水泥攪拌樁公路軟基處理法實(shí)例分析

廖正華 田 豐 陸寧川

（浙江錦豪交通工程有限公司，浙江 杭州 310019）

1 工程概況

某城市環(huán)立交新建路基段，即南環(huán)路(東環(huán)路以東)段，路基位于低洼的水塘。路基填土大于4.5米以上及某高速公路出入口段落，路基采用水泥攪拌樁加固，設(shè)計(jì)樁徑為0.5m，三角型布置，樁距1.5米，減少路基的沉降；路基填土小于4.5米段落，采用路基填土中夾鋪土工格柵來加強(qiáng)路基的強(qiáng)度和填土的均勻。

本工程采用水泥攪拌樁進(jìn)行軟土地基處理，需打樁共計(jì)421480延米。

2 施工過程

2.1 施工試樁

2.1.1 水泥攪拌樁適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意低溫對(duì)處理效果的影響。

2.1.2 水泥攪拌樁施工是藉攪拌頭將水泥漿和軟土強(qiáng)制拌和，攪拌次數(shù)越多，拌和越均勻，水泥土的強(qiáng)度也超高。但是攪拌次數(shù)越多，施工時(shí)間也越長，工效也越低。試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數(shù)、確定水泥漿的水灰比、泵送時(shí)間、泵送壓力、攪拌機(jī)提升速度、下鉆速度以及復(fù)攪深度等參數(shù)，以指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。

2.1.3 每個(gè)標(biāo)段的試樁不少于5根，且必須待試樁成功后方可進(jìn)行水泥攪拌樁的正式施工。試樁檢驗(yàn)可采取7天后直接開挖取出，或至少14天后取芯，以檢驗(yàn)水泥攪拌樁的攪拌均勻程度和水泥土強(qiáng)度。

2.2 工程施工準(zhǔn)備

2.2.1 水泥攪拌樁施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹根和生活垃圾等)。場(chǎng)地低洼時(shí)應(yīng)回填粘土，不得回填雜土。

2.2.2 水泥攪拌樁應(yīng)采用合格的32.5級(jí)普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計(jì)量。使用前，承包人應(yīng)將水泥的樣品送中心試驗(yàn)室或監(jiān)理工程師指定的試驗(yàn)室檢驗(yàn)。

2.2.3 水泥攪拌樁施工機(jī)械應(yīng)配備電腦記錄儀及打印設(shè)備卜以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監(jiān)理工程師每天收集電腦記錄一次。

2.2.4 水泥攪拌樁施工機(jī)械必須具備良好及穩(wěn)定的性能，所有鉆機(jī)開鉆之前應(yīng)由監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部組織檢查驗(yàn)收合格后方可開鉆。

2.3 施工工藝流程

施工工藝流程：樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求

2.4.1 水泥摻入比>12%；

2.4.2 室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)

7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度:qu≥0.8Mpa，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度:qu≥1.6MPa，90d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度:qu≥2.4Mpa。

2.4.3 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)

28d取芯強(qiáng)度:R28>0.8MPa，90d取芯強(qiáng)度:R的)1.2MPa，單樁承載力>210KPa，復(fù)合地基承載力>170KPa。

2.5 工程施工控制

2.5.1 項(xiàng)目經(jīng)理部指派專人負(fù)責(zé)水泥攪拌樁的施工，全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機(jī)械均應(yīng)編號(hào)，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、鉆機(jī)長、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標(biāo)牌懸掛于鉆機(jī)明顯處，確保人員到位，責(zé)任到人。

2.5.2 水泥攪拌樁開鉆之前，應(yīng)用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。

2.5.3 為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機(jī)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(jìn)行控制。

2.5.4 對(duì)每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)。

2.5.5 為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每臺(tái)機(jī)械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備水泥漿比重測(cè)定儀，以備監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時(shí)抽查檢驗(yàn)水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5.6 水泥攪拌設(shè)計(jì)配合比:水灰比0.45～0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量50kg、高效減水劑5%。

2.5.7 根據(jù)第二章節(jié)計(jì)算每米摻灰量46.25kg、就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.5.8 水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低檔操作，復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)檔位。每根樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0.4MPa。

2.5.9 為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30秒，進(jìn)行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留時(shí)間為30秒。

2.5.10 施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)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(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量加50kg。若儲(chǔ)漿量小于上述重量時(shí)，不得進(jìn)行下一根樁的施工。

2.5.11 施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障原因，噴漿中斷時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度。在12取補(bǔ)噴處理措施，并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)小時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

2.5.12 現(xiàn)場(chǎng)施工人員認(rèn)真填寫施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括:a施工樁號(hào)、天氣情況；提升速度；噴漿深度、停漿標(biāo)高；c灰漿泵壓力、管道壓力；d鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；e鉆進(jìn)速期、提升速度；f漿液流量；g每米噴漿量和外摻劑用量；h復(fù)攪深度。

3 水泥攏拌樁的質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)定

3.1 檢驗(yàn)方法

3.1.1 水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.1.1.1 檢驗(yàn)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，是否存在水泥漿簇的“結(jié)核”或未被攪勻的土外。

3.1.1.2 觸探試驗(yàn):根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)《N10)與水泥土強(qiáng)度對(duì)比關(guān)系來看，當(dāng)樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時(shí)，樁身強(qiáng)度已能滿足設(shè)計(jì)要求；或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時(shí)，樁身強(qiáng)度也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。

3.1.1.3 水泥攪拌樁成樁28天后，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真每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)指定相對(duì)均勻部位禪實(shí)驗(yàn)室做（3個(gè)一組)28天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，留一組試件做三個(gè)月齡期的無側(cè)限抗壓實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定樁身強(qiáng)度。鉆孔取芯頻率為1%～1.5%。

3.1.1.4 如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測(cè)結(jié)果不合格率小于10%，則可認(rèn)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(shí)，則應(yīng)在該段同等補(bǔ)樁；如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。

3.1.2 對(duì)攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。

3.1.3 在特大橋橋臺(tái)或軟土層深厚的地方博對(duì)施工質(zhì)量有懷疑時(shí)，可在成鉚白天異由監(jiān)理工程師隨機(jī)指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機(jī)抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%，且不得少于3根。試驗(yàn)用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計(jì)荷載的兩倍。

3.2 外觀鑒定

3.2.1 樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象。

3.2.2 攪拌均勻，凝體無松散。

3.2.3 群樁樁頂齊，間距均勻。

結(jié)束語

公路軟基處理屬于隱蔽工程，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(bǔ)救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過程的管理非常重要，只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。同時(shí)說明設(shè)計(jì)比較保守，原設(shè)計(jì)每米摻灰量50kg要求的強(qiáng)度我們?cè)趯?shí)際施工中每米摻灰量46.25kg就達(dá)到了，不僅方便了施工也節(jié)約了材料僅水泥就節(jié)約了1580噸，大約人民幣47萬元。

[1]郝玉龍深厚軟土水泥攪拌樁復(fù)合地基沉降分析及控制[J].巖土工程學(xué)報(bào)2008(3).

[2]龔曉南，復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用[M]，北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]地基處理手冊(cè)(第二版)[M]，北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.