深層攪拌樁處治軟土地基應用探討

董慧勇 孫利凱

（1、河南路橋集團正鴻路橋建設有限公司，河南 鄭州 450000 2、鄭州交通職業學院交通工程系，河南 鄭州 450000）

1 深層攪拌樁處理軟土地基的適用范圍

深層攪拌樁處治軟土地基，具有處治軟土地基施工時間長，工作難度大，工程費用高，處治軟土地基效果好，檢測時間長等特點。它適用于路基土層含水量高、強度低、壓縮性高的軟弱土，并且該軟弱土層深，面積大，在施工期間內，穩定計算安全系數小于1.2的路堤，其主要用在工后沉降不能滿足表1要求的路段。

2 深層攪拌樁的材料

深層攪拌樁可采用水泥、生石灰粉、粉煤灰等作為固化劑，其質量應符合規范和設計要求。

2.1 生石灰

生石灰應為磨細粉，不能受潮，其最大粒徑小于2mm，石灰應無雜質，氧化鈣、氧化鎂含量不應小于85%，其中氧化鈣含量不應低于80%。

2.2 水泥

水泥可以采用普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。由于水泥用量偏大，在施工過程中往往試驗頻率滿足不了施工進度的要求，因此水泥應選用國家免檢產品，嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的劣質水泥。

2.3 粉煤灰

粉煤灰化學成分中要求二氧化硅和三氧化二鋁的含量應大于70%，燒失量小于10%，也可采用石膏粉作為添加劑，有利于提高強度。

3 施工準備

3.1 場地清理

開工前必須進行全面徹底的地場清理，清除非適用于路基的土。如果場地填有石質材料或有樹根等，應將石質材料和樹根全部挖除。如遇水井，可用中粗砂回填，然后進行平整，以便機械在場區內順利移動和施鉆。

3.2 施工放樣

用全站儀放出中心樁號和處理的邊樁，然后用鋼尺根據圖紙要求標出每排的位置，根據圖紙要求每排樁位位置用鋼尺標出每列位置，最后用竹片或小木樁固定樁位，并用石灰粉明示樁位位置，將圖紙中樁位位置用電腦制作出圖片，標明樁號及每排每列樁位，以便施工中有利于控制。

3.3 機具準備

開鉆前對施工機械設備要進行檢修，其傳動系統、加減壓系統、液壓系統、固化劑噴射機要能正常工作，鉆頭直徑不能小于樁徑，鉆桿長度要大于設計樁長加3m，特別是帶有自動打印的流量計要由市以上質量技術監督部門進行標定，以保證每米固化劑噴射量達到設計要求。

4 成樁試驗

4.1 成樁試驗

在深層攪拌樁施工之前，必須進行成樁試驗，試驗要達到下列要求，并取得技術參數：（1）滿足噴入量的各種技術參數，如鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴入量等；(2)檢驗攪拌的均勻性；(3)掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術措施；(4)根據工程性質，場地條件及設計樁長、樁身強度和單樁承載力等情況確定復噴范圍。

以32.5R普通硅酸鹽水泥作為固化劑為例來說明成樁試驗，用水泥摻入量分別按50kg/m、55kg/m、60kg/m進行試樁，每種水量用量分別試樁6根，共計18根，準確記錄每種水泥用量的樁位和每根樁的施工時間，然后進行開鉆，有專人詳細記錄每根樁的鉆進速度、提升速度、噴片壓力、攪拌速度等各種技術參數，詳細記錄每根樁復攪情況及成樁試驗是否出現機械故障等。

4.2 成樁檢測

在成樁試驗完成后，要對樁進行檢測。檢測的主要方法有：(1)人工直接觀察：基槽開挖后，組織人力把樁頭挖出，在施工現場直接進行檢查，可以了解樁的成形、樁徑、樁頂強度、樁頂質量、樁位偏離等現象。(2)取芯樣強度檢驗：成樁后7天可用輕便觸探器對樁進行一般性檢查，28天后用鉆機對樁身進行取樣，制成試塊進行無側限抗壓強度試驗，用以測定樁的樁體強度。(3)動力觸探：用動力觸探的方法來確定樁的上部強度情況。(4)反射波測試法：用小錘敲擊樁頂，通過樁的振動和反射波來判定樁的整體質量情況。(5)靜載試驗：用靜載試驗方法來測定樁的復合地基承載力是否達到設計要求。

4.3 試樁總結

通過成樁試驗的檢測情況，來判定樁的合格率，分析出每根試樁的質量情況，從中挑選出質量較好且比較經濟的試樁，把其用灰量和技術參數作為深層攪拌樁施工的主要依據。

5 關鍵施工工藝

5.1 噴粉操作方法

(1)對正樁位，調整鉆機機身，保證鉆桿的垂直度，啟動鉆機下鉆，待攪拌鉆頭接近地面時，啟動空壓機送氣，開始鉆進；(2)鉆到設計孔深時，關閉送氣閥門，泵送加固料；(3)確認加固粉料已到樁底時，提升攪拌鉆頭，提升攪拌鉆頭時進行噴粉，達到每延米噴漿均勻，且每延米固化劑用量滿足設計要求；(4)提升到設計樁頂時，停止噴粉或噴漿；(5)打開送氣閥，關閉送料閥，空壓機繼續工作，攪拌鉆頭提升到樁頂時停止提升，在原位轉動2min，以保證樁頭均勻密實；(6)進行二次攪拌，攪拌深度至樁底；(7)將攪拌鉆頭提出地面，停止主電機和空壓機，填寫施工記錄；(8)移動到下一個樁位。

5.2 噴漿操作方法

(1)水泥攪拌樁開鉆之前，應用清水清洗整個管道，檢驗管道中有無堵塞現象，待水排盡后方可下鉆；(2)鉆機正轉速度下鉆進尺控制在1.26～1.86m/min之間；下鉆噴漿量控制在40.10～49.26L/min;反轉噴漿時，噴漿提升速度應控制在0.6-1.0m/min；提升噴漿量控制在19.22～26.93L/min；鉆機主電機電壓控制在360-390V之間；電流控制在60～90A之間；(3)嚴格控制水灰比，根據技術規范和試樁結果，水灰比選用0.6～0.9之間較適宜。水泥漿制備時，攪拌不得少于3min，連續制備水泥漿時，應按水灰比同步進行，制備好的水泥漿不得離析，泵送必須連續，備漿數量不少于一根樁用量加sokg；(4)泵送水泥漿在泵出口處壓力應保持在0.4～0.6MPa，并使攪拌提升速度輸漿速度同步，即水泥漿噴出速度32-47L/min，泥漿泵壓力表必須經計量部門校驗后使用；(5)水泥攪拌樁施工應采用二噴四拌工藝。第一次下鉆時為避免堵塞管道可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提升時一律采用低擋操作，復拌時可提高一個擋位。每根樁噴漿壓力不小于0.4MPa，并使攪拌速度與輸漿速度協調。

5.3 操作要點

(1)機身調平以鉆桿是否垂直為依據，操作時可用吊錘進行控制，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行機身調平控制；(2)鉆頭鉆至設計深度時，應有一定的滯留時間，以保證樁底質量；(3)當氣壓表過大出現異常時，管路有可能堵塞，應停止噴粉，查明原因，排除故障。(4)整個制樁過程一定要保證邊噴粉或噴漿，邊提升連續作業；(5)如出現斷粉或斷漿，應及時補噴，補噴重疊長度不小于0.5m；(6)粉體固化料入罐時必須過篩，以保證固化劑中無雜物；(7)噴粉或噴漿開始時，應將電子秤顯示歸零，使噴粉或噴漿過程在電子計量顯示下進行；記錄人員應隨時觀察電子秤的變化顯示，以保證各段噴粉或噴漿均勻。

6 注意事項

(1)固化劑用量是確定樁身強度的關鍵，施工設備的固化劑發送器必須配置計量裝置，嚴禁無固化劑發送器計量裝置的發送器使用，并記錄水泥的瞬時噴人量和累計噴人量；(2)儲灰罐容量必須大于一根樁的用灰量；(3)嚴格控制噴灰高程和停灰高程，不得中斷噴灰，確保樁體長度及避免斷樁；(4)施工中若噴灰量不足，實行整樁復打，復打的噴粉量應不小于設計用量；(5)嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的劣質水泥；(6)在施工過程中若因故停電或機械故障原因中斷噴灰時，應在12小時內復攪復噴，且二次復攪復噴搭接長度不小于0.5m；(7)樁身施工時，應采用中速或低速鉆進或提升鉆頭。

[1]楊建國.物探檢測公路地質的綜合方法研究及其工程應用[D].重慶大學;2005年

[2]陳開圣.公路工程壓實黃土的強度與變形及其微觀結構研究[D].長安大學;2006年

[3]周衛峰.基于GTM的瀝青混合料配合比設計方法研究[D].長安大學;2006年