水泥深層攪拌樁施工技術

郭討論

水泥深層攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，邊鉆進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處就地將軟土固化成為具有足夠的強度、變形模量和穩定性的水泥土，從而達到地基加固的目的。根據水泥水化的化學機理，其施工工藝主要有兩種:一種是先在地面把水泥制成水泥漿，然后送至地下與地基土拌和，待其固化后，使地基土的物理力學性能得到加強;另一種采用壓縮空氣把干燥、松散狀態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行水化反應后，再行固結，達到改良地基的目的。我公司在佛山道路工程水泥攪拌樁施工中采用的是“噴漿”工藝，簡稱“濕法”。

1 施工前準備工作

1.1 施工班組的選定

由于水泥深層攪拌樁的特殊性，屬于隱蔽工程，要求施工隊伍應具有豐富的施工經驗，且在施工過程中必須嚴格控制管理，由持有特種操作證的人員施工，以保證質量。

1.2 施工機械的選定

鑒于本工程攪拌樁長度只有7 m～10 m，且受到施工場地限制，選擇PH-5型粉漿兩用型樁機。

1.3 施工場地的準備

1)搞好場地的三通(路通、水通、電通)一平(清除施工現場的障礙物)，查清地下管線的位置及確定架空電線的位置、高度;且在一側要開挖排水邊溝，保證雨季場地不積水。2)水泥攪拌樁應采用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，水泥及外加劑必須有出廠合格證，我方將在監理工程師的見證下隨機抽取水泥的樣品送至質量檢測中心檢驗，合格后方能投入使用。水泥的堆放應該符合防雨、防潮的要求，嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的水泥。3)樁機上的氣壓表、轉速表、電流表、電子稱必須經過標定，不合格的儀表嚴禁使用。4)為了克服盲目性，確保漿噴樁加固地基收到預期的效果，施工前必須進行試樁。

2 施工控制

2.1 施工工藝流程

1)定位，攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直。當地面起伏不平時，應調整基座保持水平。同時制備水泥漿，按設計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗。制備水泥漿的目的是，根據設計單位提供的水灰比和水泥摻入比這兩個參數，計算出:每1 m3水泥土加固體中應注入的漿液體積量，m3;漿液的密度，g/cm3。2)預攪下沉:待攪拌機的冷卻水循環正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電機的電流監測表控制，工作電流不應大于40 A。攪拌機下沉時開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉。3)提升噴漿攪拌，攪拌機下沉到達設計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機。4)重復上、下攪拌，攪拌機提升至設計加固深度的頂面標高時，集料斗中的水泥漿應正好排空，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面，攪拌過程同時噴水泥漿。5)清洗，向集料斗注入適量熱水，開啟灰漿泵、清洗全部管線中的殘存水泥漿，直到基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的雜物清洗干凈。6)移位，重復上述1)～5)步驟，再進行下一根樁的施工(見圖1)。

2.2 控制要點

1)水泥攪拌樁開鉆之前應確定攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿管到攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數，并根據設計要求用流量泵控制輸漿速度，確定攪拌樁的配比等各項參數和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度，比如我們工地在攪拌樁施工時，盡量使注漿泵出口壓力保持在0.4 MPa～0.6 MPa，使攪拌提升速度與輸漿速度同步，每根樁的正常成樁時間應不少于40 min。同時應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現象，待水排盡后方可下鉆。2)施工時，設計停漿(灰)面應高出操作面標高0.5 m，在開挖時應將該施工質量較差段挖去。設備就位后，必須平整，確保施工過程中不發生傾斜、移動。要注意保證機架和鉆桿的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊錘觀測鉆桿的兩個方向垂直度和用水平尺測量機架的調平情況，如發現偏差過大，及時調整。3)為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現場應配備水泥漿比重測定儀，以備監理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。嚴格按照設計的水灰比配制漿液，配制好的漿液必須過濾。4)制備好的漿液不得離析，泵送必須連續，拌制漿液的罐數固化劑和外加劑的用量以及泵送漿液時間等應有專人記錄。制備好的水泥漿不得有離析現象，停置時間不得超過2 h。若停置時間過長，不得使用。5)水泥攪拌樁施工采用四攪二噴工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低擋操作，復攪時可提高一個擋位。6)為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30 s，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30 s。7)攪拌樁施工時，鄰近不得進行抽水作業。8)當施工過程中發現地層某深度出現硬層時，可根據地質情況進行相應的處理。9)施工中發現噴漿量不足，應按監理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障等原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12 h內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內，補噴重疊段大于100 cm，超過12 h應采取補樁或注漿措施。10)現場施工人員認真填寫原始記錄，記錄內容應包括:a.施工樁號、施工日期、天氣情況;b.噴漿深度、停漿標高;c.灰漿泵壓力、管道壓力;d.鉆機轉速;e.鉆進速度、提升速度;f.漿液流量;g.每米噴漿量和外摻劑用量;h.復攪深度。

3 質量檢驗

水泥深層攪拌樁施工質量控制應貫穿于施工全過程，施工中必須經常檢查施工記錄和計量記錄，并對照規定的施工工藝對每根樁進行質量評定。檢查重點為水泥用量、樁長、攪拌頭葉片直徑、攪拌頭轉數、提升和下沉速度、復攪次數和復攪深度等。檢驗方法主要有以下幾種:1)成樁7 d后，采用淺部開挖樁頭(深度宜超過停漿面下0.5 m)，目測檢查水泥攪拌樁的均勻性，成樁直徑。2)成樁后3 d內，可用輕型動力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性。檢驗數量為施工總樁數的1%，且不少于3根，觸探擊數不少于10擊。不過輕型動力觸探得出的數據沒有絕對對比值，只能作為一種輔助檢驗方法。3)水泥攪拌樁成樁28 d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定相對均勻部位，送實驗室做(3個一組)28 d齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做3個月齡期的無側限抗壓試驗，以測定樁身強度。檢驗數量為施工總樁數的0.5%，且不少于3根。

4 結語

水泥深層攪拌樁施工具有無噪聲、無振動、無污染、工效高、成本低等優點，是進行軟土地基加固的一種有效方法，而且也適用于地下室基坑的擋土止水帷幕，現已廣泛應用于工民建、公路橋梁、市政工程等領域，是一種經濟、科學的施工方法。

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