水泥攪拌樁施工參數的確定及控制①

摘 要:增從高速公路S13雙鳳互通FK0+000～FK0+405段路基基底采取水泥攪拌樁加固處理，本文對水泥攪拌樁施工參數的確定及控制進行了闡述，可供今后在同類地質條件下工程施工借鑒。

關鍵詞:水泥攪拌樁 施工參數 確定及控制

中圖分類號:TU525文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0056-02

1 設計要點

廣州增城至從化高速公路S13標雙鳳互通FK0+000～FK0+402段長405m，經過水田，土質主要為淤泥和淤泥質土，軟土層深度2.6～9.1m左右。該段地基處理設計采用水泥攪拌樁進行處理，樁徑Φ=50cm，樁間距D=110cm(涵洞范圍D=130cm)正三角形布置，深入下臥層不小于0.5m。水泥攪拌樁樁長8～12m，總設計樁長62212m，處理寬度以路基坡腳外設置一排樁為準，設計樁體90d強度大于1.4MPa。

2 試驗目的

(1)確定水泥攪拌樁最佳水灰比、配合比;

(2)確定水泥攪拌樁的施工工藝;

(3)尋求最佳的攪拌次數、確定水泥用量、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，以指導下一步水泥攪拌樁的大規模施工。

(4)最佳的機械組合和施工組織。

3 準備工作

3.1 人員準備(略)

3.2 機械準備

如表1所示。

3.3 材料準備

水泥:采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，必須經試驗合格，不和格的水泥不得使用。

水:采用原狀地下水，水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質或油脂醣類等。

土:采用原位土，比重為:2.47kg/m3;含水量為:43.5%。

3.4 技術準備

(1)配合比

圖紙設計水灰比0.4～0.50添加劑木質素磺銨鈣占水泥重0.2%，生石膏占水泥重2%，經設計代表同意取消添加劑，通過不改變水泥每米用量標準試驗，水泥攪拌樁的水灰比調為0.78，試樁每米水泥用量按50kg、53kg、55kg、58kg、60kg進行控制。

(2)施工方法

施工中必須確保樁體攪拌均勻，采用二次噴漿、四次攪拌的方法施工。

(3)施工工藝流程

平整場地→樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

4 成樁試驗

(1)試驗結果

在現場FK0+140處進行5根成樁試驗，試驗結果見表2所示。

從以上試驗結果看，所測指標能滿足機械性能、施工工藝和設計技術指標要求。

(2)施工參數確定

根據成樁試驗結果，通過室內試驗確定最終的施工配合比和施工工藝條件。施工配合比為:水泥:土=1:8.25，工藝條件為:漿液壓力0.5MPa，鉆進速度0.80m/min，提升速度0.5m/min，攪拌速度36r/min，水泥噴入量50kg/m。

5 控制要求

5.1 制漿質量的控制

按試樁選定的水灰比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。

5.2 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。

5.3 樁長的控制

(1)鉆桿標線控制法:施工之前應丈量鉆桿長度，可用紅色油漆在鉆桿上劃樁長的明顯標志，以便掌握鉆桿鉆入深度、復攪深度，確保設計樁長;

(2)度盤讀數控制法:鉆機上還有一個控制鉆桿鉆入深度的圓盤，通過指針讀數可直接反映出鉆樁的長度。(注意開鉆之前，指針讀數必須為零)。

5.4 單樁水泥用量的控制

(1)水泥攪拌樁機械應有噴入計量裝置，并定期標定(每生產1萬米攪拌樁后重新標定)，嚴禁無噴入計量裝置的鉆機投入使用，施工時記錄瞬時噴漿量和累計噴漿量，漿液罐容量不小于一根樁用漿量加50kg。若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。

(2)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。

5.5 樁機操作的控制

(1)樁機定位后，精調樁身豎直度，使攪拌軸保持垂直;可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。

(2)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0.5MPa。

(3)供漿必須連續，拌和必須均勻。一旦因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應使漿攪拌機下沉至停漿面以下1.0m，待恢復供漿后，再噴漿提升。因故停機超過3h，為防止漿液硬結堵管，應先拆卸輸漿管路，清洗后再用。

(4)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。

5.6 攪拌效果及水泥噴出量的控制

(1)水泥、土的攪拌效果，主要用鉆頭在土中任一點的攪拌的次數N來控制。N=H·∑Z·m/V式中:H-鉆頭葉片垂直投影高度;∑Z-鉆頭葉片總數;m-攪拌軸轉速;V-鉆頭提升速度。

(2)水泥發送器單位時間內漿體的噴出量Q。Q=πD12·rd·aW·V/4式中:rd-軟土的干容重;aW-水泥摻入比，由試驗室提供;V-鉆頭提升速度;D1-鉆頭直徑。

5.7 質量檢驗的控制

(1)水泥用量采用電腦自動記錄用量與實際用量比較，誤差不得大于1%。

(2)樁距可用鋼尺量測，抽查2%，偏差不得大于5cm。

(3)樁徑:樁頭用量具測量，樁身采用低應變檢測，抽查2%，不小于設計值。

(4)豎直度采用破土檢測，偏差不得大于1.5%。

(5)樁長采用低應變檢測，儀器設備用PRT動測儀和PRT配套速度傳感器。對于波速低于平均波速的樁一原始記錄樁長為動測推算長度。對于波速高于平均波速的樁按公式推算長度Lt=(Cm/Ci).L式中:L-原始記錄樁長(m);Lt——動測推算長度(m);Cm——同一工地受檢樁樁身波速的平均值(m/s);Ci——第i根受檢樁的樁身波速值(m/s);

(6)水泥攪拌樁復合地基，在工后28天對水泥攪拌樁用鉆芯法進行樁身完整性和強度檢測，并對單樁承載力和復合地基承載力進行靜荷載試驗。具體檢測要求和頻率如下:

A)單樁承載力:單樁承載力通過現場載荷試驗確定，要求單樁極限承載力不小于要求的標準值，壓樁數為1%，并不少于3根。

B)單樁樁身質量:成樁7天后，應進行開挖檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，開挖深度宜為100cm，檢查頻率10%。成樁28天后應進行鉆孔取芯(在1/4樁徑處)，檢查樁身無側限抗壓強度，樁身無側限抗壓強度(28天齡期)不低于1.0MPa，檢查頻率2%。

C)復合地基承載力:設計復合地基承載力不小于相應路段對地基承載力要求的標準值。實際復合地基的承載力應通過現場單樁復合地基或多樁復合地基試驗確定，檢測要求不小于1%，且不小于3處。

6 結語

水泥濕噴樁適宜于加固較深厚的淤泥、淤泥質土、粉土和含水率較高、塑性指數較低、土性較差的黏性土地基，對超軟土效果更為顯著，在公路工程施工中較為常見。因此掌握水泥濕噴樁的施工參數的確定及控制，能顯著地提高工效，縮短工期，施工參數定量化，容易控制施工質量。

參考文獻

[1]JTJ017-96，公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].

[2]JTJF10-2006，公路路基施工技術規范[S].