水泥攪拌樁施工工藝參數的確定及應用

王 贇(江蘇科興工程建設監理有限公司，江蘇 南京 210029)

1 工程背景

**港東區圍填海工程1#港池駁岸加固項目位于江蘇**港東北部，施工區域內各層均為第四系全新統海陸交互相沖（淤）積型沉積物，考慮到防止后方堆場土體滲漏及改善土體性能，50000DWT駁岸擋土墻底板下設置兩排φ700mm水泥攪拌樁，東西兩側各950米，總長共計1900米。

該區域設計采用水泥攪拌樁對地基進行加固處理，樁直徑為φ70mm，兩排水泥攪拌樁平行布置，相互咬合，樁間距50cm，單根樁長為15m，1#港池兩側共計7676根水泥攪拌樁樁，總長為118978m（含50cm停灰面補償水泥用量）加固土體28d的無側限抗壓強度需達到0.6Mpa，90d的無側限抗壓強度需達到1MPa。

2 工藝參數確定

2.1 試樁

根據項目設計要求，本工程的水泥攪拌樁采用雙軸攪拌樁，水泥采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，為選擇經濟、可靠、合理的水泥漿配比，試樁按水泥漿配比試樁，采用“四攪兩噴”工藝水泥摻入比分別為15%、18%、20%，各試樁1根，采用“兩攪一噴”工藝水泥摻入比為15%、18%各試樁1根，合計試樁5組。分別檢驗齡期為28天、90天的水泥試塊抗壓強度。采用滿足設計要求的最佳水灰比、水泥摻入量的配合比進行現場試樁。

為了確定水泥攪拌樁的施工工藝，本次選試驗樁5根，編號依次為1～5#樁，相關參數如下：

(1)水泥土攪拌樁的樁徑為700mm，摻灰量為15%、18%、20%。

(2)泥土攪拌樁嚴格按照設計長度進行試樁，樁長15米+0.5m超高部分。

試樁施工中，機頭的鉆進速度控制在0.8m/min～ 1m/min，提升速度控制在0.5m/min～0.7m/min，注意保證樁頭的質量（采用停留噴漿30秒的方法），用電子自動記錄儀來記錄總噴漿量及平均噴漿量，如發現噴漿量不足，則采用復攪復噴的方法來保證樁身質量。

2.2 試樁檢驗結果

成樁7天后開挖，目測樁身均勻性較好，成樁效果較好。成樁28天取芯檢測試驗，現場共取芯5根，無側限抗壓強度試驗結果分別為：

1#（兩攪一噴，水泥摻量為15%）0.43MPa、0.38 MPa、0.32MPa、0.41MPa、0.42 MPa、0.36 Mpa

2#（四攪兩噴，水泥摻量為15%）0.59MPa、0.62 MPa、0.55MPa、0.61MPa、0.52 MPa、0.53 Mpa

3#（兩攪一噴，水泥摻量為18%）0.66MPa、0.71 MPa、0.58MPa、0.66MPa、0.74 MPa、0.55 Mpa

4#（四攪兩噴，水泥摻量為18%）0.71MPa、0.72 MPa、0.87 MPa、0.73 MPa、0.71 MPa、0.82 Mpa

5#（四攪兩噴，水泥摻量為20%）0.91MPa、0.84MPa、0.95MPa、0.81MPa、0.9MPa、0.82 Mpa

以上5組試驗中1#樁28天強度最低為0.32 Mpa ，不符合28d無側限抗壓強度0.6 Mpa的要求。2#樁28天強度最低為0.52 Mpa ，不符合28d無側限抗壓強度0.6 Mpa的要求。3#樁28天強度最低為0.55 Mpa ，不符合28d無側限抗壓強度0.6 Mpa的要求。4#樁28天強度最低為0.71Mpa，根據《深層攪拌法技術規范》（DL/T5425-2009）中各齡期水泥攪拌樁抗壓強度經驗關系，90天強度為28天強度的1.43～1.80倍，取最不利數據計算，90天最低強度為1.02Mpa，高于1 Mpa的要求；5#樁28d最低無側限抗壓強度為0.82Mpa，符合28d無側限抗壓強度0.6 Mpa的要求，同理90天的最低強度為1.17Mpa，高于1Mpa要求。

2.3 參數的確定

根據對上述水泥攪拌樁的試驗成果分析，選定4#四攪兩噴18%水泥摻量配比，具體施工參數如下。

(1)水泥攪拌樁摻灰量選用：水泥為加固濕土重的18%，水灰比為0.5

(2)機械控制參數

四攪兩噴：

鉆進速度：0.8m/min；提升速度：0.6m/min；

復攪下沉速度：0.8m/min；復攪提升速度：0.6m/min；

泵壓：不小于0.5MPa；進入持力層電流值：60A且呈穩定增長趨勢；

3 水泥攪拌樁的工藝原理和工藝流程

工藝原理

水泥攪拌樁一般是以水泥作固化劑，通過掘攪頭在地基深處原位將土體和固化劑強制拌和，利用固化劑、土體和水之間所產生的一系列物理、化學反應，不同的土質會產生不同的加固效果，本工程有效設計樁長的地質條件為粉質、粉砂質粘土，此土顆粒粒徑小，表面積大分散性大，穩定性差，容易和水泥發生反應，使土體硬結從而具有良好整體性、水穩定性、弱透水性。所以水泥攪拌樁適用于此土地基處理，處理效果顯著，處理后很快能投入使用。

4 施工質量檢驗

4.1 水泥攪拌樁施工過程質量檢驗

水泥攪拌樁的質量控制應貫穿于施工的全過程，施工技術人員、現場監理人員必須嚴格控制施工工藝質量。施工中隨時檢查施工記錄和計量記錄，并依照施工工藝對每根樁進行質量評價。檢查重點是：水泥用量、水泥漿稠度及比重、樁長、攪拌頭轉數和提升速度、噴漿壓力、噴漿時間、復攪次數和復攪深度及停漿處理方法等。

4.2 水泥攪拌樁成樁質量檢驗

(1)成樁7d后，采用淺層開挖樁頭（深度宜超過停灰面以下0.5m），目測檢查攪拌均勻性，量測成樁直徑，檢查數量為總樁數的5%。

(2)在成樁28d后，沿樁徑方向1/4處、樁長范圍內鉆孔取芯，觀察其完整性、均勻性，取不同深度的3個試樣作無側限抗壓強度試驗。

5 結束語

水泥攪拌樁是一項較難控制的施工工藝，施工時間連續，需要現場管理人員有很強的責任心和吃苦精神，對施工過程進行全程監控，對各項主要指標數據記錄詳細，能真實客觀的反映施工實際狀態。

本工程為確保后方堆場土體滲漏和考慮改善土體性能而采用雙軸水泥攪拌樁，樁身質量好，連續性強，橫縱均有搭接，防滲效果好，為日后的施工帶來很大便利。

水泥攪拌樁試樁作業也是必不可少的，是檢驗水泥攪拌樁施工參數和施工工藝在此粉砂土地質條件下是否可行，能否達到預期的效果，是對日后大規模作業提供可靠參數，從而施工質量得到有力保障。