淺析雙向水泥攪拌樁施工技術

孟慶偉

（河北港口集團港口工程有限公司，河北 秦皇島）

淺析雙向水泥攪拌樁施工技術

孟慶偉

（河北港口集團港口工程有限公司，河北 秦皇島）

簡單介紹了雙向水泥土攪拌樁施工機械、成樁原理及施工工藝，然后結合雙向水泥土攪拌樁在黃驊港礦石碼頭堆場軌道梁地基處理項目中的應用實例，通過與普通雙軸水泥土攪拌樁的比較，驗證了該技術的應用效果。

雙向水泥土攪拌樁 施工機械 施工工藝 檢樁 比較

一、前言

黃驊港軟基處理廣泛采用深層水泥土攪拌樁技術，期間既有成功的經驗也有失敗

的教訓。由于設備或工藝選擇不當造成的返工，既浪費了大量金錢，也拖延了寶貴工期。如何合理選用攪拌設備和施工工藝一直是軟基處理施工的研究課題。

二、概況

黃驊港某項目地基處理工程（一期）地基處理面積約28000m2，原地基由吹填淤泥

及部分回填素土構成，經真空聯合堆載預壓處理后再進行水泥土攪拌樁地基加固處理。水泥土攪拌樁成日字形連續布置，直徑650mm，咬合100mm，處理深度13m，水泥摻入量20%，設計樁芯平均無側限抗壓強度1.5mpa（90天齡期），單樁承載力特征值180KN，復合地基承載力特征值200Kpa。

三、雙向攪拌樁機械及成樁原理

水泥土攪拌樁是以水泥等為固化劑，通過攪拌樁機，邊鉆邊噴射漿液，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌形成一個固化劑與樁的混合樁體，使得軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土攪拌樁。這種水泥土攪拌樁與樁周土一起組成復合地基，從而提高地基承載力，減少沉降。通常水泥土攪拌樁按材料噴射狀態可分為濕法和干法，攪拌樁機按軸數分為單軸、雙軸、三軸，按葉片旋轉方向分為單向和雙向。本工程施工采用濕法，同心雙軸雙向（以下簡稱雙向）水泥土攪拌樁機。

雙向水泥土攪拌樁機采用同心雙軸鉆桿，在內鉆桿上設置正向旋轉葉片并設置噴漿口，在外鉆桿上安裝反向旋轉葉片，通過外桿上葉片反向旋轉過程中的壓漿作用和正反向旋轉葉片同時雙向攪拌水泥土的作用，阻斷水泥泥漿上冒，把水泥漿控制在兩組葉片之間，保證水泥漿在樁體中均勻分布，確保成樁質量。

四、施工工藝

1、施工準備

（1）對基底進行整平。

（2）挖小排水溝，防止槽內積水。

（3）測設并壘砌測量墩臺。

（4）根據樁位布置圖進行樁位布設。

（5）進場原材料檢驗。

（6）對樁機進行聯電試運行，檢查監測儀器，落實施工人員數量。

2、施工工序

（1）定位：攪拌樁機就位、調平，鉆頭對準樁位。

（2）制備水泥漿：按照設計配合比拌制水泥漿，水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽

水泥，水泥漿比重1.73～1.75，水灰比為0.56～0.58，每立方水泥漿水泥用量為967～1003kg。

（3）第一攪，下沉、噴漿：下鉆之前先噴漿30～60S，待噴漿量正常后開始帶漿

下鉆，邊下沉邊噴漿，此時雙軸的葉片同時正反旋轉，下鉆直到設計深度。

（4）第二攪，提升、噴漿：攪拌樁機下沉到設計深度后停止下沉，繼續攪拌30～60S，使得樁端頭水泥漿和土充分攪拌均勻，然后提升，邊提升邊噴漿，直至停漿面。

（5）第三攪，下沉、噴漿：同第一攪，全部水泥漿應在本步驟噴完。

（6）第四攪，提升：按設計速度提升，只提升不噴漿。如果在第三攪水泥漿沒有用盡，可在本步驟繼續噴漿。

（7）清洗、移位：關閉攪拌機，查看鉆頭情況，雙向水泥土攪拌樁機鉆頭一般并無大量粘附土，但有部分區域可能會出現軟土將鉆頭抱死的情況，此時利用鐵鍬等工具將粘附土鏟除，清理干凈后將樁機移至下一個樁位。

3、施工參數選擇

（1）第一攪下鉆速度：原則上下鉆速度不超過1.0m/min，也可以適當加快。

（2）第二、三、四攪拌下沉和上升速度不得超過1.0m/min .

（3）轉速50～58r/min，電機功率不小于37KW 。

（4）灰漿泵壓力0.4～0.6 mpa，泵與樁機距離不得大于50m。

（5）段漿量不小于10.9L/m 。

五、檢樁

設計要求 90天齡期樁體芯樣無側限抗壓強度不小于 1.5mpa,最小值是0.50mpa，核算成28天的強度值為0.749mpa，最小值0.25mpa。取芯試驗結果顯示芯樣均勻度和無側限抗壓強度均滿足設計要求。結果表明，雙向水泥土攪拌樁樁芯強度大于普通雙軸攪拌樁樁芯強度。

六、比較

1、技術參數比較,普通雙軸提升速度1.0m/min,下沉速度1.0m/min,完成時間100分鐘；同心雙軸雙向提升速度1.0m/min,下沉速度1.0m/min,完成時間50分鐘。

2、實際打設形態比較

根據現場觀察，雙向水泥土攪拌樁打設時基本不冒漿，地面形成高約0.5m、直徑0.6m左右的土包，樁頂平整，取芯比較均勻，無斷樁。普通雙軸水泥土攪拌機打設時，冒漿比較嚴重，現場溝槽需挖深0.7～1.0m，才能使冒出的灰漿不外溢，同時取芯時經常會發生8m以下無水泥的現象，這表明雙向水泥土攪拌樁機水泥有效摻入量要好于普通雙軸水泥土攪拌樁機。

3、強度比較

強度對比表明，雙向水泥土攪拌樁機施工在初始兩米強度小于普通雙軸，在2m以下強度則大于普通雙軸。這是因為雙向水泥土攪拌樁機把泥漿控制在2組葉片之間不上冒，使得水泥攪拌均勻不流失，成樁質量自然較好。而普通雙軸水泥土攪拌樁機因為土壓力、孔隙水等原因造成水泥漿沿鉆桿上行，導致樁體上部水泥含量高，越往下水泥含量越少，同時軟土與葉片同向旋轉，難以攪拌均勻，影響成樁效果。本次施工施工破除樁頭時，普通雙軸水泥土攪拌樁的泥漿硬化后的硬度較高，難以清除，也從側面佐證了這個理論。

4、功效對比

普通雙軸攪拌樁為3噴6攪工藝，完成一組樁的施工約為100min，即50min/根。

同心雙軸雙向攪拌樁完成1根的時間平均約為 50min。但由于受故障的影響，兩種樁機都無法達到理論功效。對比顯示，雙向水泥土攪拌樁施工功效高于普通雙軸水泥土攪拌樁施工功效。

七、結論

雙向水泥土攪拌樁機首先由東南大學交通學院劉松玉教授［2］等人于2007年提出，經過這些年的推廣，黃驊港地基處理工程實踐表明，雙向水泥土攪拌樁法相比普通雙軸水泥土攪拌樁法具有施工方便、操作簡單、勞動強度低、不排污、成樁效果好等優點。

[1]JGJ79-2012 建筑地基處理技術規范

[2]劉松玉.席培勝.儲海巖等. 雙向水泥土攪拌樁加固軟土地基試驗研究

K928

B

1007-6344（2015）02-0225-01