淺談公路軟基水泥土攪拌樁施工及檢測方法

摘 要:介紹了水泥攪拌樁的施工工藝和檢測方法及注意事項。

關鍵詞:水泥攪拌樁 檢測方法 應用

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)10(c)-0121-01

1 工程概況

根據地質資料，工程范圍內土質除局部有軟土段需要特殊處理外整體情況良好，土質以細砂、中粗砂為主，均可作為路基的天然持力層。K4+340～K4+540.25段有不良土質高液限粘土及有機質粉砂需要特殊處理。該段地質由于上部軟弱土厚度大，容許承載力低、壓縮性高，極限填土高度僅為1.16m，而該段設計路基填筑高度為4m左右，為防止路基施工后土層產生較大的不均勻沉降和施工期的路基穩定性，應對地基進行處理。由于該段軟土層厚2.5～3.1m，其上還分布有厚1.0～1.5m的粉砂硬殼層，采用換填則需開挖3.5～5m，工程量大，因此設計采取了打設短的(6m長)的水泥攪拌樁加固地基的措施，樁位按正三角形布置，樁間距1.5m，樁徑0.5m。水泥攪拌樁單樁承載力特征值和復合地基承載力特征值分別為260kPa和180kPa。

2 水泥攪拌樁的施工

(1)水泥攪拌樁施工前，先通過試樁確定其施工工藝及施工過程中的質量控制方法，從而確定施工中的最佳機具組合。通過檢測試樁的施工質量來進一步驗證施工方案的可行性和有效性，從而指導大面積的施工。根據施工計劃要求，擬定試樁位置在K4+340起點段，試樁不少于3根，采用425#普通硅酸鹽水泥，摻入比不小于15%，水泥漿水灰比為0.45～0.55。試樁要確定的主要內容如下:

①檢驗室內試驗的水泥土配合比是否適用于現場并確定施工方法。②水泥攪拌樁施工適用的機具及機具的各項施工技術參數，滿足設計噴入量的各項技術參數，如鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間內噴入量等。③確定攪拌的均勻性及達到均勻性要求的各項施工技術參數，如:攪拌的次數、速度等，根據工程地質的情況，掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術措施。④確定施工組織方案及管理體系和人員安排等。⑤確定質量檢驗的內容、檢驗的頻率及檢驗方法。⑥確定試樁的檢驗結果是否滿足設計要求。

(2)施工工藝

①根據設計要求，測量放出樁位。②起重機(或塔架)懸吊攪拌機到達指定樁位，對中，當地面起伏不平時，應使起吊設備保持水平。③制備水泥漿:按試驗室確定的配合比拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中，制備好的水泥漿不得有離析現象，停置時間不得超過2小時，若停置的時間過長不得使用。④預攪下沉:待攪拌機得冷卻水循環正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，同時開啟灰漿泵，使攪拌機沿導向架攪拌以小于1.0m/min，轉速30轉/min的速度邊旋轉切土邊下沉邊噴漿，噴漿時管道壓力為0.4～0.6MPa，直至達到設計深度。⑤提升噴漿攪拌:為使攪拌樁端更好地與土層結合，攪拌機下沉到達設計深度后，噴漿坐底30秒以上，然后邊噴漿邊旋轉邊提升，提升時嚴格控制攪拌機以1.0m/min，轉速30轉/min的速度。至設計樁頂標高以上50cm，當灰漿到達出口后應原位噴射攪拌30秒鐘。⑥重復上、下攪拌:為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面。

3 水泥攪拌樁施工的注意事項

(1)成樁工藝試驗樁根數不宜少于3根，成樁7天后，進行開挖檢查，用目測法檢查樁體成型情況及攪拌均勻程度，檢查深度為0.5～1.0m。成樁28天后，鉆孔取芯進行無側限抗壓強度試驗，在確認施工工藝滿足設計要求時方為試樁成功，可進行大面積施工。

(2)施工前，應根據成樁試驗確定的技術參數，作好標定，便于控制;還應丈量鉆桿長度作標志，以便掌握鉆桿鉆入深度、攪拌深度，保證設計樁長。

(3)施工中如發現攪拌鉆頭和水泥土產生同步旋轉的“抱球”現象，應及時改進葉片角度，防止攪拌不良。

(4)嚴格控制噴漿及停漿時間，確保每根樁長度。每根樁施工完成后，應及時檢查漿噴入量。如發現噴漿不足或中斷，應詳細記錄樁號、位置;及時分析產生原因及采取的補救措施。

(5)水泥攪拌樁施工完畢養護28天，經檢測、驗收合格后，方可進行下一道工序的施工。

4 水泥土攪拌樁檢測方法及過程

4.1 挖樁檢查法

挖樁檢查法是目前軟基設計規范規定的方法，在成樁7天內，以2%的檢測頻率，將樁體開挖0.5～1.0m，目測檢查樁體成型情況，要求樁體是否圓勻，有無縮頸和回陷現象;漿體攪拌是否均勻，凝結體有無松散;群樁樁頂是否平齊，間距是否均勻。

4.2 鉆孔取芯法

鉆孔取芯試驗可以較全面的反映樁身材料的密度、樁身的連續性、樁身物理尺寸等完整樁身質量的主要信息，能準確可靠的評價樁身的質量。

(1)噴漿樁鉆孔取芯法的注意事項:取芯時間:一般為28d;取芯位置:沿著樁1/4軸線垂直鉆進;鉆頭類型:采用金剛石合金鉆頭，鉆頭直徑80-100mm;鉆進方法:采用沖水循環回轉鉆進;每次進尺控制在1.0-1.5m以內。

(2)鉆孔取芯法應描述的內容:樁號、成樁日期、檢測日期、檢測部位、設計噴漿量、巖芯顏色、噴漿均勻程度、膠結程度、有無斷樁、縮徑、巖芯狀態(長柱狀、短柱狀、塑性體或散體碎塊)等巖芯采取率、標貫擊數。

4.3 輕型動力觸探法

在成樁3天以內可采用輕型動力觸探檢測樁的強度。利用輕型動力觸探法檢測漿噴樁比較簡單，一方面能初測預估噴漿有效樁身強度，另一方面又能通過現場天然地基及樁身強度的對比，確定噴漿樁處理地基的效果。但是不足的是，觸探深度不超過6m，在地質情況較好如淤泥夾砂或填砂路處，噴漿樁樁頭得強度大，利用輕便觸探較困難，而且從噴漿樁本身來講，觸探范圍有限(中心大約有一個10cm左右的范圍)，如遇噴漿量不均勻、則強度強弱不一，反之，強度高會使觸探向弱方向偏移，導致人為判斷錯誤。

4.4 無側限抗壓強度法

在成樁28天后，在室內無側限抗壓試驗儀上，對原狀水泥土進行無側限抗壓強度測試，同時測定其變形指標。另外，在現場也可采用壓樁法檢測噴漿樁的強度，壓樁法是把樁體挖開2m，在0.5m、1.0m、1.5m處分別切割三個試件，試件直徑500mm、高500mm，要求切的比較完整，個別不完整的面要求用水泥漿補平，然后再現場用加壓設備將試件壓壞，測得樁體的無側限抗壓強度。

5 結語

本文通過水泥土攪拌樁在公路軟基處理中的應用實踐，對水泥土攪拌樁的施工工藝及檢測方法作了簡要的介紹，經過經驗總結，得出如下結論:

(1)水泥土攪拌樁在地基加固過程中無振動、無噪音、無環境污染，對軟土地基無側向擠壓，適用于不良高液限粘土、有機質粉砂及素填土。

(2)水泥土攪拌樁施工機具簡單，施工期較短，造價低廉，效益顯著。適合于公路軟基處理的要求，值得進一步推廣應用。

(3)水泥攪拌樁在大面積施工前，應通過試樁來確定施工中的最佳機具組合及最佳的施工方案。

(4)施工過程的管理和質量控制非常重要，水泥攪拌樁軟基處理屬于隱蔽工程，因此，應緊抓施工環節。