淺談水泥攪拌樁在軟土地基處理中的應用

王川

[摘要]丹東市東港地區，地處鴨綠江入海口的沖積平原，該區域表層土質為軟土，地勘報告顯示通常在地表下20m左右才能遇到承載力較好的圓礫層，未經處理的地基承載力一般為80Kpa， 該地區的軟土經粉噴樁加固處理后地基承載力可達到160Kpa。地下水位較高，且地下水含量豐富，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，

[關鍵詞]水泥攪拌樁;地基;施工

1 水泥攪拌樁的類型

水泥攪拌樁是較為廣泛地應用于軟土地基加固處理的一種方法，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，丹東地區則主要采用“粉噴”工藝。

2 水泥攪拌樁地基加固的基本原理

通過加壓旋噴水泥與軟土攪拌成樁，擠密樁體周圍的土體，提高樁間土的承載力，使樁間土與粉噴樁共同提高達到設計要求。

3 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。

3.1 施工準備

（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。

（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。

（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用量及噴粉均勻程度。監理工程師每天收集電腦記錄一次。

（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。

3.2 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→打開高壓噴粉泵→反循環提鉆并旋噴水泥→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥至基礎底標高下3.5m→反循環提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

3.3 施工控制

（1）水泥攪拌樁開鉆之前，應清理整個管道并檢驗管道中有無堵塞現象發生。

（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）對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、每米樁長的水泥用量、噴粉過程中是否有斷噴現象、噴粉攪拌提升時間以及復攪深度。

（4）為了確保樁體每米摻合量以及水泥用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀，以備監理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗每米樁長水泥用量及單樁水泥用量否滿足設計要求，并應打印出來粘貼裝訂成冊以備質量監督部門監督、核查驗收。

（5）水泥攪拌配合比：水泥摻量為樁體土重的12%左右、每米摻灰量40--50kg，施工中有特殊要求的，比如作為較深基坑防水幕墻時每米摻灰量可采用60kg。

（6）水泥攪拌樁施工采用樁頂3.5米部分復噴工藝，即樁頂部分的噴粉量為樁體的2倍。

（7）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴粉時應在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余粉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。

（8）在攪拌樁施工過程中采用"葉緣噴粉"的攪拌頭。這種攪拌頭的噴粉口位于攪拌葉片的最外緣，當水泥粉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，能較均勻地散布在樁體中的土中。長期使用證明，"葉緣噴粉"攪拌頭能較好地解決噴粉中的攪拌不均問題。

（9）施工時應嚴格控制噴粉時間和停噴時間。每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴粉。嚴禁在尚未噴粉的情況下進行鉆桿提升作業。儲粉罐內的儲粉應不小于一根樁的用量加50kg。若儲粉量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。

（10）施工中發現噴粉量不足，應按監理工程師要求整樁復攪，復噴的噴粉量不小于設計用量。如遇停電、機械故障原因，噴粉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。

（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噴粉深度、停粉標高;c噴粉泵壓力、管道壓力;d鉆機轉速;f鉆進速度、提升速度;g每米噴粉量;h復噴深度。

4 質量檢驗

4.1 樁身質量檢驗

（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，檢驗可分為攪拌均勻性檢驗和觸探試驗。

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。

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.

（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%。

（3）如果某段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）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。

（5）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

樁身外觀檢驗的標準是：樁體圓勻，無縮頸和回陷現象;攪拌均勻，凝體無松散;群樁樁頂齊，間距均勻。

5 結 ?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，同時水泥攪拌樁機的獨特行走機構，使得樁機可在土質非常軟弱的施工的施工現場行走和定位，更加適用于處理軟土，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。