試論水泥攪拌樁在軟基加固中的應(yīng)用

謝偉

（連山壯族瑤族自治縣水務(wù)局縣城防洪工程管理所，廣東 連山 513200）

近年來，隨著大量水利工程不斷實施，水泥攪拌樁施工也越來越多。水泥攪拌樁支護結(jié)構(gòu)以其造價低、整體剛度和止水效果好、無振動、無噪聲、無污染、設(shè)備簡單、工期短等優(yōu)點，在水利工程軟基加固中得到設(shè)計人員的青睞。在此，本文就水泥攪拌樁在水利工程軟基處理中的應(yīng)用展開探討，以供參考。

1 水泥攪拌樁的設(shè)計

1.1 設(shè)計單樁承載力不低于210MPa；復(fù)合地基容許承載力不低于120kPa。

1.2 室內(nèi)配合比設(shè)計：7d無側(cè)限抗壓強度：qm≥0.8MPa；28d 無側(cè)限抗壓強度 ：qm≥1.6MPa；90d無側(cè)限抗壓強度：qm≥2.4MPa。

1.3 設(shè)計樁長一般為8～18m，樁徑為50cm，水泥采用425＃級抗硫酸鹽水泥，水灰比采用0.45～0.5，摻加3%水泥體積的石膏粉，設(shè)計噴灰量為52kg/m，摻入比為15%。

2 水泥攪拌樁的施工工藝

2.1 施工前的準(zhǔn)備

2.1.1 平整場地。應(yīng)清除有礙成樁的混凝土塊、塊石等硬質(zhì)雜物及場地內(nèi)樹根、雜草、有機質(zhì)、腐泥等軟質(zhì)雜物，并將凹凸不平的地面回填整平。若施工場地不能滿足機械行走要求時，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層，再用平地機精平。

2.1.2 根據(jù)施工圖紙畫出樁位平面布置圖，用全站儀（或經(jīng)緯儀）準(zhǔn)確地放出施工段落的起始樁位及邊線位置，然后用鋼尺按設(shè)計要求在施工現(xiàn)場定出每根水泥攪拌樁的樁位（一般按正三角形布置），并做好標(biāo)記。

2.1.3 原材料的質(zhì)量控制。

水泥：所用水泥品種和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。水泥進場之前，必須抽樣做安定性試驗、檢驗?zāi)z砂強度等指標(biāo)，合格后方可進場使用。進場水泥數(shù)量應(yīng)能滿足施工進度的要求，不合格或過期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥拒絕進場使用。

水：水質(zhì)分析須檢驗合格。

制漿：按單樁長和試驗得出的每米樁長水泥用量計算出單樁水泥用量，嚴格按設(shè)計的水灰比進行制漿，在制漿罐中進行拌制，備好的漿液應(yīng)不停地攪拌，使其均勻穩(wěn)定，防止水泥漿發(fā)生離析。超過2h的漿液應(yīng)降低標(biāo)號使用；漿液倒入集料斗時加篩過濾，以免漿液結(jié)塊而損壞泵體。

2.1.4 成樁試驗。試樁一般不應(yīng)少于5根。通過試樁，可以確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴入量等各項技術(shù)參數(shù)。

2.2 施工工藝流程

施工工藝流程：場地平整→測量放樣→樁機就位→制備水泥漿→第一次預(yù)攪下沉→第一次提升噴漿攪拌→第二次攪拌噴漿下沉→第二次提升噴漿攪拌→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

2.3 施工控制要點

2.3.1 做好施工平臺后放樣定位，攪拌機定位，注意攪拌機的平整度并控制導(dǎo)向架對地面的垂直度，偏斜率≯1%。

2.3.2 采用經(jīng)緯儀進行樁位施工放樣，定出樁位中心。所測放的樁位軸線經(jīng)復(fù)核后予以保護，樁位放樣誤差≯5cm；樁徑偏差不得大于4%。

2.3.3 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(yīng)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(fù)攪時可提高一個檔位，每根樁的正常成樁時間應(yīng)不少于40min；噴漿壓力不小于0.4MPa。

2.3.4 噴漿攪拌均勻，不允許出現(xiàn)斷樁。嚴格按試驗確定的參數(shù)控制水泥漿的噴出量、攪拌及提升的速度和次數(shù)，保證噴漿攪拌的均勻性和連續(xù)性。灰漿泵的出口壓力保持在0.4～0.6MPa，使水泥漿自動連續(xù)噴入地基土層內(nèi)并且攪拌均勻。

2.3.5 應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求在地面下一定深度范圍內(nèi)進行重復(fù)攪拌。鉆頭邊旋轉(zhuǎn)、邊鉆進、邊噴漿至設(shè)計要求復(fù)拌的深度后，再反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升，使受到攪動的土塊被充分粉碎，土體和水泥漿能充分拌和均勻。

2.3.6 應(yīng)嚴格控制重復(fù)攪拌時的下沉和提升速度，保證加固深度范圍內(nèi)每一深度均得到充分攪拌；一般，提升速度不得大于0.6m/min。

2.3.7 清洗。向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中的殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將黏附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。

2.3.8 鉆具提升至地面后，鉆機移位對孔，按上述步驟進行下一根樁的施工。

3 施工注意事項

3.1 施工時設(shè)計停漿（灰）面一般應(yīng)高出基礎(chǔ)底面標(biāo)高0.5m，在開挖基坑時應(yīng)將上部0.5m挖去。

3.2 為保證水泥攪拌樁端、樁頂及樁身施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達到出漿口后，應(yīng)噴漿座底60s，余漿上體過程中全部噴入樁體，使?jié){液完全到達樁端，使水泥漿與樁身土體充分攪拌。

3.3 水泥漿液的供應(yīng)必須連續(xù)，一旦因故中斷，必須將攪拌頭下沉到停漿面以下0.5m處，待恢復(fù)供漿后再攪拌提升，以防斷樁；若停機超過3h，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，宜先拆卸輸漿管路，再清洗。

3.4 為保證樁頭質(zhì)量，噴漿攪拌應(yīng)高于設(shè)計樁基頂500mm；攪拌機提升至地面以下1.0m時宜用慢速，且當(dāng)噴漿提升至設(shè)計樁頂標(biāo)高時，應(yīng)稍有停滯，攪拌數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實。

3.5 施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量，如因停電、機械故障原因?qū)е聡姖{中斷時，應(yīng)在12h內(nèi)采取補噴措施，補噴重疊段應(yīng)大于100cm，超過12h應(yīng)采取補樁措施。

3.6 制樁完成后，須達到要求的齡期后方可進行開挖，清理樁頭時不得使用重錘或重型機械，宜用小錘、短釬等輕便工具操作，以免損壞樁頭。

3.7 當(dāng)攪拌樁作為承重樁開挖基坑時，基底標(biāo)高以上300mm宜采用人工開挖，以防止發(fā)生斷樁現(xiàn)象。

4 水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測

4.1 現(xiàn)場載荷試驗

對于作為建筑物基礎(chǔ)的攪拌樁應(yīng)在成樁28d后按樁數(shù)1%的數(shù)量進行單樁載荷試驗和復(fù)合地基載荷試驗，攪拌樁設(shè)計單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為110kN，復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值120kPa。

4.2 輕型動力觸探（N10）檢測

施工單位按照5%的檢測頻率，在成樁1～3d內(nèi)，采用輕型動力觸探（N10）檢測樁身的強度。根據(jù)N10貫入30cm的錘擊數(shù)來判定樁上部強度是否合格。檢測出來的錘擊數(shù)如大于等于設(shè)計給定錘擊數(shù)，則認為樁的上部強度合格；否則，則認為不合格。

4.3 取芯檢驗

隨機抽取施工總樁數(shù)0.5%的樁體，用鉆孔方法（采用金剛石鉆頭）連續(xù)取水泥土攪拌樁樁芯可檢驗樁體強度和攪拌的均勻性。取芯用ф108巖芯管，取芯率達到90%以上，鉆孔偏斜小于1%，抽芯孔位置距樁中心0.15m左右，深度應(yīng)超過樁長1m。取出后可當(dāng)場檢查樁芯的連續(xù)性、均勻性和硬度，并用鋸、刀切割成試塊做無側(cè)限抗壓強度試驗。

4.4 開挖檢驗

選取不少于總樁數(shù)5%的樁體進行開挖檢驗，檢查加固樁體的外觀質(zhì)量、搭接質(zhì)量、整體性樁頂質(zhì)量、樁位偏離等情況。主要檢驗項目有：①樁、墻的垂直和整齊度情況；②樁體的裂縫、缺損情況；③樁體強度和均勻性；④樁頂是否平齊、圓勻；⑤坑底隆起情況；⑥樁身顏色深淺是否一致。同時，還應(yīng)用手感知樁身是否存在水泥漿富集的結(jié)核或未被攪勻的土團，從而判斷樁身水泥土的攪拌均勻程度。

結(jié)束語

綜上所述，水泥攪拌樁處理軟土地基能有效地使樁、土體形成復(fù)合地基,大大降低了樁間土的應(yīng)力,提高了地基的強度和承載力。是用于水利工程加固飽和軟黏土地基的一種技術(shù)，它既能有效地加固軟土基礎(chǔ)，滿足防洪工程、河涌整治的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，又能在一定程度上節(jié)約建設(shè)投資。

[1]郭金鎖.深層水泥攪拌樁在軟土地基加固中的應(yīng)用[J]山西建筑.2009.05.

[2]宋春山.深層水泥攪拌樁在軟基加固中的應(yīng)用[J]黑龍江水專學(xué)報.2006.12.