談水利工程中軟土地基水泥攪拌樁的技術(shù)處理

謝泗權(quán)

摘 要：本文結(jié)合施工實(shí)踐對水泥攪拌樁在水利工程中成樁機(jī)理的基礎(chǔ)上，闡述了水泥攪拌樁處理軟土地基的施工方案、施工準(zhǔn)備及質(zhì)量檢驗(yàn)措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；軟土地基

在水利工程建設(shè)過程中，通常會遇到淤泥質(zhì)土。這些地區(qū)的軟土為高壓縮性、低強(qiáng)度土，工程力學(xué)性質(zhì)差，是控制建（構(gòu)）筑物沉降和穩(wěn)定的主要地層，這給水利工程帶來了很多不利影響。在工程施工的過程中對深厚的軟土，一般都要進(jìn)行地基處理，水泥攪拌樁的施工工期短，無大量廢土外運(yùn)，很適合堤岸基礎(chǔ)加固或在基坑開挖時(shí)臨時(shí)擋土。水泥攪拌樁按所使用水泥的物理狀態(tài)，分為漿體攪拌樁和粉體攪拌樁兩類。粉體攪拌樁適用于土中含水量大于50%的情況。

1 水泥攪拌樁在水利工程中成樁機(jī)理

水泥與土攪拌產(chǎn)生加固效果而形成樁體，這是水泥遇水后所發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)及其與土發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。

2水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)復(fù)合地基容許承載力不低于120kPa。

（2）設(shè)計(jì)樁長一般為8～18m長，樁徑為50cm，水泥采用PO42.5級，水灰比采用0.45～0.5，摻加，3%水泥體積的石膏粉，設(shè)計(jì)噴灰量為52kg/m，摻入比為15%。

（3）所有的按梅花狀格布設(shè)，并且根據(jù)不同軟基路段的填土高度采用不同的排間距和樁間距，原則上是填土高度越大，樁的間距越小。大致為填土高度4m路段，樁距為1.8m，排距為1.5m；填土高度6m路段，樁距為1.4m，排距為1.3 m；填土高度8m路段，樁距為1.1m，排距為1.0m。

3水泥攪拌樁的施工

3.1施工前的準(zhǔn)備

（1）準(zhǔn)備施工技術(shù)資料：施工場地的工程地質(zhì)報(bào)告，建筑物平面布置總圖、基礎(chǔ)平面圖原地面，高程數(shù)據(jù)表，測量控制點(diǎn)（線）位置和坐標(biāo)，室內(nèi)配比試驗(yàn)報(bào)告，土工試驗(yàn)報(bào)告，水泥攪拌樁設(shè)計(jì)樁位圖，加固深度，障礙物情況及相鄰建筑物等有關(guān)資料。

（2）平整場地。應(yīng)清除有礙成樁的混凝土塊、塊石等硬質(zhì)雜物及場地內(nèi)樹根、雜草、有機(jī)質(zhì)、腐泥等軟質(zhì)雜物，并將凹凸不平的地面回填整平。若施工場地不能滿足機(jī)械行走要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層。

（3）根據(jù)施工圖紙畫出樁位平面布置圖，在施工現(xiàn)場定出每根水泥攪拌樁的樁位，并做好標(biāo)記。

（4）成樁試驗(yàn)。試樁一般不應(yīng)少于5根。通過試樁，可以確定鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴入量等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。

3.2施工工藝

（1）做好施工平臺后放樣定位，攪拌機(jī)定位，對中。設(shè)備保持水平，鉆機(jī)主軸垂直度誤差不大于1%。

（2）預(yù)攪下沉。待攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機(jī)電機(jī)，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉。

（3）制備水泥漿。待攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)，即開始按設(shè)計(jì)水灰比拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

（4）提升噴漿攪拌。攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，要求在樁底處駐漿1min后邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，提升速度不得大于0.6m/min。

（5）重復(fù)上、下攪拌。攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)加固深度的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。不允許出現(xiàn)攪拌頭未到樁頂，料斗水泥漿已排完的現(xiàn)象。若料斗水泥漿有剩余，可在樁身上部再次攪拌，而后再次把攪拌機(jī)下沉至設(shè)計(jì)深度重新提升攪拌，以保證樁身質(zhì)量。

（6）清洗。向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中的殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。

（7）鉆具提升至地面后，鉆機(jī)移位對孔，按上述步驟進(jìn)行下一根樁的施工。

4施工控制要點(diǎn)

（1）開機(jī)前必須調(diào)試，檢查樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和輸料管暢通情況。

（2）施工時(shí)設(shè)計(jì)停漿（灰）面一般應(yīng)高出基礎(chǔ)底面標(biāo)高0.5m，在開挖基坑時(shí)應(yīng)將上部0.5m挖去。

（3）攪拌樁底垂直度偏差不得超過1%，樁位布置偏差不得大于20mm，樁徑偏差不得大于4%。

（4）施工前應(yīng)確定攪拌機(jī)的灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)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)要求通過成樁試驗(yàn)，確定攪拌樁的配比等各項(xiàng)參數(shù)和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度，使注漿泵出口壓力保持在 0.4～0.6MPa，并應(yīng)使攪拌提升速度與輸漿速度同步。

（5）制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)。拌制漿液的罐數(shù)、泵送漿液的時(shí)間等應(yīng)有專人記錄。

（6）為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口后，應(yīng)噴漿座底60s，使?jié){液完全到達(dá)樁端。

（7）預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到較硬土層下沉太慢時(shí)，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水成樁對樁身強(qiáng)度的影響。

（8）可通過復(fù)噴的方法達(dá)到樁身強(qiáng)度為變參數(shù)的目的。攪拌次數(shù)以2次噴漿4次攪拌為宜，且最后1次提升攪拌宜采用慢速提升。當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂標(biāo)高時(shí)，宜停止提升，攪拌數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。

（9）施工時(shí)因故停漿，宜將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升。若停機(jī)超過3h，為防止?jié){液硬結(jié)堵管，宜先拆卸輸漿管路，妥為清洗。

（10）壁狀加固時(shí)，樁與樁的搭接時(shí)間不應(yīng)大于24h，如因特殊原因超過上述時(shí)間，應(yīng)對最后一根樁先進(jìn)行空鉆留出榫頭以待下一批樁搭接；如間歇時(shí)間太長（如停電等），與第二根無法搭接，應(yīng)在監(jiān)理單位認(rèn)可后，采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

（11）攪拌機(jī)噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，應(yīng)有專人記錄攪拌機(jī)每米下沉和提升的時(shí)間。深度記錄誤差不得大于100mm；時(shí)間記錄誤差不得大于5s。

（12）當(dāng)攪拌樁作為承重樁開挖基坑時(shí)，基底標(biāo)高以上300mm宜采用人工開挖，以防止發(fā)生斷樁現(xiàn)象。

5水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測

（1）現(xiàn)場載荷試驗(yàn)：對于作為建筑物基礎(chǔ)的攪拌樁應(yīng)在成樁28d后按樁數(shù)1%的數(shù)量進(jìn)行單樁載荷試驗(yàn)和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，攪拌樁設(shè)計(jì)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值為110kN，復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值120kPa。

（2）取芯檢驗(yàn)：隨機(jī)抽取施工總樁數(shù)0.5%的樁體，用鉆孔方法連續(xù)取水泥土攪拌樁樁芯，可檢驗(yàn)樁體強(qiáng)度和攪拌的均勻性。取芯用Φ108巖芯管，取出后可當(dāng)場檢查樁芯的連續(xù)性、均勻性和硬度，并用鋸、刀切割成試塊做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。取樁芯應(yīng)有良好的取芯設(shè)備和技術(shù)，確保樁芯的完整性和原狀強(qiáng)度。

（3）開挖檢驗(yàn)：選取不少于總樁數(shù)5%的樁體進(jìn)行開挖檢驗(yàn)，檢查加固樁體的外觀質(zhì)量、搭接質(zhì)量和整體性等。主要檢驗(yàn)項(xiàng)目：①樁、墻的垂直和整齊度情況；②樁體的裂縫、缺損情況；③樁體強(qiáng)度和均勻性；④樁頂水平位移量；⑤坑底隆起情況。

6結(jié)束語

水泥攪拌樁在堤岸軟土基礎(chǔ)處理應(yīng)用方面，技術(shù)上完全可行、成熟，質(zhì)量是可靠、有保證的。既能有效地加固軟土基礎(chǔ)，滿足防洪工程、河涌整治的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，又在一定程度上節(jié)約建設(shè)投資：同時(shí)，由于水泥攪拌樁的施工過程中無振動、無噪音、無污染，對鄰近建筑物及周圍環(huán)境影響較小。當(dāng)然，水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)指標(biāo)還需進(jìn)一步優(yōu)化，施工中還缺少現(xiàn)代化監(jiān)測設(shè)備，不利于施工過程的數(shù)據(jù)化控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊昕瑜. 淺析水泥攪拌樁施工技術(shù)[J]. 黑龍江科技信息. 2008

[2] 周明. 淺談水泥攪拌樁在建筑施工中的應(yīng)用[J]. 科技資訊. 2008

（作者單位：梅州市永泰實(shí)業(yè)有限公司）