水泥攪拌樁施工工藝性成樁試驗淺析

胥細望

（新疆海天工程監理有限公司　新疆　烏魯木齊　830000）

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水泥攪拌樁施工工藝性成樁試驗淺析

胥細望

（新疆海天工程監理有限公司新疆烏魯木齊830000）

摘要水泥攪拌樁是加固軟土地基的一項廣泛采用的措施，它具有施工方便成本低的特點。施工工藝性成樁試驗是水泥攪拌樁施工過程中的一個必不可少的環節，它為后續的正式施工提供必要的參數和指導。本文結合出山店工程對水泥攪拌樁施工工藝性成樁試驗進行一個較為全面的介紹，為其它相關工程提供一定的參考。

關鍵詞水泥攪拌樁；施工；成樁試驗

1　引言

水泥攪拌樁分為濕法和干法，其中濕法水泥攪拌樁就是采用水泥作為主要的固化劑，施工時采用相關機械將預先拌制好的水泥漿液注入到軟土地基中，將軟土和水泥漿液強制拌合以提高軟土地基的一種施工工藝[1-4]。由于水泥攪拌樁優點突出，各種施工工藝不斷涌現，對水泥攪拌樁進行施工工藝性成樁試驗是其中必不可少的一個環節，它直接關系到后期水泥攪拌樁的施工，對水泥攪拌樁施工工藝性成樁試驗進行介紹和分析是很有必要的。

2　工程概況

河南出山店水庫是以防洪為主的大型控制性工程，總庫容12.37億m3，其中防洪庫容6.6億m3，電站裝機容量2900kw，年均發電量856萬度。水庫由主壩、副壩、灌溉洞、電站廠房等4部分組成。

導流明渠工程肩負非汛期、汛期過流功能，作用巨大。工程全長1264.5m，由進口段、明渠段和出口段三部分組成。明渠底板位于不良級配砂層上，為避免水流淘刷帶來的不利影響，在導流明渠進口段和出口段渠底邊線兩側和樁號0+000及1+168.59橫向設置水泥攪拌樁加固地基。樁徑50cm，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，樁頂部與明渠底板護砌底部平齊，樁深度至良好級配礫石層下1.0m，進口段樁底高程為70m，出口段樁底高程為68.5m，樁間距為40cm，采用套樁連接，平面布置上形成U型。

3　試驗目的

為了更加科學地指導施工，使實際工程中的水泥攪拌樁施工質量得到良好的控制，在攪拌樁正式施工之間有必要進行施工的工藝性試驗。一般情況下進行工藝性試驗可以達到以下目的：(1)確定合理的室內配合比；(2)了解地層特性，便于確定實際施工中機械的下鉆和提升難度；(3)確定實際施工中各種機械控制的合理參數；(4)確定合理的水泥漿液的密度以及施工機械的實際施工輸漿量。

本工程的試驗目的主要是通過現場試驗，確定能滿足本工程地質條件的攪拌設備以及通過現場試驗，確定能滿足設計要求的水泥強度所對應的水泥摻量和施工工藝及各項技術指標。

4　水泥攪拌樁的試驗施工

4.1樁機類型的選擇

在水泥攪拌機的施工中所采用的施工機械較多，而且多為大型機械，比如深層攪拌裝機及其配套設備、灰漿攪拌機以及鉆機等。合理選用相關機械進行施工可以達到最高的施工效應并且發揮其較高的經濟效益。在水泥攪拌樁的試驗施工也是很有必要進行機械的選擇的。本試驗主要機械配置表如表1所示。

根據現場地質條件及建筑地基處理技術規范（JGJ79.2012)要求，當地基土天然含水量小于30%時不宜采用粉體攪拌法，因此本試驗采用水泥攪拌樁漿液攪拌法（以下簡稱為濕法）施工，擬采用一臺單軸攪拌樁機進行施工。

4.2試驗數量、水泥摻量和水灰比

現場工藝性成樁試驗的試樁一般只采用10根左右，同時即使是在條件收到較大限制的情況下，每種配合比的試樁根數都應該不小于2根，另外成樁試驗的地址一般選在地址條件最差的地段，這樣便于后續的施工控制。本文每個配合比下的試驗數量為3根。實際工程中水泥土的強度明顯是隨著水泥滲入量的增加而增加的，當水泥的摻量較低時，水泥與土體的反映表現較弱，而導致土體的固化并不全面。因此在實際施工中，應經多次試驗選用合適的水泥摻入量的比值，一般情況下在水泥攪拌樁的施工中水泥摻入比應大于10%。

現行的相關規范中只是要求水灰比應通過成樁試驗來進行確定，目前本實驗的目的之一就是確定水灰比。在實際施工中，如果只按照水灰比進行制備水泥漿而不參加任何外加劑，所制備的水泥漿結果往往是較為粘稠的，它的可泵性較差，根據目前情況，可以泵送的水灰比一般在0.6～0.7之間。一般情況下水灰比的取值應該根據可泵性和水泥土的設計強度兩方面來進行確定。其中可泵性是前提，在此基礎上應該通過調整水泥摻量、強度等級和外加劑來達到水泥強度的要求。

表1　試驗主要施工機械配置表

本工程中根據實際情況，水泥攪拌樁試樁水泥分別按加固濕土重的15%、18%、21%摻入，每延米水泥用量為54kg、64.6kg、75.3kg,水膠比為0.5，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，試樁數量為3根。

圖1　施工工藝流程圖

4.3施工準備

在實際工程開始施工之前必須進行相應的施工準備工作。首先必須掌握和熟悉所有技術和設計資料以及相關的要求。備齊所有的施工設備和器具，并且保證所有設備滿足施工工藝的要求，所有的工程技術人員必須具有相應的職稱并且持證上崗。施工之前必須平整場地，清除障礙物并對不利的地質條件進行必要的處理。仔細認真審核施工的圖紙和施工方案的可行性，確保工程可以正確和安全地進行施工。檢查工程中所采用的建筑材料是否滿足工程要求。最后應確定最終的施工參數和技術手段，正確合理地指導施工。

根據上述基本原則，本次試驗試樁最終選擇在距進口段左側8m處進行，水泥攪拌樁試驗前現場場地予以平整，清除地上和地下的障礙物，施工用水從現場附近淮河中就近抽取，根據現場合理布置水泥罐、水泥漿池、送漿泵、攪漿機等設備位置。

4.4試驗方法

水泥攪拌樁的常規施工工藝主要為：定位、拌制灰漿、鉆進噴漿攪拌、提升攪拌、重復攪拌、清洗輸漿管路等。本工程成樁試驗中采用“二攪二噴”的施工工藝。具體的施工工藝流程如圖1所示。

4.4.1樁機就位

施工中樁基必須移動到指定的位置，而且必須安裝平穩，基本要求是攪拌軸應垂直和對準中心。本試驗中根據提前選定的試樁位置進行測量放線，將樁機移至轉樁位上，樁尖對準樁位，通過水平尺調平樁機平臺，樁身的垂直度允許偏差為±1%，同時做好樁的復測工作，在試驗中經常檢查樁位標記是否被移動，確保水泥攪拌樁的垂直度。對進場機具進行組裝和調試，確保機具的完好率。

4.4.2水泥漿的制備

在施工現場搭設水泥棚，在地面上鋪設一層木板，再鋪設一層薄膜，以確保水泥不受潮變硬。使用灰漿攪拌機拌制水泥漿，時間攪拌時間每次必須大于3min，水泥漿制拌完成后最終通過細篩過濾進入到集料斗中，進行下一步的施工。

按照室內試驗水泥摻量、水灰比、樁長，計算出每延米水泥用量、水用量，按照水灰比在水泥罐中進行攪拌，攪拌時間大于3min，然后將水泥罐中的水泥漿經過濾網過濾后，放置于提前挖好的集料池中，通過送漿泵將水泥漿送至試驗部位。

4.4.2攪拌成樁

將3根試樁編號為①、②、③號樁，每根樁樁徑位50cm,間距40cm,套接長度10cm，水泥摻量分別為加固濕土重的15%、18%、21%，鉆進速度為1.0m/min，提升速度為0.5m/min。

①號樁：水泥摻量為加固濕土重的15%，水灰比為0.5，將樁機中間鉆頭尖部對準樁位攪拌下鉆，下鉆速度為1.0m/min，打開送漿泵，記錄水泥漿經輸漿泵到達攪拌樁噴漿口的時間，邊攪拌下鉆邊送漿至設計樁底后，噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁底良好級配礫充分拌合后再開始提升攪拌頭，提升速度為0.5m/min,邊攪拌提升邊送漿，至樁頂標高后完成一根樁的施工，在此過程中，安排專人記錄攪拌機下鉆及提升時間，根據液壓油表嚴格控制鉆進和提升速度。

②號樁按照水泥摻量為加固濕土重的18%試樁；③號樁按照水泥摻量為加固濕土重的21%試樁，②、③號樁施工方法同①號樁。

在施工過程中，因故停漿，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時，再噴漿攪拌；若停機超過3h，先拆除輸漿管路，并進行清洗。

5　水泥攪拌樁試驗的質量檢查和驗收

本次試驗的水泥攪拌樁（濕法）質量檢查采用鉆孔取芯檢查、開挖檢查的方式進行。

鉆孔取芯檢查：成樁7天后，采用淺部開挖樁頭進行檢查，開挖深度超過停漿面下0.5m，檢查攪拌均勻性，量測成樁直徑。對①、②、③號樁分別進行鉆孔取芯，每根樁取一孔，共3孔，樁體無側限抗壓強度大于1.8MPa。根據試驗結果，確定選取攪拌機鉆進和提升速度、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴交口的時間及灰漿泵的輸漿量。

開挖檢查：試樁完成7天后進行開挖檢查，開挖面根據現場情況選取，要求整個試驗樁在開挖深度內全部可見，開挖后報請監理單位共同觀測成墻情況，主要觀測墻體的垂直度、套接長度、樁厚、樁體連續性等性能指標。合格標準：樁體外觀良好，無蜂窩、空洞；樁間套接長度、樁厚滿足設計要求；樁體整體性好。

6　結語

本文結合某實際工程對水泥攪拌樁施工工藝成樁試驗進行了一個較為全面的分析，對成樁試驗的整個過程進行較為系統的介紹，說明成樁試驗是水泥攪拌樁施工過程中的一個必不可少的環節。通過分析表明，本工程成樁試驗較為合理，可以獲得滿意的結果，達到預期的目的。陜西水利

參考文獻:

[1]李鵬飛.水泥攪拌樁(濕法)施工控制[J]-山西建筑2011(4).

[2]吳建忠.淺談水泥攪拌樁(濕法)施工與質量檢驗及驗收[J]-山西建筑2009(20)

[3]王邵亮.張恒博濕法水泥攪拌樁加固軟土地基施工及質量保證措施[J]-黑龍江交通科技2010(11).

[4]賈鵬輝.姚中林水泥攪拌樁技術在三里橋閘軟土地基處理中的應用[J]-湖南水利水電2006(3).

（責任編輯：暢妮）

中圖分類號：U415

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