雙向水泥攪拌樁法在軟基處理中的工程實踐

許梁

湖州美億建設有限公司 313000

摘要：隨著經濟的快速發展，水泥攪拌樁被廣泛應用于軟土地基的處理中。在常規的水泥攪拌樁的基礎上，現又開發出了更利于控制施工質量的雙向水泥攪拌樁。本文根據筆者的工程實踐，對軟基處理方法，雙向水泥攪拌樁法進行了探討。

關鍵詞：雙向水泥攪拌樁法；釘形水泥土雙向攪拌樁；軟基處理；工程實踐

1引言

水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，它利用水泥作固化劑，用特殊攪拌機械，在地基深處將軟土和水泥強制攪拌，利用水泥和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結，成為具有一定硬度、水穩定性和一定強度的優質地基。水泥攪拌樁具有施工簡單、快速、振動小、擠土效應弱、無公害等優點，并能有效地控制軟土地基的穩定性，減少和控制沉降量的特點，主要用于淤泥加固與質土、粉土和含水量較高并且且地基承載力不大的地基，是近年來在軟基處理中軟應用比較廣泛的一種方法。

2軟土

2.1軟土特性

軟土是指濱海、湖沼、谷地等的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。同時具有固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。

2.2軟土對路基工程的影響

路基是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面傳來的荷載，應有足夠的穩定性和耐久性。因軟土地基具有天然含水量高、孔隙比大固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差等特性，軟土地質土層對施工期間及工后路基穩定性和耐用性有較大不利因素，軟土固結時間長，會引起時間不夠導致路基強度低，如果剪切強度超過土體抗剪強度，就會發生局部剪切破壞，有可能導致軟土地基的失穩破壞；如軟土地基不采取有針對性的處理措施，隨時間的推移。將會出現路面沉陷的危害，直接影響到公路的安全功能。故軟土地基處理是公路工程施工中遇到的難點之一。也是勘察設計及施工單位重點解決的一個環節。

2.1.3解決方法

對于軟土地基的有效處理方法有真空預壓法；反壓護道法；水泥土攪拌樁法；換填墊層法等其中，水泥土攪拌樁是膠結法處理軟土地基的最常用的一種，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理、化學反應，使軟土固結成具有一定穩定性和強度的地基，以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應視為復合地基，樁土共同承擔荷載。它具有施工速度快，設備輕便，便于移動，方法容易掌握，處理深度較大等優點

3雙向水泥攪拌樁法

3.1雙向水泥攪拌樁工作原理

水泥土雙向攪拌樁的成樁機械是對現行水泥土攪拌樁成樁機械進行改進得到的，其中包括對鉆桿、鉆頭、動力傳動系統等的改進，鉆桿多采用同心雙軸鉆桿，并把正向旋轉葉片、噴漿口設置在內鉆桿上，把反向旋轉葉片安裝在外鉆桿上，外桿上葉片過程中的壓漿作用和正反向旋轉葉片同時雙向攪拌水泥土，從而控制水泥漿在兩組葉片之間，阻斷水泥漿從上面冒出，保證樁體中水泥漿的均勻分布和攪拌，確保所成樁子質量。

3.2雙向水泥土攪拌樁的優點

與常規水泥土攪拌樁相比，雙向攪拌樁各項檢測結果明顯優于常規攪拌樁；雙向水泥土攪拌樁攪拌更均勻，提高了成柱質量，并遠高于常規攪拌樁。提高工效、節省工程造價，雙向水泥土攪拌機械可在常規的水泥土攪拌樁機械上進行改造即可使用。由于雙向水泥土攪拌樁產生的超靜孔隙水壓力小于常規工藝，雙向水泥攪拌樁可以改善施工過程中的冒漿問題，從而保證水泥攪拌樁中水泥的含量。

4釘形雙向水泥土攪拌樁施工技術

4.1施工工藝

具體施工工藝為：①施工場地清表整平；②根據設計要求及現場情況布設樁位圖；③水泥質量需要事先進行抽樣檢測，確保固化劑材料質量；④預先試樁，首先進行鉆芯取樣進行強度試驗，獲取合理的固化劑摻量；⑤對于施工攪拌樁，濕噴工藝需要選用四攪兩噴法；⑥樁頂施工至原地面以下30 cm停漿，然后翻犁摻灰壓實（摻5%生石灰），鋪設一層土工格柵，回填30啪碎石墊層。⑦水泥摻人量建議100 kg/m。施工機械采用深層攪拌樁機（宜興周鐵SJB—II），配有卷揚機、吊掛裝置滑輪、液壓系統、水泥制備系統等。

4.2施工機械

表1 施工機械技術參數

設備名稱 技術參數及要求

機型 DM一3犁

鉆桿 外徑127 lnm，內徑89mm

攪拌鉆頭灰漿泵 可自動伸縮鉆頭泵鼉50 L/rain，泵壓l 500 kPa

灰漿攪拌機 容積為0.5 ITl3的灰漿攪拌機

電焊機 220 V，50 kW

電腦記錄儀 能自動記錄施工過程并打印成樁資料

計量裝置 包括深度計、流量計、電流表、電壓表等送計量部門進行標定

動力設備 滿足工程需要的發電機組或市電

4.3施工注意事項

施工前需要進行試樁攪拌樁，養護成樁28 d后需進行樁身質量評定，并且需要檢測單樁、地基承載力。攪拌樁施工根據施工工藝性試驗時確定的操作壓力、噴漿量、鉆機鉆進與提升速度、孔底電流等參數進行，并隨時記錄參數。施工過程中，如果發現噴漿量超過設計噴漿量，就需要對原樁進行復鉆和復噴。如遇到河塘路段，則先回填清淤、碾壓處理，再新型攪拌樁施工，填淤處理打樁路段時不能攤鋪碎石、土工柵等；擋土墻路段中，擋土墻基面范圍內水泥攪拌樁施工至擋土墻基底下30 cm。加固區應設置臨時排水設施，保持排水暢通。

4.4 質量控制

4.4.1 施工過程控制

攪拌下沉下鉆時，噴漿口到達地面線電腦開始計數，此時操作人員應通知質檢人員和現場監理，對起點進行確認。確認后即可下鉆，攪拌軸下沉過程中速度可由電流表的電流控制，工作電流不應大于額定的電流值，在正常工作時的電流值幾乎為定值，當電流值突變時說明已鉆到硬質層，再繼續下鉆50cm作為最后的樁長；按要求配置水泥漿，嚴格控制水泥漿的比重，對每盤漿體進行抽檢，檢測合格的水泥漿方可泵送，壓力控制在0.4～0.6Mpa；水泥漿拌和時間不得少于3分鐘，制備好的水泥漿不得離析、沉淀，水泥漿存放時間不得大于2小時，否則應予廢棄。已制備好的水泥漿在倒入漿池時，應加篩過濾，以免漿內結塊。攪拌軸下鉆到設計深度后，開啟灰漿泵，按先前確定的速度（檔位）均勻的邊噴漿邊提升；為了保證樁的完整性，應嚴格控制噴漿停漿時間，開鉆后要連續作業，嚴禁在尚未噴漿的情況下進行提鉆作業。為了保證樁體漿體的均勻性，濕噴樁下鉆時不宜噴漿。重復攪拌攪拌軸提升至設計頂標高時，關閉灰漿泵，集料斗中的水泥漿應正好用完。為使軟土和水泥漿攪拌更加均勻，必須再次將攪拌軸邊旋轉邊沉入土中至設計深度后，再將攪拌軸提升出地面；

4.4.2樁身質量檢測

施工過程中必須隨時檢查柱身在施工過程中有無異常現象，記錄處理方法以及措施。濕噴樁成樁七天后，進行開挖自檢，觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度，測量成樁直徑、質量，并如實記錄，根據擊數用對比法判定樁身強度，抽檢頻率2%，如發現凝體不良現象等情況，應及時報廢補樁。成樁28天后由現場監理工程師截取整段樁體并分成三段進行樁的無側限抗壓強試驗，主要檢查：是否貫穿軟土層樁身的長度，噴漿量是否達到設計要求，樁身成型情況，水泥土攪拌均勻程度、樁身的強度。抽查中如出現實際施工長度與設計長度不符的樁，并以此數據作為計量的一個依據。

4.4.3承載力檢測

載荷試驗法釘形水泥土雙向攪拌樁復合地基承載力的常用方法，分為復合地基靜載和單樁載荷載試驗。載荷試驗檢宜在成樁28天后進行，樁身強度需要滿足荷載試驗所需要的條件。

5總結

釘型雙向深層水泥土攪拌樁是利用土被鉆頭原地旋轉攪拌并與固化劑進行拌合后成樁，能充分利用軟土，避免了大量挖掘和棄土；施工過程中無噪音、污染，對周圍環境無不良影響；應用了路堤樁工作受力的。隨著經濟的快速發展，水泥攪拌樁被廣泛應用于軟土地基的處理中，有較大的發展前景，需要我們努力探索。

參考文獻：

[1]郭紅萍，水泥攪拌樁的應用與檢測Ⅱ].山西建筑，2007，1.

[2]《變形鋁及鋁合金制品低倍組織檢驗方法（G B/T3246.2—2000）》國家質量技術監督局

[3]朱伯芳.大體積混凝土溫度應力與溫度控制【M】.北京：中國電力出版社，1999.