淺析水泥攪拌樁在土建工程軟基處理的應用

王維平

摘要：建筑基礎大部分采用樁基礎，作為建筑物的基礎或基礎加固處理的方法，如預制樁、灌注摩擦樁、端承樁、水泥攪拌樁等，因此在不同的地質情況下如何選用適合的樁基礎施工方案是達到設計標準的條件下同時降低工程成本的首選。廣西右江水利樞紐工程百色物資轉運站5×1000噸水泥罐基礎施工中，因工期緊，經分析采用水泥攪拌樁處理基礎下5-10米軟土層，在達到設計標準的條件下同時確保了施工工期，以最低成本保證了右江水利樞紐工程膠凝材料的儲運。

關鍵詞：水泥攪拌樁 地基 施工

一、水泥攪拌樁的類型

水泥攪拌樁是一種應用較廣泛的地基加固方法，根據水泥水化的化學機理，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。目前我國水泥攪拌樁施工較多采用"噴漿"工藝。

二、水泥攪拌樁的施工工藝流程及質量控制

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

1、施工準備

1.1攪拌樁施工場地應事先平整，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）。場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。

1.2水泥攪拌樁應采用合格的R32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，承包人應將水泥的樣品送中心試驗室或監理工程師指定的試驗室檢驗。

1.3水泥攪拌樁施工機械應配備電腦記錄儀及打印設備，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監理工程師每天收集電腦記錄一次。

1.4水泥攪拌樁施工機械必須具備良好及穩定的性能，所有鉆機開鉆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。

2、施工工藝流程

樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

3、施工控制

3.1水泥攪拌樁開鉆之前，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。

3.2為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。

3.3對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數。

3.4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。

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％。

3.6水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。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檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0.4MPa.

3.7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秒，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秒。

3.8 在攪拌樁施工過程中采用"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，當漿液離開葉片向樁體中心環狀空間運移時，隨著葉片的轉動和切削，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。長期使用證明，"葉緣噴漿"攪拌頭能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題。

3.9 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。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加50kg.若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。

3.10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、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12小時內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段應大于100cm，超過12小時應采取補樁措施。

3.11 現場施工人員認真填寫施工原始記錄，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；f鉆進速度、提升速度；g漿液流量；h每米噴漿量和外摻劑用量；i復攪深度。

4、質量檢驗

4.1檢驗方法

4.1.1水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。

4.1.1.1檢驗攪拌均勻性：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“結核”或未被攪勻的土團。

4.1.1.2觸探試驗：根據現有的輕便觸探擊數（N10）與水泥土強度對比關系來看，當樁身1d齡期的擊數N10大于15擊時，樁身強度已能滿足設計要求；或者7d齡期的擊數N10大于30擊時，樁身強度也能達到設計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m.

4.1.2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天齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做三個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1％～15％。

4.1.3如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測結果不合格率小于10％，則可認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，則應在該段同等補樁；如果不合格率大于30％，則該段水泥攪拌樁為不合格。

4.1.4對攪拌樁取芯后留下的空間應采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。

4.1.5在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28天后，由監理工程師隨機指定抽檢單樁或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的0.2％，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。

4.2外觀鑒定

A 樁體圓勻，無縮頸和回陷現象。B 攪拌均勻，凝體無松散。C 群樁樁頂齊，間距均勻。

三、結束語

水泥攪拌樁通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，使軟土硬結而提高地基強度。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量的前提下能夠降低施工成本、縮短了基礎處理施工工期，在工期緊、出于成本考慮不易進行基坑大開挖或基礎土質換填，考慮使用水泥攪拌樁進行基礎處理應該是經濟、科學的施工方案。

參考文獻：

1、《建筑工程施工及驗收規范》珠海出版社2001

2、《建筑地基處理技術規范》JGJ 79-91

3、《土力學與基礎工程》武漢工業大學出版社 1998

4、《建筑施工技術》同濟大學出版社1999

5、《新編建筑工程材料》中國建材工業出版社1998

6、《建筑樁基礎技術規范》中國建筑工業出版社GB50007-2002