某工程深層攪拌樁施工技術(shù)研究

（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院長(zhǎng)沙市410131）

某工程深層攪拌樁施工技術(shù)研究

張 靜

（湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院長(zhǎng)沙市410131）

文章結(jié)合某工程深層攪拌樁施工實(shí)際案例，詳盡地介紹了施工布置、生產(chǎn)性試驗(yàn)、施工準(zhǔn)備、壓漿漿液、一般要求、施工工藝、質(zhì)量檢查與驗(yàn)收。可供同類工程提供參考、借鑒。

深層攪拌樁施工技術(shù)

1 概述

深層攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械在地基將軟土或沙等和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟基硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。適用于處理淤泥、砂土、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土。工程施工中常會(huì)遇到軟土地基，由于深層攪拌樁施工工期短、效率高并且不會(huì)造成地面隆起、不排污不擠土，施工中無(wú)振動(dòng)無(wú)噪聲不污染環(huán)境，施工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，近幾年應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2 某工程深層攪拌樁施工

2.1 工程概況

2.1.1 主要工程項(xiàng)目及布置

本工程深層水泥攪拌樁主要用于基坑支護(hù)及地基加固以及堤防加固，樁長(zhǎng)（4.4～10.9）m，摻入水泥量為15%～18%。

2.1.2 主要工程量

本標(biāo)段基坑支護(hù)、地基加固工程主要工程量見(jiàn)附表。

2.1.3 施工依據(jù)

（1）《通用硅酸鹽水泥》（GB 175－2007）；

（2）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94－2008）；

（3）《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106－2014）；

（4）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79－2012）；

（5）《水運(yùn)工程測(cè)量質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS258－2008）。

附表基坑支護(hù)、地基加固工程主要工程量表m3

2.2 深層攪拌樁施工

2.2.1 施工布置

（1）施工用水。每套設(shè)備配備1臺(tái)潛水泵自江內(nèi)抽水，并配備1個(gè)（3～5）m3的水箱，經(jīng)沉淀過(guò)濾后用于施工作業(yè)。

（2）施工供電。施工用電由施工總布置統(tǒng)一安排，采用專用電纜就近自電源接入點(diǎn)接取使用，每套深層攪拌施工設(shè)備的用電功率約50 kW。

（3）水泥制漿站。每套設(shè)備配備一個(gè)移動(dòng)式水泥制漿站，制漿站采用腳手架鋼管搭設(shè)，邊墻、房頂均用篷布圍蓋。制漿站占地約面積40 m2，建筑面積約30 m2，內(nèi)設(shè)水泥堆放平臺(tái)（采用腳手架鋼管搭建，離地高度約50 cm），平臺(tái)上鋪竹夾板或木板；設(shè)1臺(tái)ZJ－400高速制漿機(jī)、1臺(tái)1 m3攪拌桶和1臺(tái)BW250/50輸漿泵等設(shè)備。制漿站的具體布置地點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，以便于材料運(yùn)輸和靠近工作面為原則，隨工作面的移動(dòng)適時(shí)遷移。制漿站設(shè)一個(gè)約2 m3廢漿沉淀池，并設(shè)排水排污溝，廢漿經(jīng)排水排污溝進(jìn)入沉淀池沉淀后，采用專用汽車把固相物棄至監(jiān)理人指定的地點(diǎn)。

2.2.2 生產(chǎn)性試驗(yàn)

水泥土攪拌樁施工前根據(jù)設(shè)計(jì)按照監(jiān)理人指示進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根，以檢驗(yàn)施工參數(shù)和工藝。和確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌譏噴漿口的時(shí)間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過(guò)工藝性成樁試驗(yàn)確定施工工藝，并將試驗(yàn)成果提交監(jiān)理人。

2.2.3 施工準(zhǔn)備

（1）成孔和成樁設(shè)備安裝就位平整和穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)；在樁架或樁管上應(yīng)設(shè)置用于施工中觀測(cè)深度和斜度的裝置。

（2）布置開(kāi)挖排水溝和集水井，排水溝開(kāi)挖截面一般控制為寬×深=400mm×500mm，積水井體積約（3～5）m3，溝井內(nèi)應(yīng)經(jīng)常清除沉積物，保持排水溝暢通。

（3）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放錢，定出每一個(gè)樁位，并做出明顯標(biāo)志、基錢、水準(zhǔn)基點(diǎn)等，復(fù)核測(cè)量并妥善保護(hù)。

（4）樁基工程施工前，按施工圖紙的規(guī)定和監(jiān)理人的指示，進(jìn)行成孔、成樁或成墻試驗(yàn)，以檢驗(yàn)施工參數(shù)和工藝，并將試驗(yàn)成果報(bào)送監(jiān)理人。

（5）現(xiàn)場(chǎng)施工用的臨時(shí)設(shè)施，如供水、供電、道路、灰漿拌制工作棚、臨時(shí)房屋、工作臺(tái)以及材料庫(kù)等均建設(shè)完備。

（6）主要機(jī)具設(shè)備是否配備、機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)是否完好。

①機(jī)具組裝：a、機(jī)具脫位；b、安裝水泥漿液制備系統(tǒng)；c、管線連接:用壓力膠管連接灰漿泵出口與深層攪拌機(jī)的輸漿管進(jìn)口。

②試運(yùn)轉(zhuǎn)：a、電網(wǎng)電壓保持在額定工作電壓，電機(jī)工作電流不得超過(guò)額定值；b、調(diào)整攪拌軸旋轉(zhuǎn)速度，不得超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值的l0%；c、輸送漿液管路和供水水路通暢；d、各種儀表應(yīng)能正確顯示、檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

③主要機(jī)具設(shè)備：擬采用天寶機(jī)械/SP－5A深層攪拌樁機(jī)進(jìn)行深層攪拌樁的施工，電子稱自動(dòng)稱量并顯示每米注漿量。另外用BW150型泥漿泵注漿，采用ZJ－400型高速攪拌機(jī)拌制水泥漿，用BW250/ 50型泥漿泵輸漿。并配備流量計(jì)、壓力表、配電裝置和壓力膠管、壓力膠管快速接頭等設(shè)備及水、漿流量與壓力的自動(dòng)記錄儀及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速、提升速度自動(dòng)記錄儀。以上設(shè)備及時(shí)運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，施工前7天報(bào)告監(jiān)理人檢驗(yàn)。

2.2.4 壓漿漿液

（1）深層攪拌壓漿用的漿液主要材料為水泥，水泥在使用前作質(zhì)量鑒定，攪拌水泥漿液所用的水符合混凝土拌合用水的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）深層攪拌壓漿用的水泥漿液，可根據(jù)工程需要加入適量的外加劑及摻和料構(gòu)成復(fù)合漿液。所用外加劑和摻和料的數(shù)量通過(guò)試驗(yàn)確定，選用前報(bào)監(jiān)理人員批準(zhǔn)。

（3）應(yīng)按規(guī)定的水灰比配制水泥漿液，采用標(biāo)號(hào)不低于P.O32.5普通硅酸鹽水泥，水泥平均摻入比堤防工程新江為18%，基坑圍護(hù)工程為15%，水泥新鮮無(wú)結(jié)塊。

（4）施工所用水泥漿液水灰比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攪拌試驗(yàn)確定，并報(bào)監(jiān)理人批準(zhǔn)。

（5）所使用的水泥都應(yīng)過(guò)篩，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時(shí)間等應(yīng)有專人記錄；噴漿量及攪拌深度采用經(jīng)國(guó)家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行自動(dòng)記錄。

2.2.5 一般要求

（1）水泥攪拌樁施工現(xiàn)場(chǎng)事先應(yīng)予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時(shí)應(yīng)抽水和清淤，回填粘性土料并予以壓實(shí)，不得回填雜填土或生活垃圾。

（2）當(dāng)樁周為成層土?xí)r，對(duì)相對(duì)軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。

（3）攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過(guò)20次以上的攪拌。

（4）豎向承載攪拌樁施工時(shí)，停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高（300～500）mm。在開(kāi)挖基坑時(shí)，將攪拌樁頂端施工質(zhì)量較差的樁段用人工挖除。

（5）施工中保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過(guò)1%；樁位的偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)值。

2.2.6 深層攪拌樁施工

（1）預(yù)攪下沉。下沉前先用經(jīng)緯儀檢查樁架垂直度，垂直度誤差超過(guò)0.1%，應(yīng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行調(diào)整。設(shè)備應(yīng)安設(shè)測(cè)斜裝置，若機(jī)架傾斜大于0.3%，應(yīng)及時(shí)調(diào)平。接通泥漿泵與深層攪拌機(jī)，供冷卻水至深層攪拌機(jī)且冷卻循環(huán)正常，開(kāi)啟攪拌機(jī)，放松鋼絲繩，使攪拌機(jī)借自重沿導(dǎo)向架攪拌下沉。為保證樁孔不偏斜，一般鉆進(jìn)速度不應(yīng)大于0.8 m/min，土層較硬時(shí)，速度不大于0.6 m/min。攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到硬上層下沉大慢時(shí)，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水對(duì)樁身強(qiáng)度的影響。

（2）噴漿攪拌提升。深層攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度，開(kāi)啟泥漿泵，將水泥漿從攪拌頭中心管壓入地基中，邊噴邊攪，直至提出堤頂。施工停漿面高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5 m，當(dāng)水泥漿液到達(dá)出漿口后，噴漿攪拌30 s，在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬螅匍_(kāi)始提升攪拌頭。在墻體凝固后，將高出部分挖除。一般來(lái)說(shuō)，供漿量以孔口微微翻漿為準(zhǔn)。具體施工時(shí)每分鐘的供漿量又需根據(jù)提升速度的不同來(lái)確定，水灰比則根據(jù)每米需要的漿量及摻入比確定。具體選用的施工參數(shù)通過(guò)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定并報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。采用電子秤稱量每米耗漿量，自動(dòng)計(jì)量并顯示，避免人工測(cè)量產(chǎn)生的誤差。

（3）重復(fù)上下攪拌。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中至設(shè)計(jì)深度后，再攪拌提升出堤頂。根據(jù)工程實(shí)際，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，可留一部分水泥漿在重復(fù)攪拌提升時(shí)噴用。

（4）停機(jī)清洗。完成樁的噴射攪拌工作提升出地面后，停機(jī)利用清水沖洗管路及機(jī)具。

（5）單元成墻。深層攪拌按照上述程序完成Ⅰ序樁，深層攪拌機(jī)縱向平移，重復(fù)以上過(guò)程完成Ⅱ序樁，深層攪拌機(jī)再次縱移，重復(fù)以上過(guò)程完成Ⅲ序樁，并同時(shí)完成本單元墻施工。前后兩組樁相互套接，分三次成墻。

（6）施工時(shí)如因故停漿，將攪拌頭下沉至停漿點(diǎn)以下0.5 m處，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿攪拌提升。若停機(jī)超過(guò)3 h，先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。

（7）壁狀加固時(shí)，相鄰樁的施工時(shí)間間隔不超過(guò)24 h。如問(wèn)隔時(shí)間太長(zhǎng)，與相鄰樁無(wú)法搭按時(shí)，采取局部補(bǔ)樁或注漿等補(bǔ)強(qiáng)措施。

2.2.7 質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

會(huì)同監(jiān)理人進(jìn)行以下項(xiàng)目的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，并將其檢查和驗(yàn)收記錄提交監(jiān)理人。

（1）水泥攪拌樁施工前應(yīng)檢查的內(nèi)容。①樁位現(xiàn)場(chǎng)放樣成果檢查；②水泥及外摻擠質(zhì)量。

（2）水泥攪拌樁施工質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容:

①水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制貫穿在施工的全過(guò)程，并應(yīng)堅(jiān)持全程施工監(jiān)理。施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。檢查重點(diǎn)是：水泥用量、樁長(zhǎng)、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法等。

②水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可采用以下方法：a、成樁7 d后，采用淺部開(kāi)挖樁頭（深度超過(guò)停漿面下0.5 m），目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑，檢查量為總樁數(shù)的5%。b、成樁后3 d內(nèi)，用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢查每米樁身的均勻性。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3根。c、豎向承載水泥上攪拌樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。d、載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并宜在成樁28 d后進(jìn)行，檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的0.5%～l%，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。經(jīng)觸探和載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)后對(duì)樁身質(zhì)量有懷疑時(shí)，在成樁28 d后，用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣作抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。e、對(duì)相鄰樁搭接要求嚴(yán)格的工程，在成樁15 d后，選取數(shù)根樁進(jìn)行開(kāi)挖，檢查搭接情況。f、基槽開(kāi)挖后，檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，如不符合設(shè)計(jì)要求，采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。

（3）水泥攪拌樁工程的完工驗(yàn)收。水泥攪拌樁工程全部完工后，向監(jiān)理人申請(qǐng)完工驗(yàn)收，并提交完工驗(yàn)收資料：①水泥攪拌樁工程竣工圖和說(shuō)明書(shū)；②水泥攪拌樁工程材料檢驗(yàn)成果報(bào)告；③水泥攪拌樁工程載荷試驗(yàn)、承載力試驗(yàn)報(bào)告；④質(zhì)量檢查記錄和質(zhì)量事故處理報(bào)告；⑤監(jiān)理人要求提交的其它完工資料。

3 結(jié)語(yǔ)

某工程深層攪拌樁施工案例驗(yàn)證了其施工工期短、效率高并且不會(huì)造成地面隆起、不排污不擠土，施工中無(wú)振動(dòng)無(wú)噪聲不污染環(huán)境，施工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低的特點(diǎn)為后面的類似工程提供了經(jīng)驗(yàn)。

[1]張巧蘭.水泥深層攪拌樁的施工[J].山西建筑，2014，（11）.

[2]陳延飛.深層攪拌樁施工技術(shù)在試驗(yàn)水庫(kù)主壩防滲施工中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2016，（7）.

[3]郭衛(wèi)東，李偉.水泥土深層攪拌樁施工技術(shù)在興隆閘基礎(chǔ)處理工程中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2013，（9）.

2016－11－24）

張靜（1980－），女，吉林靖宇人，工學(xué)碩士，講師，工程師，目前從事水電職業(yè)技術(shù)教學(xué)工作，手機(jī)：15111060385。