每根樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0.4MPa。

2．3.7 為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30秒，進(jìn)行磨樁端，余漿上提過(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。

2．3.8 在攪拌樁施工過(guò)程中采用“葉緣噴漿”的攪拌頭。這種攪拌頭的噴漿口位于攪拌葉片的最外緣，當(dāng)漿液離開(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，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。長(zhǎng)期使用證明，“葉緣噴漿”攪拌頭能較好地解決噴漿中的攪拌不均問(wèn)題。

2．3.9 施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間。每根樁開(kāi)鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量加50kg。若儲(chǔ)漿量小于上述重量時(shí)，不得進(jìn)行下一根樁的施工。

2．3.10 施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障原因，噴漿中斷時(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。

2．3.11 現(xiàn)場(chǎng)施工人員認(rèn)真填寫施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括：a施工樁號(hào)、施工日期、天氣情況；b噴漿深度、停漿標(biāo)高；c灰漿泵壓力、管道壓力；d鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；f鉆進(jìn)速度、提升速度；g漿液流量；h每米噴漿量和外摻劑用量；i復(fù)攪深度。

2．4 質(zhì)量檢驗(yàn)

檢驗(yàn)方法。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)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。

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％。

如果某段或某一橋頭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。

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)。

在特大橋橋臺(tái)或軟土層深厚的地方，或?qū)κ┕べ|(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。

外觀鑒定

a.樁體圓勻，無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象。b.攪拌均勻，凝體無(wú)松散。c.群樁樁頂齊，間距均勻。

3 結(jié)束語(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。這種方法適用于處理軟土，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。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》珠海出版社2001.

[2]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79-91.

[3]《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》武漢工業(yè)大學(xué)出版社 1998.

[4]《建筑施工技術(shù)》同濟(jì)大學(xué)出版社1999.

[5]《新編建筑工程材料》中國(guó)建材工業(yè)出版社1998.

[6]《建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》中國(guó)建筑工業(yè)出版社GB50007-2002.