淺談深層攪拌樁在防洪中的應用

宋華忠

（湛江市河川工程建設監理有限公司，廣東 湛江 524037）

水泥深層攪拌樁是用特制進入土層深處的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基進行原位強制拌和制成水泥土樁，水泥土樁相互搭接硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻，即可擋土又可形成隔水帷幕。如何有效地控制深層水泥攪拌樁的成樁質量，確保軟土地基處理的效果，是施工實踐中需要探討的一個課題。

1 工程地質及方案選擇

防洪墻建于②層粉質黏土上，土層物理力學指標較低，天然地基無法滿足防洪墻墻體對地基的強度和變形要求，由于軟土層厚度較大，不宜進行換填土處理。設計考慮了3個方案進行技術和經濟比較，方案一：預制鋼筋混凝土方樁方案；方案二：灌注樁方案；方案三：水泥攪拌樁方案。經過綜合比較，方案三因其投資省、抗滲效果好，以及能較好地適應地基變形等優點而被選用。

2 地基處理設計

水泥土攪拌樁樁距為 1.00 m，樁徑為 0.60 m，設計樁長6.0～17.0 m，固化劑選用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為18%，樁身水泥土（28 d齡期）的無側限抗壓強度不小于0.9 MPa，復合地基的承載力不小于110 kPa。

3 試樁

試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數，確定水泥漿的水灰比、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。

3.1 水泥土室內配合比試驗

通過水泥土室內配合比試驗確定水泥土無側限抗壓強度與水泥摻入量及水灰比的關系。試驗時，在實地取④層土樣與水拌和，按水泥摻入比18%，水灰比0.5、0.6、0.7分別制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的標準水泥土試塊，在標準養護室內養護7 d后做水泥土試塊抗壓試驗。

3.2 成樁試驗

施工機械選用DWG－60型深層水泥攪拌機，水泥摻入比為18%，水灰比按0.5進行試驗。試驗選用底板外的擴散樁，實際共做8根，最終確定攪拌樁的施工參數。

（1）水泥摻入比為18%，單樁水泥用量不小于92 kg/m。

（2）漿液比重不小于1.80 kg/L（水泥密度為p∶3.0 g·cm）。

（3）噴漿提升速度不大于0.5 m/min，預攪下沉速度0.6～0.7 m/min（不大于1 m/min），“四攪兩噴”工藝，每10 m樁的正常成樁時間大概為65 min。

（4）噴漿口噴漿壓力0.4～0.6 MPa。

4 施工準備

（1）事先應平整場地，清除樁位處地上、地下一切障礙（主要是大塊石、樹根和生活垃圾）。場地低洼時應回填黏土，不得回填雜土。回填標高應在基礎底面以上宜預留50 cm厚的土層。

（2）所使用的水泥要提前送檢。

（3）每臺樁機應配備水泥漿測定儀，施工前各種儀器儀表，必須進行標定，包括壓力表、密度計等。

（4）在每臺樁機的鉆架上畫上鉆進刻度線，標寫醒目的深度。

5 施工過程監控要點

（1）定位放線：嚴格按照圖紙復核樁位，監理人員要核查放線、復核所用鋼尺、儀器的鑒定證書；鉆機要求配備電腦控制裝置，隨時能把數據打印出來，在驗工計價時要把所有數據附上，否則，拒絕計量。

（2）開工前報專項施工方案，包括總平面布置、分區劃分、樁號編碼等，次日上報前天完成樁的原始記錄和電腦打印資料。

（3）鉆機就位后要控制好機架的水平與垂直度，可在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等和機械上的表盤來進行雙重控制，把樁機的垂直度控制在不大于1.5%的范圍內。

（4）對每根成型的樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程是否有斷漿現象、噴漿攪拌提升的時間及復攪次數。

（5）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10 m樁的正常成樁時間應控制在65 min左右，每臺樁機每天鉆孔深度不應大于200 m，噴漿壓力不小于0.5 MPa。

（6）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30 s，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30 s。

（7）施工過程中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50 kg。

（8）施工中發現噴漿量不足，監理工程師應要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電，或機械故障原因噴漿中斷時，應及時記錄中斷深度，在12 h內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段應不小于100 cm，超過12 h應采取補樁措施。

（9）現場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：①施工樁號、施工日期、天氣情況；②噴漿深度、停漿標高；③灰漿泵壓力、管道壓力；④鉆機轉速；⑤鉆進速度、提升速度；⑥漿液流量；⑦每米噴漿量和外摻劑用量；⑧復攪深度。

6 質量檢驗

6.1 檢驗方法

（1）水泥土攪拌樁成樁7 d可采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。檢驗攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鉆，在攪拌樁身中心鉆孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的“結核”或未被攪勻的土團。

（2）水泥土攪拌樁成樁28 d后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定相對均勻部位（宜取樁半徑中心位置），送實驗室做（3個一組）28 d齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做3個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1%～1.5%。

（3）如果水泥攪拌樁取芯檢測結果不合格率小于10%，則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求；如果不合格率大于10%小于20%時，則應在該段同等補樁；如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。

（4）對攪拌樁取芯后留下的空間應采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。

（5）在軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28 d后，由監理工程師隨機指定抽檢單樁或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的0.2%，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。

6.2 外觀鑒定

（1）樁體圓勻，無縮頸和回陷現象。

（2）攪拌均勻，凝體無松散。

（3）群樁樁頂齊，間距均勻。

7 幾點建議

（1）由于各地土質有差異、樁機的類型和性能的不同，因而在攪拌樁正式施工前應按施工組織設計確定的施工工藝制作數根試樁，以確定各項施工參數。

（2）復合地基理論的實質是樁土共同作用，在樁頂設皮褥層相當于增加了一個“轉換層”，把上部荷載均勻分散地傳給樁與樁間土，同時“轉換層”對樁間土有一定的夯實擠密作用，減少了樁土剛度差，有效地提高了樁間土的作用，與復合地基的理論相一致。房屋建筑中一般在樁頂設300 mm的礦石或粗砂墊層作為皮褥層，而水利上為了防滲需要常將皮褥層設置為一定厚度的水泥土。因此，對半剛半柔的深層攪拌水泥土樁，樁頂如果不加“皮褥層”就不能認為是復合地基了。此種措施在樁端持力層軟弱時，可有效減少沉降。

（3）攪拌樁樁身質量及完整性的檢測，尚沒有成熟的方法和有效的途徑，在目前水平下，建議以單樁靜載試驗為主，可輔以挖開及鉆芯檢查，鉆芯檢查只能作為參考，不能作為評定依據。現場水泥土強度檢驗，最好挖開樁頭及樁頭下一定深度，人工取樣進行立方體抗壓強度試驗。

（4）加強施工過程監控，提高工法的技術含量。監理人員應加強進場的水泥量的復核控制，認真檢查施工記錄，將每天每臺樁機的總進尺量與進場的水泥量進行對比；計算出單樁每米所消耗的水泥量與理論消耗量和試樁時所確定的單樁水泥消耗量進行對比；將每天每臺樁機總進尺量與試樁時確定的每天每臺樁機的最大生產能力進行對比，從而明確生產過程的真實、合法性，杜絕偷工減料現象的發生。

8 結束語

通用碼頭企業防洪自保堤、防洪墻工程經施工期和試運行期觀測表明，地基沉降在允許范圍內，表明軟土地基經深層攪拌樁加固處理后達到了預期的效果。