近海吹填土復合地基加固中的水泥土攪拌樁施工監理

上海上咨建設工程咨詢有限公司 上海 200002

0 引言

由于上海、浙江等沿海城市的近海吹填土為砂性土，土質較為松軟，天然孔隙比較大，含水率較高，且靠近海岸，地下水位高，對地基土有軟化作用，導致這些地區的土體性質很差。

水泥土攪拌樁利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使樁體具有一定的強度，樁體周圍的土得到部分改善，組成具有整體性、水穩性和一定強度的復合地基，從而提高地基承載力，減少地基不均勻沉降，達到加固地基的目的。

1 工程概況

本工程2個廠房分別為鈑金加工中心及數控加工中心，項目一期工程數控加工中心工程位于上海市浦東新區，基礎采用“樁基（預應力PHC管樁）+基礎梁”。工程場地地下水主要為孔隙潛水，地下水對混凝土有微腐蝕性，在長期浸水狀態下對混凝土中的鋼筋有微腐蝕性，在干濕交替的狀態下對混凝土結構中的鋼筋有中腐蝕性，對鋼結構有中腐蝕性，在地震烈度為Ⅶ度時場地為不液化場地。

背景工程由主廠房和副樓組成，占地面積為8 830 m2，建筑面積為10 750 m2，高度為12.30 m，主廠房采用門式鋼架結構，副樓為2層鋼筋混凝土結構。

水泥樁分布范圍：離基礎承臺、地梁1.50 m，中心距1.00 m×1.00 m，長、短樁交錯布置。根據設計要求，將攪拌樁位置用白灰粉定位，水泥攪拌樁呈正三角形布置，樁中心間距1.00 m，樁徑50 cm，移動深層攪拌機到達指定樁位對中，樁位誤差不得大于5 cm。

設計要求設置砂石褥墊過渡層，通過褥墊層材料在承受荷載后產生的流動補償，使地基、樁間土與基礎始終保持接觸，從而能充分利用樁間土的承載能力，共同工作。褥墊過渡層對于協調樁土變形、調整基礎不均勻沉降、保證樁土共同作用極為有效[1-2]。

2 工程特點及難點

2.1 場地土質限制

本工程場地內主要分布為魚塘、河浜等，雖經過清淤處理，但仍存在清淤不徹底、回填不密實等情況，地基承載力較低；且回填土量厚度較大、固結時間長、沉降持續時間長。場地內均采用大跨度鋼結構廠房，屬于永久受力結構，航空制造工藝的高標準和高精度對地基的不均勻沉降要求較高。一方面要保證地基承載力，另一方面要控制地基沉降，尤其是不均勻沉降。因此本工程對地基加固施工技術要求非常嚴格。

2.2 水泥土攪拌樁本身特性

由于水泥土攪拌樁施工的特性，不確定因素很多，地下情況復雜多變，如地下水位、暗浜、地下障礙物，包括突然停電或機械故障等都會對沉樁產生影響，施工單位一般幾個班組倒班作業，進行連續沉樁、晝夜施工，為確保沉樁質量，監理的過程控制尤為重要。

3 水泥土攪拌樁施工常見問題及處理措施

1）預拌下沉困難。主要由于電壓偏低，土質較硬、阻力太大，遇到大石塊、樹根等障礙物，導致預拌下沉困難，可通過調高電壓、引孔、挖出障礙物等方式解決。

2）攪拌機鉆頭下沉不到設計樁底標高。主要由于土質黏性大，攪拌樁機自重或動力不夠等因素造成，可通過增加攪拌機或開動加壓裝置等方式解決。

3）噴射未到設計樁頂面高程，集料斗漿液已排空。主要由于投料不準確、灰漿泵磨損漏漿、輸漿量太大等因素造成。可通過重新標定投料量，檢修灰漿泵、重新標定灰漿輸漿量等方式解決。

4）噴漿到設計位置集料斗中剩漿過多。主要由于拌漿加水過量、輸漿管部分堵塞等因素造成，可通過重新標定拌漿用水量、清洗輸漿管路等方式解決。

5）輸漿管堵塞爆裂。主要由于輸漿管內有水泥結塊、噴漿口間隙太小等因素造成，可通過拆洗輸漿管、使噴漿口球形閥間隙適當等方式解決。

6）攪拌鉆頭和混凝土同步旋轉。主要由于灰漿濃度太大、攪拌葉片角度不合適等因素造成。可通過重新標定漿液水灰比、調整葉片角度或更換鉆頭等方式解決。

4 施工流程

鉆機就位→配制水泥漿→送漿→第1次下沉噴漿→第1次提升噴漿→第2次攪拌下沉→送漿→第2次復攪提升→移位→清洗

5 監理工作流程

設計圖紙會審→審批的施工方案→施工材料/設備進場驗收→水泥復試→作業面（基槽）平整清理→復核（基槽）工作面標高、樁軸線位置→攪拌樁樁機就位→第1次預攪下沉→第1次噴漿攪拌提升→第2次攪拌下沉→第2次噴漿攪拌提升→樁機移位→填寫隱蔽工程報驗申請表→簽認隱蔽工程報驗申請表[3-4]

6 施工過程中監理工作及控制要點

1）對進出水泥質量的管理是水泥攪拌樁施工管理成功與否的關鍵所在。水泥材料的進場須附相關質保資料，要求施工單位做好相關記錄工作，填寫水泥進場記錄表，且由分包、總包、監理現場確認并簽字，并按照散裝500 t為1個批次的要求進行復試。

（1）建立進場水泥批次、數量、出廠日期、檢驗批復文件的編號，現場存放地點以及相應所使用的施工路段的原材料臺賬制度。

（2）進場水泥要按規范要求存放和保管，要防潮、防雨，嚴禁使用受潮、結塊的水泥。

（3）建立各樁機的施工記錄臺賬，并隨時檢查、及時簽證，其統計數據用以對實際用量進行總量核對。

2）為保證攪拌樁的垂直度，在樁機井架的正面和側面一定要吊掛垂球，防止施工時樁機傾斜（攪拌樁垂直度偏差不得超過1.50%，樁位偏差不大于50 mm）。

3）施工中嚴格控制水灰比，水泥摻入量不得少于15%，監理不定期采用泥漿密度計對各臺班進行隨機抽樣測試。水泥漿液須按設計（或試樁確定）配比拌制，攪拌均勻、輸送連續，不得離析（圖1）。

圖1 監理檢查泥漿密度

4）嚴格控制樁深、復攪下沉和提升速度及泵送壓力，確保成樁效果（圖2）。

圖2 監理檢查泥漿泵壓力

5）噴漿一旦停漿，為防止斷樁和缺漿，保證樁身的完整性，應將攪拌樁機下沉至停漿點下0.50 m處，待恢復供漿時再噴漿提升。

6）攪拌樁機運轉一段時間后，應對攪拌葉片進行檢查，當攪拌葉片的長度小于規范及設計要求時，則應進行相應的補焊。

7）制樁完成后，須在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（圖3）。

圖3 監理對沉樁質量進行驗收

8）對現場施工24 h全程安排人員進行旁站，必須每天記錄所管轄樁機的具體施工情況，其中包括：當值期間樁機施工是否正常，有無機械損壞情況、修理時間、修好后開工時間，有無無故停機的情況、停機時間及開機時間。有了此記錄，施工單位的打樁記錄真實性一目了然（圖4）。

圖4 監理對水泥土攪拌樁施工進行旁站

9）成樁7 d后，由承包人（現場監理、設計代表、業主質檢人員到場）進行開挖自檢，觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度，測量成樁直徑，并如實做好記錄，并采用輕便觸探儀檢查樁的質量，根據擊數用對比法判定樁身強度，抽檢頻率為2%，如發現樁體有不良現象，應及時報廢補樁[5-6]。

10）成樁28 d后由現場監理工程師（設計代表及業主質檢人員到場地隨機指定，要在樁體上部樁頂以下0.50 cm、1.00 cm、1.50 cm）截取整段樁體并分成3段進行樁的無側限抗壓強度試驗，28 d的無側限抗壓強度應≥1.00 MPa，并推算90 d的無側限抗壓強度，其無側限抗壓強度應≥1.20 MPa。

11）在以上項目檢查合格的前提下，由業主指定的檢測單位組織進行鉆芯取樣，做抗壓強度試驗和復合地基承載力試驗，檢測數量均不小于0.50%，全身的鉆芯及標貫試驗主要檢查：是否貫穿軟土層樁身的長度、噴漿量是否達到設計要求、樁身成型情況、水泥土攪拌均勻程度、樁身的強度。抽查中如出現實際施工長度與設計長度不符的樁，要將其報廢并以此數據作為計量的一個依據。本工程經業主指定的第三方專業檢測單位進行檢測，檢測結果為全部合格，滿足設計及規范要求（圖5）。

圖5 復合地基承載力檢測

7 施工過程中安全監理控制要點

1）核查專業分包單位安全生產許可證和安全協議，檢查施工單位安全生產保證體系。

2）核查總包單位對專業分包單位安全、質量管理機制。

3）檢查施工機械、安全設施驗收手續，檢查進場施工機械掛牌驗收情況。

4）審查施工方案中的安全技術措施及施工單位審批手續是否齊全。

5）安全人員控制：安全監理人員自身的資格證書審核、施工單位三類人員的安全資格審核、特種人員（特殊工種）的資格及證書審查。

6）加強現場巡視檢查和旁站監理[7]。

（1）樁機移機過程中必須保持平穩、可靠、指揮得當。

（2）臨時施工用電符合用電安全規程。

（3）遇特殊惡劣天氣（大風等）應停工，不能盲目搶進度。

（4）夜間作業應有足夠的燈光照明，夜間作業人員白天應保證休息時間。

（5）發現操作人員有違反操作規程令現場出現安全隱患時，監理人員應及時阻止，并跟蹤整改結果，必要時發出書面指令。

（6）通過巡視、檢查、旁站、口頭及書面指令、會議等形式，與總、分包施工單位配合，共同對水泥土攪拌樁工程施工過程中的安全生產工作進行控制。

8 結語

隨著上海城市建設的發展、濱海圍墾土地的開發利用，近海吹填土復合地基加固技術越來越被廣泛使用，通過本工程的施工監理，對近海吹填土復合地基加固水泥土攪拌樁施工有了全過程的控制經驗，為今后從事類似工程的監理提供了可資借鑒的經驗。