淺談水泥攪拌樁施工的關鍵施工技術分析

周雙

摘要：水泥攪拌樁是軟土地基處理的一種施工方法，廣泛應用于軟土地基中，尤其在路橋連接處。施工需要通過工藝試樁和施工機械確定配合比，制定施工方案。

關鍵詞：水泥攪拌樁；施工技術；關鍵技術

1 水泥攪拌樁加固軟土地基技術原理

水泥攪拌樁加固軟土地基的基本原理是：水泥作為軟土地基的固位劑，深層攪拌機用于輸送泥漿。水泥土攪拌樁是一種具有完整性和足夠強度的復合地基，以提高地基承載力。

2 工程概況及地質條件

浙江省某改建工程的K6+100～K10+650段為軟土地基段。該路段沿線地層為第四紀全新世人工堆積層、第四紀全新世沖積層、海洋沉積層、第四紀全新世沖積層和第四紀上更新世沖積層。第四系上更新統沖積層為本線主要地層，斷續分布厚度不等、埋深0.6～14.8m的濱海相沉積軟土層，軟土層厚度變化較大，最厚部分可達9.7m。含腐殖質，有機質含量一般為5.3-7.7%。土壤疏松，多為粉質粉質粘土夾雜粉質。具有天然含水量高、有機質含量高、空隙率大、壓縮性高、滲透性差、承載力低的特點，工程性能差。

由于地基承載力薄弱，自然地基難以滿足結構設計要求。各結構基礎下均設置水泥攪拌樁。樁的直徑為50厘米，樁的長度12 - 18米，樁的間距1.0米，梅花樁布局，水泥攪拌樁設計結構的外輪廓地基形成復合地基的承載力和滿足結構材料承載能力的要求。

3 水泥攪拌樁施工

3.1 鉆機就位施工

將鉆機移至指定的樁對中時，鉆機對中偏差不應超過2cm，鉆桿應保持垂直于地面。通過懸絲錘檢查，偏差控制在1%以內。當鉆機精確對準時，應放慢鉆進速度，防止鉆進偏差在距原地面1米以內。一切正常時，鉆孔速度控制在1.0 m/min以內。同時，可操作灰泵給料漿，鉆孔至設計深度，停止前向鉆孔灌漿，然后對鉆桿進行翻轉和提升，使土漿和水泥漿充分進行混合。在第二次升力結束時，當鉆頭提升到設計的灰渣停止表面時，關閉灰渣泵，在原地緩慢旋轉約2至3分鐘，將鉆桿中的灰分清空，并將樁壓成形狀。為了保證樁頭質量，在要求將水泥漿提高到設計樁頂的高度位置時，根據料斗中的設計量配制的水泥漿剛剛用完。如果鉆機發生灌漿失敗或停機，應立即進行反復攪拌和噴射，攪拌頭應沉至灌漿停止點以下1米處，以防止斷樁或灌漿不足。

3.2 試驗

水泥土攪拌樁在軟土地基加固中的應用在我國已有不到20年的歷史。其加固機理、設計理論和施工技術都不完善。同時，地基土的地質條件和性質也各不相同。在采用水泥土進行軟土地基加固前，必須進行室內試驗、原位試驗和施工工藝試驗。

首先選擇幾個有代表性的施工現場，現場取土樣，連同實際施工中使用的水泥，將攪拌水送至實驗室，按照配方操作規程制作試件（邊長為70.7mm）。試驗塊成型后1～2天進行無側限抗壓強度試驗，稱重后進行標準衛生保健。達到規定齡期后進行無側限抗壓強度試驗，無側限抗壓強度不小于1.0Mpa（28天）。

P.O42.5（普通硅酸鹽水泥）用于配制水泥攪拌樁施工用水泥漿，并按設計要求加入外加劑。水泥含量為被加固濕土質量的12～20%，每米樁長不小于50kg，水灰比為1：0.45～1：0.55。通過室內配比試驗，確定了最佳配比，驗證了設計參數的合理性，并對試驗技術和施工工藝進行了試驗。

3.3 控制攪拌均勻度和送灰量

嚴格按照設計要求控制注漿量和提升速度，保證樁體內各深度充分混合。在給漿液過程中不允許有斷灰現象。應由專人監控送漿設備，防止集料料斗內無灰或管路堵塞。

3.4 嚴格控制水泥漿的用量與質量

嚴格控制施工砂漿用量和水灰比，施工過程中，需要注意灰泵儀表和壓力表，并做詳細記錄，以達到經濟合理的灰分。水泥在運輸和貯存過程中，應注意防潮，在使用前，必須通過2.5mm篩網，清除雜物和硬質，以堵塞管道。水泥漿應在現場配制和使用，不得停放太長時間。

3.5 施工過程中，設專人實施全程跟蹤記錄

它包括噴射混凝土的數量、深度、噴射量、二次噴射混凝土的數量以及完成每一樁處理的時間，應及時總結，提交工程部門分析總結，并及時反饋給施工隊伍進行參數修正和事故處理，以實現信息化建設。

3.6 質量檢驗

采用輕型動力觸探（N 10）法對水泥攪拌樁在竣工后7天的強度進行了測試。通常，接觸點是樁直徑的四分之一。當100mmn10的穿透小于10：00時，視為不合格，采樣頻率為100。對各結構進行了復合地基荷載試驗。在樁形成后28天內，隨機選擇試驗位置并對樁進行試驗。復合地基承載力不小于150 kPa，安全系數K為2。應嚴格按照《YBT225-91（軟土地基深層攪拌技術規程）》和《設計要求》進行質量驗收。根據水泥攪拌樁施工質量控制，樁長主要受施工前鉆桿長度的控制。允許偏差主要為2cm-5cm，樁的垂直度整體調整控制。樁的有效長度由施工前的鉆桿長度控制。在設計中，樁身強度主要為樁身直徑的1/4。如果荷載與地基一致，則主要在樁身上進行。

3.7 質量控制

當樁頭直接接觸上部結構時，會產生應力集中。因此，應在樁頂以下2.5m范圍內減小提升速度，并根據設計要求在現場攪拌1分鐘，以提高樁頂強度。在打樁過程中，由于某些原因，應停止施工。第二次灌漿應與樁連接并與樁重疊。剪切長度不得小于1m，并應作出相應記錄。如果機器停了半個多小時，必須先清洗管子。在施工過程中，由于蓋層力小，攪拌質量差，水泥攪拌樁在50 cm以內的樁頭應切斷。設計樁長是樁頭開孔后的實際長度。

4 施工安全與文明施工保證措施

根據國家有關安全生產的政策、法規、規章、規范和標準，結合本工程實際，制定本工程安全管理制度。

4.1 有時會遇到地下某一深度出現硬質土，此等工程要視情況而定，做到具體問題具體分析。當硬土厚度小于50cm時，由于易直接鉆進，只需投入大量泥漿，故在硬層破碎工程中總是首選。如果在土層中較難進行硬鉆，就無法控制鉆速。在增加返漿量的同時，必須增加動力頭的重量，最下表面的兩個攪拌葉片必須焊接一定強度的破碎葉片。它有助于快速突破硬土。

4.2 通過計算得到樁體承載力層的確定。根據工程經驗可知，一般情況下樁體應延伸至不超過50cm的承載層。深埋會造成一些不必要的危險。例如，當樁身底部受力過大時，水泥砂漿無法滲入樁底，會阻礙樁體的形成，最終影響樁身達到設計要求。粘土，底土堅硬，鉆孔成型困難，甚至難以鉆孔，土壤根本不能破碎。在無砂漿鉆孔的同時，如果土體不能破碎，就有可能發生膏體鉆孔。土體會與鉆頭形成圓柱形體擠壓樁內土體，造成樁頭損失或樁內水泥砂漿逃逸。水泥攪拌樁施工中通常采用鉆孔和噴射兩種方法，如果樁頭太深進入支護層，為了防止鉆孔過程中出現空心現象。管堵塞需要連續灌漿，直到項目完成后，因為底下鉆的速度遠不同于自上而下的開采，這將導致更低的水泥砂漿的實際使用超過計劃的價值，和過度的砂漿將波及地面，導致工期短，項目不滿足使用要求。樁頂承載力地層過深會增加工程造價，不值得損失。因此，對水泥攪拌樁的承載力層進行控制是十分重要的。

4.3 樁機井架不得松動，必須完全固定，施工過程中樁機不得傾斜，以保證樁身質量符合要求。

4.4 在許多工程中，現澆混凝土的面積或長度過大，不能保證混凝土各部位的密度不發生偏差，導致現澆混凝土的力學性能不能統一。為保證樁身各部位砂漿振動均勻，打樁機鉆頭應配備不少于6個橫向攪拌葉片。

4.5 配合比是衡量混凝土質量的有效指標。只有按照設計要求和規定的配合比，才能保證樁身的工程要求。每樁所用的水泥應盡可能均勻。為便于施工和合理監理，在樁長相同的情況下，應將單樁混凝土攪拌分為1 ～ 2次。如果樁身短，可同時攪拌2 ～ 3根水泥攪拌樁。

結語

綜上所述，水泥土攪拌樁復合地基是眾多復合地基的代表之一。具有工期短、污染少、振動小、經濟效益顯著的特點。它是國內外地基處理的主流技術之一，在我國得到了迅速的發展和應用。

參考文獻

[1]李開明.淺談水泥攪拌樁試.樁試方法[J].江西建材，2016（01）

（作者單位：中交一公局廈門工程有限公司）