三軸攪拌樁施工質量控制分析

李夏　馬亮

（江蘇省江南建筑技術發展總公司　210000）

三軸攪拌樁施工質量控制分析

李夏馬亮

（江蘇省江南建筑技術發展總公司210000）

結合上海世博會地區某深基坑工程三軸攪拌樁現場施工質量控制經驗，本文提出以泥漿比重、單根樁完成時間、一段時間內進場的水泥量為主要控制方法進行三軸攪拌樁施工質量過程控制，通過此三種方法便于現場有效控制施工質量。

三軸攪拌樁；泥漿比重；水泥量；完成時間

1　工程概況

上海世博會地區某基坑工程，采用φ850@600三軸攪拌樁抽條加固，基坑共設四道混凝土支撐，第四道支撐底（-10.800m）至坑底（-13.900m）以下4m水泥摻量20%，第一道支撐底（1.300m）至第四道支撐底水泥摻量10%。基坑開挖深度18.1m，水泥摻量10%加固深度12.1m，水泥摻量20%加固深度7.1m，總的加固深度為19.2m。水灰比1.7。強弱加固區轉換是本工程控制的難點。

2　理論計算

樁徑d=850mm、間距l=600mm、強加固區水泥設計摻量20%，加固深度7.1m，弱加固區水泥摻量10%，加固深度12.1m；水灰比1.7。

2.1三軸攪拌樁截面面積計算

圖1　三軸攪拌樁單幅面積計算示意圖

圓心角：一個扇形面積：

三角形面積：

一個弓形面積：

三軸攪拌樁單幅面積：

2.2水泥用量計算

一般地認為1m3土重18kN/m3=1.8t/m3；每米段水泥用量=每立方米水泥量×每幅樁截面積。

（1）弱加固區，水泥設計摻量10%，則1m3土水泥摻量：1.8t×10%=180kg/m3；每米段水泥用量為180×1.49=268.2kg/m；本區域水泥用量為268.2×12.1=3.25t；

（2）強加固區，水泥設計摻量20%，則1m3土水泥摻量：1.8t×20%=360kg/m3；每米段水泥用量為360×1.49=536.4kg/m；本區域水泥用量為536.4×7.1=3.81t；

由表 14可知，F=1032.528遠遠大于 Fcrit=5.192168，故由此證明不同調和比例油樣之間在該方法下冰點差異顯著。P-value=1.78E-07遠遠小于α=0.05，表明在置信度為95%時該結果可信。該方法能夠區分冰點不同的噴氣燃料。

故完成單幅三軸攪拌樁共用水泥7.06t。

2.3泥漿比重——利用水灰比換算

一般認為，水泥密度ρ水泥=3t/m3；水ρ水=1t/m3；當設計水灰比為1.7，即水1.7t，水泥1t，水灰混合質量2.7t；水灰混合體積V= 1.7/1+1/3=2.03m3；水泥漿密度ρ混=m/v=2.7/2.03=1.33t/m3；

故泥漿比重，即1.33/1=1.33。此數據可作為現場泥漿比重抽查的依據，現場泥漿比重應控制在1.33±0.05。

2.41t水泥制漿量

根據2.3可知，1t水泥大約可制2.03m3水泥漿量，即1kg水泥可制2.03L水泥漿，結合2.2，可知若加固區每米段水泥漿流量為268.2×2.03=544.5L，強加固區每米段水泥漿流量為536.4×2.03=1088.9L。

本工程采用的BW-250型泥漿泵（圖2），由圖可見，泥漿泵檔位（手柄位置）與流量呈對應的關系，該泥漿泵缸徑80mm，工作檔位A2-B4，對應的流量145L/min，兩臺泵同時工作時流量為290L/min；則弱加固區每米完成所需要時間，544.5/290=1.88min/m，共需要12.1×1.88=22.7min；強加固區每米完成所需要時間，1088.9/ 290=3.75min/m，共需要7.1×3.75=26.6min。即單根樁完成時間為22.7+26.6=49.3min。強、弱加固區、單樁理論計算完成時間作為現場控制的依據或參考。

圖2　泥漿泵型號及工作參數

注漿施工時應嚴格控制漿噴樁攪拌下沉和提升速度，攪拌下沉速度0.5～1m/min，提升速度1～2m/min，一般地提升速度是下沉的2倍。對檔位流量選擇進行驗算，見表1。對下沉上提速度驗算符合控制要求。

表1　下沉、提升速度驗算

3　三軸攪拌樁施工過程控制

現場三軸攪拌樁施工過程中除了對樁位復測外，利用本文理論計算結果，在巡視檢查過程中主要從泥漿比重、水泥用量、單幅樁完成時間三個方面對三軸攪拌樁施工質量進行宏觀控制。

3.1泥漿比重

在現場巡視檢查過程中利用比重計對現場配置的泥漿進行抽檢，泥漿比重應控制在1.33±0.05，使得現場配置泥漿的水灰比符合設計要求，該方法比較簡單有效的控制泥漿質量。

3.2水泥用量

對于基坑加固的三軸攪拌樁，樁長控制是難點，其不僅屬于隱蔽工程，而且需待基坑開挖后方可檢驗。樁長和水泥用量存在重要的相互關系，一方面，通過計算單幅樁完成所需水泥用量，控制現場單幅樁水泥用量；另一方面，通過記錄連續兩次散裝水泥車進場間隔時間和前一次進場水泥量，并統計這段時間完成的樁數，將計算水泥用量和進場水泥量進行對比是否基本相符，若不相符且相差較大，就說明現場樁長達不到設計要求。通過這種宏觀控制可有效遏制施工中偷水泥現象。

3.3完成時間

將對現場施工下沉提升速度控制要求轉換成對時間的控制。在巡視檢查過程中，一方面，檢查泥漿泵的檔位位置是否符合施工方案中要求；另一方面，通過記錄開始時間和結束時間，將完成時間與理論計算時間進行對比。若檔位、或者單幅樁完成時間發生變化，都將影響土中水泥摻量。

4　結論

上海世博會地區該基坑工程利用三軸攪拌樁基坑加固，在基坑開挖過程中基坑穩定，加固效果較好。說明通過理論計算，對三軸攪拌樁現場施工過程中泥漿比重、水泥用量、完成時間進行宏觀控制的方法，可有效控制三軸攪拌樁的施工質量。

TU753.3

A

1673-0038（2015）44-0013-02

2015-10-16