淺談水泥攪拌樁在淤泥質土地基加固中的應用

葉雷震

（杭州市水利設施監管中心 310016）

在浙江沿海城市分布著高壓縮性、低承載力的淤泥或淤泥質土，它以粘粒為主，工作性狀主要表現為當作用在地基上的壓力超過比例界限值，或施工時土被擾動將發生塑性變形。由于淤泥質土地基的變形主要決定于附加應力的面積與高壓縮性這兩個重要因素，而淤泥質土存在變形大而不均所帶來的結構次應力等問題，這類地基的工程事故較多，一般需采取工程措施加以處理。地基加固的方法有多種多樣，本文主要通過工程實際施工介紹水泥攪拌樁法在淤泥質土中加固地基的運用。

1 工程概況

東西苕溪防洪工程東苕溪安溪段退堤工程位于杭州市余杭區瓶窯鎮下游約3.7km，在良渚鎮安溪村附近的西險大塘24km附近的對岸。安溪段為瓶窯至德清段的主要狹窄河段，嚴重阻水。該段河道通過退堤拓寬后，20年一遇的洪水過流面積提高到879～929m2，為形成東苕溪防洪整體布局創造了有利條件，提高了杭州市以及余杭區瓶窯鎮城市防洪能力。

2 工程地質

該工程位于平原與低山丘陵的交接地區，退堤后，堤基下部土層主要為Ⅲ、Ⅲsil層及Ⅻ層等，Ⅻ層土強度較高，工程地質條件好，Ⅲ、Ⅲsil層為低強度、高壓縮性軟土，在堤基范圍內廣泛分部，是控制堤基穩定的主要土層。

3 水泥攪拌樁施工方法

3.1 施工原理及工藝流程

水泥攪拌樁法主要是以水泥作固化材料，通過深層攪拌將軟土和固化材料強制拌和，使軟土結硬提高地基強度，改良土質以提高土體抗滑、抗壓等特性，成為樁土共同承擔外部荷載的復合基礎。主要工藝流程為：施工場地開挖至設計高程→場地平整→樁位放樣→攪拌機定位→攪拌下沉→噴漿攪拌提升→重復攪拌下沉→重復攪拌提升→清洗。

3.2 水泥攪拌樁布置

施工按設計要求采用直徑600mm的水泥攪拌樁，攪拌樁采用濕噴法施工，水泥的摻入量為被加固濕土重的18%，樁距100cm，梅花形布置，其中樁號0+150～0+400防滲、圍護連續段外側一排直徑600mm的水泥攪拌樁，樁距45cm。

3.3 施工機具選擇

在水泥攪拌樁施工前，根據施工圖紙規定的樁位、樁型、樁徑、樁長，復勘打樁場地的地質條件和持力層埋藏深度，以選擇成孔和成樁機具設備。

根據設計圖紙上的攪拌樁成樁長度，采用SBJ40型深層攪拌機作為該工程水泥攪拌樁的施工機具，其最大加固深度為12～15m。

3.4 成孔及成樁試驗

根據設計進行工藝性試樁，數量不得少于2根，設計單樁截面面積為=0.283m2，周長為1.884m。根據設計地質報告，該標段2.30～6.00m高程處地基加固的土壤濕容重平均值為1804kg/m3，按設計水泥的摻入量為被加固濕土重的18%，水灰比按規范取0.5。28天后，在施工現場實際取芯樣檢測抗壓強度，作為抗壓強度的依據。

摻加的水泥重量為1804kg/m3×18%=324.7kg/m3；

水泥攪拌樁每米水泥用量為 1m×π×0.30m2×324.7=91.81kg。

成孔及成樁試驗主要是確定在施工地層中水泥攪拌機的鉆進深度、停灰面標高、水泥漿配合比、灰漿拌制機的輸漿量、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間、攪拌機提升速度、復攪深度等施工參數。

3.5 測量放樣

樁位放樣采用經緯儀放出每塊擋墻底板上的各排水泥攪拌樁樁位，并用小竹樁（鋼筋樁）標出樁位中心。所測放的樁位軸線經監理復核后加以妥善保護，樁位放樣誤差不得大于5cm。

3.6 攪拌機安裝定位

攪拌機安裝就位應平整和穩固，確保施工中不發生傾斜、移動，在樁架或樁管上設置施工成孔頂面線和在樁管設置垂直觀測線，以保證成孔深度及成樁傾斜率。攪拌機安裝時須注意起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度，保證在成樁的垂直度偏差小于1%。

3.7 預拌下沉

攪拌機冷卻水循環正常后，啟動攪拌機電機，放松樁架的鋼絲繩，使攪拌機沿導向架切土攪拌下沉，將土攪松，攪拌機下沉速度按設計要求控制在0.60m/min以內，水泥攪拌樁樁底按設計要求打至碎石粉質粘土層。

3.8 噴漿攪拌提升

當攪拌機下沉時開始按試驗確定的水泥漿配合比拌制水泥漿，并將水泥漿倒入集料斗內備噴，開啟灰漿泵，其出口壓力宜保持在0.4～0.6MPa之間，使水泥漿自動連續噴入地基土層內，攪拌機邊噴漿邊旋轉邊嚴格按已確定的速度提升，直至設計要求樁頂標高，攪拌機噴漿提升的速度和次數嚴格按試驗確定的參數執行。

3.9 重復攪拌下沉和攪拌提升

為使已噴入土中的水泥漿與土充分攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，直至設計樁底標高。然后將攪拌機邊旋轉邊提升，再次回至設計樁頂標高2.3m，并上升至地面高程3.30m，制樁完畢。

3.10 清洗

制樁完畢后，向已排空的集料斗內注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗輸漿管道中殘留的水泥漿，直至基本干凈，同時將粘附于攪拌頭上的土清洗干凈。

4 水泥攪拌樁法質量檢驗方法

水泥攪拌樁的質量控制應貫穿于施工的全過程，并應堅持全程的施工監理，施工過程中必須隨時檢查施工記錄和計量記錄，并對照規定的施工工藝對每根樁進行質量評定，檢查重點是水泥用量、樁長、攪拌頭轉數和提升速度、復攪次數和復攪深度、停漿處理方法等。

5 結 語

大量的實踐證明：水泥攪拌樁法在淤泥質土中加固土體很有效，水泥攪拌樁作為加固地基基礎的一種方法，是一項實踐性很強的施工技術。施工前，應根據鉆孔地質資料，進行水泥攪拌樁施工措施設計，根據設計進行工藝性試樁，確定攪拌樁施工各項參數。該工程經過設計、施工、監理、業主各方的密切配合，反復進行研究比選，最終確定了攪拌樁施工方案，達到了很好的效果。■