水利工程水泥攪拌樁施工質量的控制措施

王 浩 王松偉

（中國水利水電第五工程局有限公司 成都 610066）

水利工程水泥攪拌樁施工質量的控制措施

王 浩 王松偉

（中國水利水電第五工程局有限公司 成都 610066）

水泥攪拌樁是用于水利水電工程加固飽和軟粘土地基的一種技術，它利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械，在地基深處將原狀軟土和水泥強制攪拌，經過物理化學作用生成一種特殊的、具有較高強度、較好變形特性和水穩定性的混合柱體，它對提高軟土地基承載力、減少地基的沉降量有明顯效果。

水泥攪拌樁 施工質量 控制

廣東省潮州市韓江東岸市區段防洪工程是潮州供水樞紐工程庫區的附屬工程，工程為Ⅴ等，主要建筑物為5級，按抵御相當于10年一遇的設計洪水設防。護岸擋墻采用扶壁式鋼筋砼結構形式，平均墻高10.40m。護岸擋墻地基土的工程地質特征：按巖土層的成因，組成巖土層的成分、顆粒粒度、沉積韻律及塑性指數，在鉆孔控制范圍內，將地基土分為6個層次，自上而下分為：①人工填土，黃—淺黃色，干—濕，上部碾壓實，下部松散，成份多為場地附近殘坡積土，含少量碎石，層厚0.80～9.30m。②粘土、壤土及砂壤土，淺黃—黃色，濕—飽和，可塑—松散，以粘土、壤土為主。層厚1.20～3.00m。③中細砂，淺黃—赤黃色，飽和，稍密—中密，中砂為主，含多量細砂，砂粒成分以石英粒為主。層厚2.50～8.40m。④淤泥和淤質土,深灰—灰黑色，飽和，流塑—軟塑，含少量粉砂及腐殖物。層厚5.00～16.60m。⑤殘積土層及全風化巖，成份以殘積壤土、粘土為主，淺黃—紫紅色，飽和，可塑—硬塑，以粉粘，粘粒為主，粉砂細砂次之，局部分布全風化巖層。⑥強風化巖，黃—黃褐—紫紅色，流紋質凝灰巖。

1 施工前準備工作的質量控制

1.1 施工準備及場地平整

a.施工機械進場的便道應修好。

b.供電設施應齊全。在施工現場，應配備柴油發電機作為備用電源。

c.查明施工范圍內的障礙物。地下有無大塊石及地下管線等，空中有無高壓電線等。所有障礙物應事先清除或設立明顯標志避開，確保安全生產。

d.場地平整。在準備施工攪拌樁的地段，首先用推土機將地表粗平，然后回填中粗砂墊層，再用平地機精平。有條件的地方，可用壓路機靜壓1～2遍。

1.2 施工放樣

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，然后用鋼尺按設計要求的樁距用竹簽在施工范圍內標示出樁位（一般按正三角形布置）。

1.3 原材料的質量控制

a.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。

b.施工用水采用韓江水，其水質良好，一般為HCO3-Na·Ca淡水，礦化度小于0.3g/L。水中的侵蝕CO2含量不超過國家標準，對水泥不具侵蝕性。

1.4 樁機安裝就位

水泥攪拌樁樁機安裝完畢后，應進行全面的檢查調整。主要有以下5點：

a.鉆頭直徑及鉆桿長度是否滿足設計要求。

b.輸送水泥漿的導管是否漏漿或堵塞。

c.水泥制漿罐和壓力泵是否能正常工作。

d.發電機或外接電源是否和樁機電路接通。

e.粗略調整樁機機身的豎直度，步驟如下：?調整機身兩邊的拉桿，使機身縱向豎直；?調整機身下邊的四個帶液壓裝置的支撐腳，使機身橫向豎直；?縱橫向都豎直后，鉆桿上的懸錘線就會指向中心刻度并緊靠在中心度盤處。

2 實施過程中的質量控制

2.1 工藝性試樁

在工程位置大面積施工之前，按照設計要求進行必要的水泥攪拌樁成樁試驗（一般不宜少于5根），匯總試樁結果應得到下列要求及相關技術參數：

a.滿足設計水泥用量的各種技術參數，如鉆進速度、攪拌速度、提升速度等。

b.確定“四攪四噴”施工工藝流程：

場地平整→測量放樣→樁機就位→制備水泥漿→第一次預攪下沉→第一次提升噴漿攪拌→第二次攪拌噴漿下沉→第二次提升噴漿攪拌→成樁結束。其要求見下圖。

“四攪四噴”施工工藝及要求圖

2.2 制漿質量的控制

按設計給定的水灰比（水和水泥按重量比嚴格控制）在制漿罐中進行拌制，備好的漿液還應不停地攪拌，使其均勻穩定，不得離析或停置時間過長，超過2h的漿液應降低標號使用；漿液倒入集料時應加篩過濾，以免漿內結塊，損壞泵體。

2.3 泵送漿液質量的控制

泵送漿液前，管路應保持潮濕，以利輸漿。泵送漿液過程中，泵的壓力必須足夠和穩定，供漿必須連續，拌和必須均勻。如遇到漿液硬結堵管，必須立即拆卸輸漿管道，清洗干凈。

2.4 樁長的控制

采用電子自動記錄控制法。要求每臺樁機配備電子自動記錄儀（電子自動記錄儀能準確的記錄開鉆、終鉆時間、漿液流量及鉆孔深度），開鉆同時打開電腦自動記錄儀進行記錄，以便掌握鉆桿鉆入深度、復攪深度，確保樁長不小于設計要求。

2.5 單樁水泥用量的控制

a.控制好水灰比。按成樁試驗確定的配合比制備水泥漿，以婆氏比重計不定期檢測漿液稠度,不得隨意亂調水灰比。

b.控制好輸漿泵。泵必須有足夠的壓力和持久穩定的輸漿能力，輸漿量必須與樁機的鉆進速度、攪拌速度及提升速度相匹配（這點是靠施工經驗和試樁技術參數得來的）。

c.控制好樁機的鉆進速度、攪拌速度及提升速度。確保單樁施工完畢后，為該樁所配制的水泥漿能全部用完，不得有剩余。

2.6 樁機操作的控制

a.柱機對位后，精調樁身豎直度（復復操作1.4.e款），使攪拌軸保持垂直。

b.啟動攪拌鉆機，鉆頭邊旋轉邊向下鉆進。同時，啟動壓力泵工作，邊鉆進邊噴漿。

c.鉆至設計標高后停鉆，關閉攪拌鉆機，鉆進結束。

d.再次啟動攪拌鉆機，鉆頭呈反向邊旋轉、邊提升、邊噴漿，使土體的水泥漿進行初步拌和。

e.攪拌機提升至地面以下1.0m時宜用慢速；當噴漿口即將出地面時，應停止提升，攪拌數秒以保證樁頭均勻密實。施工時因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應使攪拌機下沉至停漿面以下0.5m處，待恢復供漿后再噴漿提升。

f.根據設計要求在地面下一定深度范圍內進行重復攪拌。鉆頭邊旋轉、邊鉆進、邊噴漿至設計要求復拌的深度后，再反向邊旋轉、邊噴漿、邊提升。使受到攪動的土塊被充分粉碎，土體和水泥漿能充分拌和均勻。

g.根據成樁試驗確定的各項技術參數來指導施工。現場操作人員應詳細記錄每米下沉時間、提升時間，記錄送漿時間、停漿時間以及施工樁長等參數的變化。

3 施工后的質量檢測控制

3.1 樁的質量檢測

a.輕型動力觸探（N10）檢測。施工單位按照5%的檢測頻率，在成樁1～3天內，采用輕型動力觸探（N10）檢測樁身的強度。根據N10）貫入30cm的錘擊數來判定樁上部強度是否合格。檢測出來的錘擊數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，則認為不合格。

b.抽芯取樣檢測：在成樁28天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。

3.2 樁的質量評定

3.2.1 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。

e.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。

3.2.2 復合地基承載力評定

復合地基承載力必須滿足設計要求。

3.2.3 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，其他指標合格時評定為優良；單樁評定均為II類樁以上，其中I類樁應占60%以上，且復合地基承載力滿足設計要求，其他指標合格時評定為合格。

4 結 語

眾所周知，在軟粘土地基施工中，水泥攪拌樁施工水利水電是常見的處理方法之一，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。要提高軟土地基的承載力、減少軟土地基的壓縮量等指標，重點是控制好水泥攪拌樁的施工質量。