楊林船閘工程雙向水泥攪拌樁施工控制要點

毛寧

摘 要：為了達到攪拌樁均勻，強度高的目的，采用較慢的鉆進和提升的攪拌方法，用四攪三噴的多次注漿和反復攪拌達到水泥漿與淤泥土均勻拌和。通過楊林船閘工程樁檢測表明，這種新的雙向攪拌樁施工技術對雙向水泥攪拌樁樁身均勻性及抗剪能力的提高有良好的效果，能有效保證樁身水泥含量的均勻和強度高的目的。

關鍵詞：雙向水泥攪拌樁 四攪三噴 單樁水泥用量 施工控制

水泥攪拌樁是軟土地基處理中常用的處理方法。該技術因其錨固效果較好，施工快速，造價低，噪音小，對相鄰建筑物無不利影響，在軟弱地基加固中具有廣闊的發展前景。水泥攪拌樁大多應用于提高地基承載力、降低地基沉降的工程中，對提高邊坡穩定性、防止邊坡產生失穩的工程，使用攪拌樁加固的成功案例較為少見。究其原因，水泥攪拌樁攪拌不易均勻、樁體抗剪能力差等方面的缺陷是導致其在該方面不能得到推廣運用的主要原因。為克服水泥攪拌樁的缺點，楊林船閘工程下游引航道斜坡式護岸設計針對該區域淤泥質土的地質特點，采用了雙向水泥攪拌樁對邊坡土性進行改良固坡。雙向水泥攪拌樁設計樁徑為φ700mm，設計樁身強度標準值1.2MPa，28d強度不小于設計值的70%。（見圖1）

為保證工程質量，2013年7月現場進行了雙向水泥攪拌樁工藝性試驗和成樁質量檢測，檢測結果表明樁身水泥含量均勻性差，樁身強度差別大，不能滿足設計要求。為此，在分析原因基礎上，提出了采用四攪三噴的雙向攪拌樁施工新工藝。重點控制單樁水泥用量、成樁深度、攪拌工藝和均勻性。通過對各工序的細化和嚴格控制，確保水泥用量和成樁工藝的可控性，用改進的工藝進行現場試驗和推廣應用，取得了良好的效果。

施工控制要點

1、確定工藝參數

楊林船閘工程雙向水泥攪拌樁施工采用“四攪三噴”的施工工藝，并暫定了鉆進、提升速度，單樁成樁時間等工藝參數，水泥用量按設計20%摻入比執行。其代表性參數詳見表1（各機組相應參數略有不同，根據不同機械的參數分別測試掛牌上機）：

在施工準備階段，施工設備進場后需根據不同設備的特點對上述工藝參數重新進行標定核準，針對每臺機組進場完成組裝、強制檢定后由施工單位對鉆進提升速度、和灰漿泵泵速進行量測，所測得數值作為工藝標準參數予以固定。同時根據各段落不同設計樁長需重新計算確定單樁成樁時間、單樁水泥漿用量及每盤漿液配合比。

2、完善計量系統

攪拌樁施工設備計量系統主要用于控制漿液配比、水泥漿用量及樁長。配置的計量裝置主要為深度計、全自動制漿機、漿液計量筒。

水泥漿液配比拌制準確性由自動制漿機稱量系統確定。單樁水泥漿液按3盤（部分制漿機為1.5盤）拌制，漿液比重為1.76±0.02。每拌制一盤漿液所稱重水泥及水均自動打印，用以核查配比及統計水泥用量。

單樁水泥漿液用量以噴漿時鉆速與灰漿泵泵速匹配性確定。施工前先根據實測的鉆進提升速度（約0.95m/min）與水泥漿用量（115.2L/min）計算所需的灰漿泵泵速，即灰漿泵泵速=每延米用漿量（115.2 L/m）×鉆進（提升）平均速度（0.95m/min）/3=36.5L/min。

針對每臺鉆機采用“一樁一桶漿”來控制水泥用量。新制作φ1.6×1.2（m）鋼制儲漿桶（兼計量筒）1個，并按10cm間隔設置刻度，用于漿液計量。在儲漿桶中放滿已配置標準比重的漿液，使用灰漿泵抽送至前臺鉆機，同時測定單位時間內輸送漿液量即為灰漿泵泵速，該泵速值需與計算泵速值（如36.5 L/min）保持一致。一經調整準確，該鉆進提升速度及皮帶盤尺寸即予固定，填寫工藝參數表，施工過程中不得更換。待這根樁把該桶水泥漿施打完畢，再施工下一根樁（見圖2）。

該工藝參數一經確定日常施工過程中噴漿量較為均勻恒定，水泥用量能得到有效保證。

3、水泥用量控制

根據設計文件規定，雙向水泥攪拌樁水泥摻量為20%換算攪拌樁每延米水泥用量為：（0.7/2）2×π×1×1.70×0.2×1000=130.8kg/m，其中1.70為處理土層天然密度。所有水泥用量均按此參數為基準進行計算并控制。控制水泥用量方法主要如下：①施工設備進場時對自動拌漿系統進行檢定，確保水泥及水稱量的準確性。在施工過程中定期使用砝碼進行自校，消除計量誤差，保持自動計量準確。②漿液拌制過程中抽測水泥漿比重，若比重小于1.74則認為漿液不合格。③逐根測量單樁用漿量，測量方法采用下鉆前儲漿桶漿液盛滿，至該樁噴漿結束后（3噴）測量儲漿桶內剩余漿液高度并換算所用漿液體積，與理論單樁用漿量對比。若實際用漿量低于理論用量的95%則視為該樁水泥用量不足，現場督促施工方進行補充噴漿復攪。

4、攪拌工藝控制

因攪拌噴漿次數與水泥用量存在聯動關系，攪拌噴漿次數不足不僅造成樁體拌合不均勻，同時也必然造成單樁水泥用量不足。針對攪拌工藝控制措施主要如下：①鉆機鉆進、提升過程中重點檢查鉆機檔位，確保鉆進、提升過程采用固定檔位（3檔），從單樁施工開始至施工結束始終不予換擋。使用該方法保證鉆進、提升速度均勻，并與事先確定的鉆速值保持一致。②必須時刻觀察每根樁鉆進深度及攪拌次數。確保樁長達到設計要求，攪拌噴漿次數滿足“四攪三噴”的工藝要求。鉆進深度需按照作業面高程及設計樁底高程推算，并在機架設立明顯標志。現場通過查看鉆進到底時是否已達到深度標志處或通過檢查深度計顯示數據進行控制。

通過檢查若發現施工人員私自換擋、未復攪、或鉆進深度不足的應立即要求原樁位返工，若再次出現，責令施工單位將該機組清場。

5、成樁檢測要求

根據雙向水泥攪拌樁設計文件的技術要求，在對檢驗批質量檢驗的基礎上對水泥攪拌樁按照小批量細分，分批判定水泥攪拌樁的合格與否。對水泥攪拌樁按照200～300根并結合段落劃分作為一判定批量，經檢驗該批量內樁基全數合格判定為合格；如該批量內檢測有不合格樁則進行雙倍復檢，若復檢全部合格則判定該批樁為合格，若復檢仍有不合格樁，則判定該批樁為不合格，全數返工（見圖3）。

應用實例

楊林船閘為三級船閘，設計最大船舶等級為1000噸，采用雙向水泥攪拌樁處理上、下游引航道軟弱地基及加固下游斜坡式護岸。巖土工程勘察報告提供的該場地，主要加固的土層為1-2（Q4al） 淤泥質粘土（層頂面埋深1.2～4.3m，一般厚度16.0～19.9m）和1-2b（Q4al）淤泥（層厚1.5～9.0m）。固化劑選用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.55。

雙向水泥攪拌樁實際施工中按照以上對各工序的細化和嚴格控制，樁體實測質量情況良好，完全滿足規范和設計要求。截至2013年底雙向水泥攪拌樁已經施工10萬延米，現場已檢測37根，取芯率、樁身無側限抗壓強度等指標合格率100%（見表2）。

結論

雙向水泥攪拌樁施工質量重點控制單樁水泥用量、成樁深度、攪拌工藝和均勻性。通過嚴格控制，可確保水泥用量和成樁的質量可控。

“四攪三噴”的施工工藝以及采用勻慢速鉆進和提升，對水泥攪拌樁樁身均勻性及抗剪能力的提高有較好的效果。

噴漿時鉆進速度與灰漿泵泵速同步配合以及采用“一樁一桶漿”來控制水泥用量等措施，可有效保證單樁水泥用量。

嚴格的成樁檢驗判定標準，對施工方具有威懾作用，以利于施工能盡心和保質完成，讓水泥攪拌樁工程從缺少質量控制體系的“良心”工程變為質量控制體系完整的科學工程。

（作者單位：江蘇省航道局）