淺談深層水泥攪拌樁施工及質量控制措施

陳 鋒 上海鐵路軌道交通開發有限公司

在鐵路路基工程施工中，處理淤泥、粉質粘土等不良軟弱地基時，經常采用深層攪拌樁進行復合地基加固處理。深層攪拌樁是一種加固軟土地基的新方法，是用水泥及少量添加劑就地與地基土體充分混合而成的"水泥土樁"。它主要特點是：工期比較合理，施工時低壓操作，安全可靠，少污染，無振動，無噪聲，對周圍環境及建筑物無不良影響。由于深層攪拌樁成樁工藝的特殊性，其施工工藝要求較高，掌握不好容易出現質量問題，因此施工質量及處理效果受到人們的普遍關注。

1 施工工藝

1.1 施工準備

（1）施工機械設備。根據水泥攪拌樁的設計根數、長度和工期，選用l-2臺STB-3型單頭深層水泥攪拌機，每臺攪

拌機配備灰漿拌和機l臺，UBJ-1.8

C1型擠壓式灰漿泵1臺以及相應的起吊和導向裝置、電氣控制盤。水泥漿泵站離深層攪拌機應小于50m，越近越好。

（2）施工勞動組織。攪拌機每個臺班由8-l0人組成。

（3）場地三通一平。開工前把水、電接入工地，一般1臺深層水泥攪拌機需用60kW，2臺需用l00kW；供水壓力必須達到 6-l0kg／cm2；臨時便道要修通；場地要平整；有河溝的要做圍堰，排除積水，鋪滿片石。

（4）測定樁位。機械設備進場前，要測定樁基軸線、定位點和水準點，樁位要進行編號，以便順序施工。

1.2 漿液配置與輸送

（1）配合比。深層攪拌的漿液以425#普通硅酸鹽水泥為主配制，水泥用量為水泥濕土重的12%-15% (Y=l.8t／m3，水灰比 0.45-0.50），另摻木質素磺酸鈣減水劑(為水泥重量的0.2%)，石膏摻量為水泥重量的2%。

（2）配制與輸送。攪拌灰漿時，應先加水，然后按水泥、減水劑、石膏順序投料，每次灰漿攪拌時間不得少于2min，應將水泥漿充分拌勻。水泥漿從灰漿拌和機倒人集料斗時，必須過濾篩，把水泥硬塊剔出。集料斗的容量一般為0.2m3，就可以保證一定的余量.不會因漿液供應不足而斷樁，也不會因漿液過多產生沉淀而引起漿液濃度不足。

1.3 深層攪拌施工

（1）設備就位。攪拌機的鉆桿須垂直并對準樁位。

（2）第一次鉆進。在確認漿液從攪拌的出漿口噴出后，方可啟動攪拌機，以60r／min 的轉速和 1m／min 的鉆進速度，順時針方向邊鉆邊注漿，直至設計樁長，再繼續噴漿15min后停泵，改逆時針方向攪拌提升至設計樁頂。

（3）第二次鉆進。以同樣方式再次順時針方向鉆進注漿。停止注漿的位置以水泥用量達到每根樁設計用量為準，但不能影響攪拌機的繼續鉆人，直至復攪到設計樁長后，改逆時針方向攪拌提升至攪拌頭露出地面。

（4）兩次循環鉆進成樁。經過上下兩次循環鉆進提升，使水泥漿在樁孔內攪拌4次，最后把一個直徑500mm、厚10mm、中間留有l00mm孔的圓形鋼板置于樁頂，用攪拌頭向下壓20～30cm，此樁完成作業。然后，移機到下一樁位施工。

1.4 質量控制

（1）嚴格控制水灰比，須用計量容量配制漿液。

（2）攪拌桿的垂直偏差不得超過1%，樁機與樁位的對中誤差不得大于2cm，成樁后的樁位偏差不得大于8cm。

（3）樁澆筑后7天之內不得開挖基坑，并禁止使用機械挖掘，樁頭要小心整理，不得用重錘敲擊，樁頭應整平，并高出基底標高2～3cm。

2 深層攪拌樁的施工控制措施

施工過程的監控和管理是成樁質量的關鍵所在。經過工程實踐筆者認為施工過程的質量監控要點主要有以下幾個具體的控制措施：

（1）項目部指派專人負責施工，全過程旁站水泥攪拌樁施工過程。所有施工機械均應編號，應將現場技術員、鉆機長、現場負責人、水泥攪拌樁樁長及樁距等制成標牌懸掛于鉆機明顯處，確保人員到位，責任到人。

（2）水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現象，待水排盡后方可下鉆。

（3）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。

（4）對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數。

（5）為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現場應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水泥漿水灰比是否滿足設計要求。

（6）水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量4.625kg及高效減水劑0.5%。

（7）水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1／2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。

（8）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30s，進行磨樁端；余漿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30s。

（9）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加50kg。若儲漿量小于上述重量，不得進行下一根樁的施工。

（10）施工中發現噴漿量不足，應按監理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障以致噴漿中斷，應及時記錄中斷深度，在12h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l00cm，超過12h應采取補樁措施。

（11）現場施工人員應認真填寫施工原始記錄，內容包括：a.施工樁號，施工日期，天氣情況；b.噴漿深度，停漿標高；c.灰漿泵壓力，管道壓力；d.鉆機轉速；e.鉆進速度，提升速度；f.漿液量；g.每米噴漿量和外摻劑用量；h.復攪深度。

3 深層水泥攪拌樁施工常見問題及處理

（1）噴漿阻塞：原因可能是水泥受潮結塊或制漿池濾網破損或清漿不徹底。處理措施應改善現場水泥存儲環境及時清渣并時常檢查濾網破損狀況。

（2）噴漿不足：原因可能是輸漿管彎折、外壓、泄漏或輸漿管道過長，沿程壓力損失大。處理措施應及時檢查、維護管道并選擇適當的位置開挖制漿池。當場地條件不具備時，可適當調增泵送壓力。

（3）進尺受阻：可能因地下存有尚未清除的孤石、樹根或其它。處理措施應停機排除障礙或移位。

（4）速度失穩：可能因設備自身控制系統問題或機組人員操作不規范、不熟練。處理措施是做到不合要求的設備不得進場，制定完善明確的責任制并做好崗前培訓。

4 施工后的質量檢測控制

4.1 樁的質量檢測

（1）輕型動力觸探（N10）檢測：施工單位按照5%的檢測頻率，在成樁后1-3天內，采用輕型動力觸探（N10）檢測樁身強度。根據N10貫入30cm的錘擊數來判定樁上部強度是否合格，如大于等于設計給定錘擊數則認為樁的上部強度合格。否則不合格。

（2）抽芯取樣檢測：在成樁28d后采用抽芯取樣檢測，可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況，樁身的長度、強度和完整性。

4.2 樁的質量評定

(1)單樁評定

Ⅰ類樁

a.樁長、樁徑滿足設計要求，整體噴漿均勻，無斷漿現象。

b.復攪段的樁芯完整且連續，呈柱狀，復攪段以下能取出完整的柱狀芯樣。

c.樁身上、中、下段強度均滿足設計要求。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。

Ⅱ類樁

a.樁長達到設計要求，整樁噴漿局部不均勻，但無斷漿現象。

b.復攪段的芯樣大部分完整，呈現柱狀，可制成等高試件做無側限抗壓強度試驗，局部松散呈塊片狀；復攪段以下，能取出芯樣，芯樣不完整，呈可塑狀。

c.復攪段強度滿足設計要求，復攪段以下有一定的強度。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%；當取芯率小于65%時，標貫擊數須大于設計要求。

Ⅲ類樁

a.樁長達不到設計要求。

b.樁體噴漿不均勻，有斷漿現象。

c.復攪段的芯樣松散無粘聚，大部分呈塊片狀，不能制成等高試件。

d.復攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣。

所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%；且標貫擊數小于設計要求。

其中：I類為優良樁，II類為合格樁，III類為不合格樁。

(2)復合地基承載力評定

復合地基承載力必須滿足設計要求。

(3)綜合評定

單樁評定均為II類樁以上，其中I類樁占85%以上，且復合地基承載力滿足設計要求，其它指標合格，評定為優良；單樁評定均為II類樁以上，其中I類樁占60%以上，且復合地基承載力滿足設計要求，其它指標合格，評定為合格。

5 結束語

軟弱地基處理屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被路堤等構筑物覆蓋，便構成隱患且難以檢查補救。因此，緊抓施工環節，嚴格施工過程的管理非常重要，這樣才能確保工程質量。施工質量控制是一項細致的技術工作，建立施工班組自檢互檢，技術負責人抽檢和配合監理旁站監督的質量保證體系是一個很好的質量控制措施。