水泥攪拌樁軟基處理淺析

謝天基

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 揭陽 510620）

水泥攪拌法是用于加固飽和和軟黏土低地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。

水泥攪拌樁的基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，它與混凝土硬化機理不同，由于水泥摻量少，水泥是在具有一定活性介質(zhì)——土的圍繞下進行反應(yīng)，硬化速度較慢，且作用復(fù)雜，水泥水解和水化生成各種水化合物后，有的又發(fā)生離子交換和團粒化作用以及凝硬反應(yīng)，使水泥土土體強度大大提高。這種方法適用于軟弱地基的處理，對于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土及飽和性土等軟土地基的處理效果顯著，處理后可以很快投入使用，施工速度快；在施工中無噪音、無振動，對環(huán)境無污染；投資省。為確保水泥攪拌樁的施工質(zhì)量符合設(shè)計要求，認(rèn)真分析影響施工質(zhì)量的相關(guān)因素，并采取有效技術(shù)措施，全面控制其的施工過程，這是非常有必要的。水泥攪拌樁施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到地基加固的成效，從而進一步關(guān)系到上部主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此，對攪拌樁施工質(zhì)量必須作到事前控制、事中控制和事后檢測，進行嚴(yán)格監(jiān)理控制。

1 水泥攪拌樁在地基基礎(chǔ)處理中的參數(shù)設(shè)計

水泥攪拌樁復(fù)合地基主要由樁身、樁間土和褥墊層共同組成。水泥攪拌樁技術(shù)在運用之前主要要先確定水泥摻入量，樁徑、樁長、加固范圍、褥墊層等內(nèi)容。

水泥摻入量：水泥摻入量為擬加固土體重量的15%。水泥攪拌樁固化劑建議采用強度等級為32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥。

樁徑：根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)法規(guī)》JGJ79-2002以及成樁施工機械等因素確定，工程水泥攪拌樁直徑采用500mm為宜。

樁長：同樣根據(jù)《法規(guī)》，水泥攪拌樁的長度宜穿透軟弱土層道道承載力相對較高的土層。工程水泥攪拌樁有效樁長不小于9m。

加固范圍：根據(jù)《法規(guī)》，水泥攪拌樁可只在基礎(chǔ)平面范圍內(nèi)布樁。工程基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，水泥攪拌樁在條形基礎(chǔ)寬度范圍內(nèi)布樁。

褥墊層：根據(jù)《法規(guī)》，水泥攪拌樁復(fù)合地基應(yīng)用在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層。褥墊層厚度取300mm，其材料選用中粗砂。

2 施工工藝控制

2.1 施工場地的選擇和平整

水泥攪拌樁技術(shù)主要適合處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土，素填土、泥性土，泥炭土，有機質(zhì)土和含水較高地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kpa的粘性土、粉土等軟土地基。

2.2 對攪拌機械在施工前的檢驗

水泥攪拌機施工機械在所有鉆機開機之前應(yīng)組織檢查驗收合格后方可開鉆，特別注意水泥攪拌樁管道是否有堵塞現(xiàn)象；水泥攪拌機施工機械必須保持好良好的穩(wěn)定性能；檢查水泥攪拌機施工前配電腦記錄儀器和打印設(shè)備是否安裝就序，以免不能隨時了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度，從而引起地基質(zhì)量不合要求。

2.3 試樁

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，在現(xiàn)場需要進行軟基處理的范圍內(nèi)，在地表，中間和樁底位置各取出若干土質(zhì)，進行比較。選取土質(zhì)最差材料用作施工配合材料，一般選取3-5組用作配合比的試驗，在配合比試驗時用各種土質(zhì)與幾種分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圓柱型試件后進行室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護。

選用的水泥要經(jīng)過檢驗合格才可使用，水泥用P032.5級及以上的普通硅酸鹽水泥為好，嚴(yán)禁使用礦渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和減水劑，用量分別為水泥用量0.5%~1%為合適，以保證攪拌樁的質(zhì)量。在施工比配合完成后進行工藝性試樁，工藝性試樁可以采用二噴四攪的攪拌施工工藝，即第一次正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度后打開高壓注漿泵，接著反循環(huán)提鉆井噴水泥漿液，直至提升到工作基準(zhǔn)面以下0.5米，第二次重復(fù)攪拌下鉆井噴水泥漿至設(shè)計深度，最后反循環(huán)提鉆至地表面。復(fù)攪的目的是使水泥漿和土體充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

2.4 制漿打樁

用小木樁定好制樁點，調(diào)平鉆機，保持鉆桿垂直度小于或等于1%。啟動攪拌鉆機，控制好鉆進速度，鉆進速度不應(yīng)大于1.2m/min；穿越粘土層時，鉆進速度不應(yīng)大于0.8m/min，在鉆進50m后，開動空壓機噴壓縮空氣，以防止鉆進時堵塞噴漿口，同時可以借助壓縮空氣減少負(fù)載扭矩，使鉆進順利。制漿時，應(yīng)按每根樁的需要，一次配足漿液，以保證每根樁的摻合比的穩(wěn)定性和漿量充足，每根樁的正常成樁時間不應(yīng)少于40min.噴漿壓力不小于0.5mpa。

3 施工注意事項

3.1 派專人負(fù)責(zé)水泥攪拌樁的施工，對水泥攪拌樁實施全程監(jiān)控。

3.2 相關(guān)負(fù)責(zé)人重點檢查水泥用量、水泥攪拌機壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象，注意噴漿攪拌時間以及復(fù)攪次數(shù)是否正常。

3.3 施工時應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時間和停漿時間，每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。

3.4 施工過程中如果發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按要求整樁復(fù)攪。復(fù)噴的漿量不小于設(shè)計用量。

3.5 現(xiàn)場施工處應(yīng)配備施工記錄人員，對施工樁日期，天氣、噴漿深度、停漿標(biāo)高、鉆機轉(zhuǎn)速，漿液流量、復(fù)攪深度等進行詳細(xì)記錄。

4 質(zhì)量檢測方法

4.1 施工完成后3d內(nèi)的N10輕便觸探試驗，主要是目的是檢驗水泥攪拌樁樁身水泥漿液的分布均勻性，輕便觸探深度一般不大于4m，檢測頻率為施工總樁數(shù)的1%，且不少于三根。

4.2 施工完成28d后進行的水泥攪拌樁承載力（靜載）試驗，可采用復(fù)合地基承載力試驗和單樁承載力試驗。主要目的是檢驗水泥攪拌樁完成后地基的承載力是否得到提高，檢驗樁身否達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求，檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%~1.0%。且每項單體工程不應(yīng)少于3根。

4.3 經(jīng)輕便觸探和靜載試驗后對樁身質(zhì)量有懷疑時，在成樁28d后，用抽芯機對樁體進行抽取芯楊，主要目的是檢驗樁身的強度、完整性樁土攪拌均勻度及樁身長度。檢驗樁身強度是要求抽取芯樣送檢測機構(gòu)進行28d無側(cè)限抗壓強度試驗。檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。

5 結(jié)束語

水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工的各環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過程的管理非常重要。施工質(zhì)量的控制更是一項細(xì)致的技術(shù)工作。最好建立施工班組自檢互檢，技術(shù)負(fù)責(zé)人抽檢和配合監(jiān)理旁站監(jiān)督的質(zhì)量保證體系。由于樁身質(zhì)量主要受施工過程影響，因此，做好施工過程的工藝控制是保證成樁質(zhì)量的主要條件。通過上述我們可知，鉆桿的提升速度及現(xiàn)場漿液的配漿質(zhì)量是較為重要的兩大環(huán)節(jié)，在施工中我們必須分清工藝流程中的控制重點，并做好這些質(zhì)量控制點的控制，水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量才會得到充分保障。

[1]舒鄂南.水泥粉噴樁在京珠高速公路湖北段軟基處理中的應(yīng)用研究 [D].武漢理工大學(xué);2003年.

[2]董平.砼芯水泥土攪拌樁荷載傳遞機理研究[D].中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）.2004年.