深層攪拌樁在東莞某公路軟基處理及質量控制分析

文｜廣東省建筑機械工程公司 劉均

1.工程概述

東莞市城市快速軌道交通R2線東城車輛段與綜合基地，基所在地區內有不少深約2米左右的魚塘，塘埂高程約4m左右，地勢較為平緩，起伏不大。

本工程位置全部位于軟土地基，軟基處理工程量大，根據設計要求需要采用多種施工技術進行軟基加固，深層攪拌樁為其中一種。

2.工程主要地質情況

（1）素填土。土狀主要成份為粉質粘土，呈塑～硬塑狀，局部地方帶有小量夾砂層，呈松散、潮濕狀。

在地質下0.4m～6.7m的地方，均有存在。

（2）粉質粘土，土狀光滑軟塑，切面具有較高干強度，偶帶砂層，該層厚度約為0.5m～5.7m之間，埋深在0m～11.5m之間。

（3）粉質粘土，可塑狀，夾薄層不穩定砂層，層厚0.4m～5.0m，埋深0m～14.5 m。

（4）淤泥質粘土，該層不時有臭味發出，土體有較高韌性，呈軟塑~流塑狀態，部份地方帶有腐爛樹葉。

此層帶有許多透明細砂層，呈不規律狀，局部地方以淤泥及淤泥質粉質粘土為主。該層厚度約為0.5m～9.2m，埋深0～15.4m。

（5）淤泥質砂，其主要組成部分包括淤泥、淤泥質土、粉土與粉砂等，互為混合，呈不均勻分布狀。

淤泥質粘土呈軟～流塑狀，部份地方帶有腐爛樹葉；粉砂飽和松散，主要成份包括石英，長石等，顆粒級配和分選性一般。 此層厚度為1.0m～13.7m之間，埋深0～14.7m左右。

（6）人工填土。本場地范圍內人工填筑土層狀分布于場地道路、塘埂、堤壩表層，根據勘探揭示，填土主要以素填土為主，局部為雜填土，填土厚度變化較大，對基坑開挖有一定影響。

此外，還分布有細砂、中砂等土質。由此表明工程所在地區分布大量的軟土質，軟土成分主為淤泥質黏土、有機質粘土，埋深范圍大，厚薄不均，對工程影響較大。

基于工程所在地質情況的分析，需要對地基進行加固處理，才能滿足工程“抗震設防措施提7度、設計基本地震加速度值為0.10g”的要求。

3.地基處理方案分析與制定

3.1 地基處理目的

由于本工程基礎底部存在大量軟弱土層，均呈現可塑～軟塑狀態，承載力不能滿足設計要求。需要對其進行加固處理，變成復合地基，進一步改善軟土的剪切性能，提升其承載力，達至設計標準。

3.2 處理方案制定

結合本工程實際情況，充分考慮了經濟、施工工藝等因素，決定采用水泥土深層攪拌法及其它施工技術進行軟弱地基處理。（這里因篇幅所限，僅詳細介紹攪拌樁施工技術）。

4.軟基施工處理

4.1 施工準備

（1）相關管理技術人員，要仔細研究施工圖紙，并進行交底和會審；以設計文件為基礎，制定施工組織方案，向施工人員進行相應的施工技術、工藝及規范、安全交底和文明施工教育等的宣傳和培訓工作。

（2）認真分析研究相關資料，包括建筑場地巖土工程勘察報告和施工圖紙等內容。

（3）對施工現場前期探測未查明的地下管線，施工前首先對照設計進行初探，確定管線位置和管線的走向，制定相應的保護方案。

（4）整平施工場地，同時清理施工現場的地下、地面及空中障礙物，以利安全施工。

（5）所有進場的施工材料均需要進行檢驗，質量合格后才進入施工環節。

（6）對將使用的施工機械和設備，進行現場安裝和調試，保證性能正常，設備完好。

（7）測量放線，根據圖紙測放軟土分區及處理措施分區線，并作好標記。布設好堆載預壓高程控制點、攪拌樁樁位，樁位偏差≯5cm。同時繪制樁位編號圖，防止漏樁。經復核無誤后作為樁位放樣的控制點并加以保護。

（8）做好鉆機定位。調平鉆機垂直鉆桿，使鉆頭對準樁位，確保導向桿的垂直度，把噴漿口清洗干凈。

4.2 深層攪拌樁施工及質量控制

本工程在穿區箱涵、牽出線、出入線段基底加固以及邊坡防護采用深層攪拌樁，Ф550樁徑，共838698.63m（含空樁60341.33m）。不同區域，樁間距不同，分別有0.4m、1.0m和1.5m三種形式，具體深層攪拌樁分區及攪拌樁布置間距詳見圖。

根據施工要求，本工程在進行攪拌樁正式施工前，須進行試樁，數量為5根。以確定最佳摻灰量，確定成樁工藝。最終確定深層攪拌樁摻灰量控制在18%左右，水泥漿的水灰比為0.45～0.55之間。

5.濕噴深層攪拌樁施工

5.1 施工工藝

采用四攪四噴的施工工藝，工藝流程如下：場地平整→測放樁位→樁機定位→預攪下沉噴漿→提升噴漿攪拌→復攪下沉噴漿→復攪噴漿提升至孔口→關閉攪拌機、清洗→移機至下一樁位。

5.2 主要施工工序

（1）制備水泥漿。待深層攪拌機啟動下沉時，即開始按設計確定的水泥摻入量、水灰比用攪拌機拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

（2）預攪下沉噴漿。待深層攪拌樁機冷卻水循環正常后，啟動攪拌頭待攪拌頭轉速正常后，預攪下沉攪拌頭（速度小于2～2.5m/min）至樁底標高并超深10～20cm（穿過淤泥層，且樁端進入下臥土層不少于1.0m）；攪拌頭下沉過程中同時開動后臺送漿泵，將配備好的水泥漿液送達樁機。下沉速度可由電機電流監測表控制。

（3）提升噴漿攪拌。將攪拌頭提升20cm左右，用灰漿壓力泵輸送水泥漿，沖開設在攪拌機中部的球閥進入土體；在樁端底座攪拌30s，然后邊攪拌邊提升噴漿，同時嚴格按試樁測得的提升速度、注漿壓力提升攪拌頭。當攪拌頭提升到距地面約1m時，減慢速度；當提升到地面時，停止提升，停止噴漿，原位轉動數秒，以保證樁頭均勻密實。

（4）復攪噴漿提升。第一次提升噴漿攪拌至地面時，集料斗中的水泥漿應正好用去一半。將攪拌頭重新下沉攪拌和提升噴漿攪拌一次，使攪拌土體和壓入的水泥漿充分拌和，保證樁體的連續性和均勻性，當攪拌頭提升至地面時，集料斗中的水泥漿應正好排空。

（5）移位、清洗。攪拌樁作業完成后，要把攪拌頭提到地面上，關停電機，并在已完成的樁頂上進行標記，把樁機移至新的樁位。

5.3 施工過程中注意事項

（1）施工時，要根據已定好的設計方案包括樁的位置、長度、數量、噴漿量和試驗確定的參數進行施工。攪拌樁體時要連續、均勻，全樁要復攪一次。

（2）本工程攪拌樁采用四噴四攪工藝，施工中應把攪拌機的下沉和提升速度控制在1.0m/min為宜，樁頂差不多達到設計高度時，攪拌機自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時，要減慢速度，確保樁頭質量達到施工要求。當灰漿到達出口后應原位噴射攪拌30s鐘。

（3）如需要增加減水劑時，摻入量要依據配比實驗確定，并不能超過水泥用量的0.2%。

（4）攪拌樁施工區域局部可能有塘坎等障礙物，采用挖機清挖換填素土，局部適當調整樁位，如施工時發現大面積存在障礙物無法鉆進時應及時通知監理及設計人員，以便及時采取補樁措施。

5.4 施工中質量問題處理

（1）斷樁：攪拌時提升速度和輸漿速度要同時進行，確保所制漿液密稠不離析，泵送應連續進行。

（2）樁端質量不合格：要確保樁端施工質量，當漿液達到出漿口時，應噴漿坐底30秒，使漿液完全達到樁端。

（3）樁體不均勻：可采用復噴方法提高樁身強度。本程采用四次攪拌、四次噴漿，可避免樁體不均勻現象出現。

（4）施工中暫停注漿：施工時因故需要暫停注漿，應把攪拌機械下沉至停漿點以下0.5m。3.5樁頭質量差：噴漿口到達樁頂標高時應停止提升，噴漿攪拌數秒，以確保樁頭的密度均勻。

5.5 質量控制措施

（1）所進施工材料如水泥等，均需有產品合格證并現場進行復試，確合產品質量符合施工要求時才能投入使用。

（2）首次下鉆時，要把管道清洗干凈，并確保管道沒有堵塞現象，等水液排清后才能下鉆。

（3）施工過程中確保設備水平垂直，攪拌樁的垂直偏差要控制在1%以內，樁位的偏差控制在50mm以內，成樁直徑及長度要與設計值一致。

（4）停漿面應高于樁頂設計標高300mm以上。

（5）全面監控施工過程質量，監控重點是水泥用量、樁長、復攪次數。

（6）施工過程中應做好施工原始記錄和計量記錄。并及時匯總分析，發現問題要及時糾正。當噴漿出現異常時，應及時告訴有關技術人員，待問題解決后才能繼續施工。

（7）需要進行開挖時，要用人工進行，避免用機械開挖，防止損害樁體。

6.成樁檢查

（1）樁工程施工完成后，根據相關規定進行單樁及復合地基承載力檢測。總共需要檢測總樁數的1%，具體檢查每米樁身的均勻性是否達到預定要求。

（2）成樁7天后，通過淺部開挖樁頭，約挖至停漿面下0.5m左右，目測檢查攪拌的均勻性是否達標。總共需要對總樁數的5%進行檢查。

（3）通過對已施工的復合地基承載力檢測，均大于預定設計值。滿足上部結構使用要求。

（4）沉降變形觀測。本工程設置了多處沉降變形觀測點，根據變形觀測數據顯示，建筑物使用功能良好。

7.結束語

上述工程樁基礎工程已順利完成，經檢測質量符合相關要求，并實現了安全零事故，為整體工程按時完成打下了堅實的基礎。

通過對工程施工實踐，從設計、施工過程、處理結果等方面進行分析，認為采用水泥土深層攪拌樁處理軟弱地基，具為施工簡便、快捷、成本低、效果好等優點，值得推廣。