水泥攪拌樁施工技術在水利工程施工過程中的應用

吳振海

摘 要：正在軟土地基上所建水工建筑物就必須對軟基進行加固處理。因而一般采用樁基礎，加大基礎承載力的方法。水泥攪拌樁是最常用的軟基處理方式。本文結合工程實例，對水泥攪拌樁施工前、施工過程中質量控制要點進行探討，并對實際工程水泥攪拌樁施工后的質量進行檢測，以確保工程的安全可靠。

關鍵詞：軟土地基；水泥攪拌樁；質量控制

前言：水泥土攪拌樁是指利用水泥等材料作為固化劑，經過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土與固化劑強制攪拌，由固化劑與軟土間產生一系列的物理和化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土加固體。

1、試樁

在正式施工前要進行試樁。試樁不少于5根，且必須待試樁成功后方可進行水泥攪拌樁的正式施工。試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數、確定水泥漿的水灰比、泵送時間、泵送壓力、攪拌機提升速度、下鉆速度以及復攪深度等參數；確定灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間；確定攪拌下沉、提升速度和重復攪拌下沉、提升速度；確定噴漿壓力；鉆進、提升阻力情況及特殊情況施工處理措施等，檢驗施工設備及選定的施工工藝。

2、施工準備

2.1施工場地

（1）攪拌樁施工場地應事先平整，考慮到攪拌樁頂空樁，并且樁頂端質量較差之故。將場地平整至高于樁頂設計標高50cm。將來基坑開挖時，將攪拌樁頂端施工質量較差的樁段用人工挖除。局部不平整的已挖填到位。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。開挖臨時截、排水溝，施工用電使用高壓電，施工現場放置備用發電機，以備停電時連續施工。

（2）開挖臨時截、排水溝，施工用電使用高壓電，施工現場放置備用發電機，以備停電時連續施工。

2.2、測量放樣：首先用全站儀（或經緯儀）準確地放出施工段落的起始樁位及邊線位置，再用鋼尺量距定出樁位，現在已放樣完畢，各樁位均插木樁并灑白灰點以作標記，對樁位進行編號，并注明該段落加固深度，交監理審核。

2.3、原材料的質量控制

（1）水泥（固化劑）質量是關鍵，所用水泥品種和質量應符合設計及規范要求。水泥進場之前，必須抽樣做安定性試驗，檢驗膠砂強度等指標，合格后方可進場使用。進場水泥數量應能滿足施工進度的要求，不合格或過期、受潮、硬化、變質的水泥拒絕進場使用。

（2）施工用水采用水質良好的水，礦化度小于0.3g/L.水中的侵蝕CO3含量不超過國家標準，對水泥不具侵蝕性。

2.4、鉆機檢查準備

開鉆前，在鉆機上標注明顯的尺寸標記，以掌握鉆桿鉆入深度、復攪深度，并進行空負荷試運轉，檢查樁機運轉是否正常，噴漿機輸料管道是否暢通，確保試樁過程中各種機械設備運轉正常。樁機上的氣壓表、轉速表、電流表、電子稱經過標定，不合格的儀表進行更換。樁機鉆架垂直的兩個面上各設置一個2.0 kg 重的吊線錘，并畫上垂直線，以便控制垂直度。

3、施工工藝

（1）、工藝流程：（四攪兩噴）

樁位放樣鉆機定位制備漿液噴攪鉆進噴攪提升重復攪拌成樁移位。

（2）、施工工法：

1）鉆機定位

檢查鉆頭直徑，連接好輸漿管路，檢查主機各部位間連接情況及水泥漿攪拌罐、輸送泵是否正常，做好必要的調整和緊固工作。將樁機移到指定位置，使鉆頭中心對準樁位，誤差不大于50mm。鉆機就位后進行鉆機調平：調節液壓支腿，調整樁機平臺，使之水平，前后用水平尺控制，左右用鉛錘控制。保證鉆機垂直度偏差不超過0.5%。

2）制備漿液

水泥采用固化劑強度等級為42.5Mpa的普通硅酸鹽水泥，水泥漿必須攪拌均勻，水泥漿每次攪拌時間不少于3分鐘，按水泥漿液比重1.84kg/L，隨時檢測水泥漿液比重，控制水灰比為0.50。備好的漿液要不停地攪拌，使其均勻穩定，并將漿液倒入集料斗備噴。

3）噴攪鉆進

開動灰漿泵，出口壓力保持0.4～0.6MPa，證實漿液從噴嘴噴出時啟動樁機向下旋轉鉆進，下沉速度≤1.0m/min。根據鉆桿標記確定鉆進到達地面下20cm開始噴漿，并在樁底噴漿攪拌30秒，進行磨樁端。

4）噴攪提升

攪拌機邊噴漿邊提升攪拌，提升速度與噴漿量嚴密銜接，提升速度暫定≤0.8m/min。直至超出設計樁頂標高0.3m（將來人工挖除）停噴。

5）重復攪拌

為使已噴入土中的水泥漿與土充分攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中（地面以下樁長的1/3且不小于5m的范圍），進行復攪復拌。

6）成樁移位

成樁后移位，重復上述一至五步驟，進行下一根樁的施工。

4、施工控制

（1）、施工要點

1）嚴格控制樁的平面位置、樁徑的凈尺寸和樁的垂直度，開挖時隨時檢查，出現偏差及時糾正。

2）漿體拌制后應有防止其發生離析的措施，并保證在2小時內使用完，否則降低標號使用，拌制水泥漿的罐數、水泥用量、泵送時間等均安排有專人記錄；

3）水泥漿入泵時必須過篩，以保證水泥漿中的集料粒徑最大不超過0.5cm，，防止堵塞管道。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業，提升過程中始終保持送漿連續，中間不得間斷，使注漿泵出口壓力保持在0.4Mpa，如遇到漿液硬結堵管，立即拆卸輸漿管道，清洗干凈。

4）每次鉆進、提鉆噴漿時在樁底部停留30秒，進行磨樁端。

5）施工中因故停漿時，須將攪拌機下沉至停漿點以下1m，待恢復供漿時再攪拌提升；

6）當噴漿口到達樁頂設計標高時，停止提升，攪拌30秒，以保證樁頭均勻密實；

7）必須做好每一根樁的施工原始記錄。

8）為了確保樁體每米的水泥漿用量達到設計要求，鉆機配備電腦記錄儀。同時現場配備水泥漿比重測定儀，以備監理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計與施工要求。

9）停鉆施工時開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存水泥漿，直至基本干凈，把粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈，以免水泥凝固堵塞管路。

10）對施工中發現不合格的樁不超過兩個小時在原位采用同等水泥量復打或工后不合格的樁在旁邊復打。

（2）、施工過程檢驗

現場人員認真填寫施工記錄，記錄內容為：施工樁號、施工日期、天氣情況；噴漿深度、停漿標高；灰漿泵壓力、管道壓力；鉆機轉速、電流強度；鉆進速度、提升速度；漿液比重、漿液流量、每米噴漿量；復拌深度。

根據每一根樁的水泥用量、水泥漿液的均勻性或噴漿參數、攪拌次數和時間以及成樁深度等對其質量進行評價，如發現缺陷，應視其所在部位和影響程度，及時采取補樁、注漿或其他加強措施。

5、結束語

水利工程軟基處理屬于隱蔽工程，水泥攪拌樁是一種有效處理軟基的辦法，如施工質量不好，便構成隱患且難以檢查及補救。因此，緊抓施工環節，嚴格施工過程的管理是非常重要的，只有在施工過程中嚴格控制才能確保工程質量。

（作者單位：河北省水利工程局）