復雜地質條件下多向水泥攪拌樁應用技術研究

李祥

摘要：多向水泥攪拌樁是淤泥、淤泥質土、素填土、松軟土等軟弱地基處理的一種有效方式，利用多向攪拌樁機在鉆進的同時將水泥噴入土體并充分攪拌，水泥與土發生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高地基強度。結合連徐鐵路連云港地區復雜地質工程實際，闡述了多向水泥攪拌樁干、濕法結合的施工工藝、方法，制定了施工參數，說明了施工注意事項和要點，為今后類似工程提供參考價值。

Abstract： Multi-directional cement mixing pile is an effective way to deal with weak foundation such as silt， silty soil， plain fill and soft soil. The multi-directional mixing pile machine is used to spray cement into the soil and fully stir， and a series of physical and chemical reactions occur between cement and soil to harden the soft soil and increase the strength of the foundation. Combined with the actual geological engineering practice of Lianyungang area in Lianxu Railway， the construction technology and method of multi-directional cement mixing pile combined dry and wet method are expounded， the construction parameters are formulated， the construction precautions and key points are explained， and the reference value for similar projects in the future is provided.

關鍵詞：多向水泥攪拌樁;復雜地質;施工技術;干、濕法

Key words： multi-directional cement mixing pile;complex geology;construction technology;dry and wet method

中圖分類號：TU642+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0189-03

0? 引言

隨著國民經濟的不斷發展，鐵路建設規模日益擴大，對質量要求越來越高。軟土地基如處理不好，會出現路基沉降、開裂等病害，對鐵路行車安全帶來安全隱患，因此，處理好淤泥、淤泥質土、素填土、松軟土等軟弱地基對鐵路建設至關重要。本文結合連徐鐵路連云港地區復雜地質工程實際，應用多向水泥攪拌樁干、濕法進行地基加固處理。

1? 工程概況

新建連徐鐵路連云港站、存車場以及聯絡線路基位于連云港市海州區，轄區范圍內地勢較平坦，主要為（沖）海積平原區，淤泥或淤泥質土層較厚，屬于高壓縮性軟土，工程性質差，易產生過大、不均勻沉降和導致地基失穩，且受既有隴海鐵路和連鹽鐵路影響，上部填土（含素填土、雜填土）分布范圍較廣。針對上述復雜地質情況，選用多向水泥攪拌樁采取“干法”施工，試驗后取芯驗證成樁效果明顯，樁身完整性好，但在地表0～3m之間由于土質（雜填土和素填土）含水量低，不滿足“干法”施工要求，導致樁身膠結性普遍較差。鑒此，結合多向水泥攪拌樁“干法”和“濕法”兩種施工工藝特點以及機械特性，采取措施提高地表雜填土和素填土的含水量，達到可滿足“干法”施工的要求，提高成樁質量和樁身完整性。

2? 施工工藝流程及施工方法

2.1 施工工藝流程

2.2 施工方法

①根據測量員放出的控制點，用鋼尺量出每根樁位，插上竹片并撒白灰點作為標記（見圖3），移動鉆機至指定位置并進行對中、調整，使鉆桿垂直度偏差不大于1.5%。進行鉆機垂直度檢查（見圖4），現場按照人工吊線初測鉆機主臂是否垂直，并在鉆機主臂上懸掛吊線錘，沿高度方向分別量取兩個不同高度的尺寸，推算并調整鉆機垂直度，使兩個方向滿足規范要求。

1）鉆進：啟動鉆機，鉆頭開始旋轉，啟動自動記錄儀，空壓機送氣，預攪鉆進，根據原地面標高和樁底高程，在鉆機主臂側貼鉆桿長度刻度線，并在鉆桿上做好標識，當標識與刻度線處于同一高度時，鉆頭即到達設計深度。

2）噴粉、攪拌：根據鉆頭構造，噴嘴位于鉆頭的最下部，位于鉆頭上端的內外鉆桿葉片起到正反攪拌，為達到更好的攪拌效果以及結合鉆頭構造，按照下鉆時邊噴粉邊鉆進攪拌，當鉆頭開始接近地面時，關閉送氣閥門，打開送料閥門，噴送加固粉料（第一次噴粉用量為總結參數中每延米水泥+粉煤灰用量的一半）至鉆頭，邊鉆進噴粉邊攪拌，在鉆頭接近設計深度時，應低速慢鉆，并觀察鉆頭進入持力層的變化值，做好記錄。

3）提升：在鉆頭達到設計深度時，樁底原位噴攪10～30s后停止噴送，邊攪拌邊提升到樁頂標高（見圖7）。

4）再次噴粉、提升攪拌：再次邊噴粉（第二次噴粉用量為總結參數中每延米水泥+粉煤灰用量的一半）鉆進邊攪拌至設計深度后停止噴送，然后再攪拌提升至樁頂，完成一根樁所有的攪拌施工。

5）移位：樁機移至下一樁位，重復進行上述步驟的施工，直至完成所有樁的施工。

3? 成樁質量檢驗

成樁28天后采用淺部開挖樁頭檢查樁身完整性，開挖深度0.5m，可見樁體圓勻，無縮頸和回陷現象，布置形式、樁間距以及直徑均符合要求，樁體符合設計和施工規范要求。直接量測樁體截面最小直徑，滿足設計要求。

成樁28天后取芯試驗。從芯樣看，芯樣連續、完整，呈長、短柱狀、混合料分布均勻，無其他異常情況，樁長符合設計要求，樁身均勻性良好。從樁長范圍內取上、中、下三個不同深度位置的芯樣試件進行無側限進行抗壓強度試驗，試驗結果均符合設計要求。無側限抗壓強度試驗28d無側限抗壓強度滿足設計要求。

成樁28天后進行單樁承載力承載力試驗。試驗結果均符合設計要求。

4? 施工過程控制要點及注意事項

①樁身上部0～3m素填土、黏土層含水量偏低采取三次咬合注水增加土體含水量，現場施工由兩臺攪拌樁機配合作業，第一臺進行注水作業，另一臺進行“干法”作業，對注水完成的樁位盡量在當日完成噴灰施工。

②施工完成的樁位采取措施進行養護，保證樁頭質量，冬季施工可采取回填土進行覆蓋或采取棉被覆蓋達到保溫效果，夏季施工選擇對樁頭進行灑水養護，保證施工完成范圍內的樁頭處于濕潤狀態，灑水養護天數不少于7d。

③攪拌樁施工過程中應經常檢查鉆頭直徑，攪拌鉆頭直徑磨耗量不大于10mm。

④施工前應認真檢查相關設備及管路系統。設備的性能應滿足設計要求，管路系統的密封必須良好，管道必須暢通。

⑤灰量自動記錄儀必須采用經國家計量部門認證的監測儀器進行自動計錄。

⑥根據電流值來判定當鉆頭進入持力層時，需降低鉆機鉆進速度，并保持連續噴粉作業，在樁底原位處保持10～30s的噴攪，確保樁底質量。

⑦鉆頭提升距樁頂1m時要放慢提升速度，保證樁頭質量。

⑧粉體噴射攪拌樁成樁過程中，應保證邊噴粉、邊鉆進連續作業，因故缺粉或停工時，第二次噴粉應重疊接樁，接樁重疊長度不應小于1m。

⑨攪拌樁因故停噴間歇時間過長，無法接續時，應在原樁位旁邊進行補樁處理。

⑩鉆機成孔和噴粉過程中產生的廢棄物做回收集中處理，防止環境污染。

5? 工藝參數總結

根據成樁檢測結果以及現場施工中各樁原始記錄，制定出一組合理參數，以指導后續施工，具體參數見表1。

6? 結束語

通過連徐鐵路連云港軟土地區工程實際，將多向水泥攪拌樁“干法”和“濕法”的施工工藝以及機械特性進行組合，改善地表雜填土和素填土含水量，有效地解決了因地表0～3m之間雜填土和素填土含水量低，不滿足“干法”施工的技術難題，工藝試驗成樁質量和樁身完整性好，達到了預期效果，在此基礎上，將此施工方法推廣應用到連云港站、存車場以及聯絡線等復雜路基的地基處理中，保證了工程質量，應用效果顯著，為今后類似施工提供參考價值。

參考文獻：

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