水泥土攪拌樁智能化施工控制

（中交四公局第一工程有限公司，北京 100020）

一、水泥土攪拌樁智能化施工控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水泥土攪拌樁智能化施工控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，其構(gòu)成元素相對(duì)較多，主要包括：數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水泥漿監(jiān)管系統(tǒng)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)等。

（二）系統(tǒng)運(yùn)行過程

在一般的水泥土攪拌樁上安裝深度調(diào)速電機(jī)、測(cè)量?jī)x、流量計(jì)等多種傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泥土攪拌樁的工作動(dòng)態(tài)并收集運(yùn)行參數(shù)，以便對(duì)水泥土攪拌樁的噴漿量和深度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（連接方式通常為有線連接）。然后再配備一個(gè)用來連接各類傳感器的監(jiān)控主機(jī)，傳感器與監(jiān)控主機(jī)應(yīng)采用無線連接，由監(jiān)控主機(jī)控制各個(gè)傳感器和水泥土攪拌樁，且監(jiān)控主機(jī)應(yīng)該具備送漿調(diào)量的自定義程序、監(jiān)控報(bào)警程序以及存儲(chǔ)功能、自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)功能。此外，還要配備一個(gè)控制主機(jī)，由控制主機(jī)對(duì)監(jiān)控主機(jī)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并及時(shí)反饋和下達(dá)指令，由于控制主機(jī)承擔(dān)著接收數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的職能，因此必須具備高強(qiáng)度的計(jì)算能力和程序設(shè)置能力，還要提前寫入各種情況的反饋指令。

施工開始前，先開啟測(cè)量傳感器進(jìn)行資料收集，再由控制主機(jī)分析數(shù)據(jù)并下達(dá)施工指令，施工完成后，只需手動(dòng)點(diǎn)擊“完成施工”，各類設(shè)備將自動(dòng)停止工作。

二、水泥土攪拌樁智能化施工控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）機(jī)械設(shè)備的選擇

一般要求攪漿桶體積大于0.5m3，配備多種功能和用途的鉆頭以及專門的動(dòng)力供漿泵。水泥土攪拌樁由底盤、支架、箱體、鉆桿、鉆頭等部件組成，在選擇水泥土攪拌樁時(shí)，要充分考慮施工設(shè)計(jì)要求和工程地質(zhì)狀況，確保機(jī)械類型和結(jié)構(gòu)盡可能統(tǒng)一。

（二）施工前的準(zhǔn)備

正式施工前，要充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如解決施工用水、用電問題，設(shè)置施工便捷通道等。打樁前，務(wù)必測(cè)量軟土地基的承載能力，判斷其是否符合施工要求以及負(fù)荷樁機(jī)的工作需求，同時(shí)，要徹底清掃加固區(qū)域，確保樁位附近無障礙物，以免影響施工質(zhì)量。此外，還要對(duì)相鄰地帶的其他建筑采取保護(hù)措施，將施工對(duì)相鄰地帶建筑的影響降到最低，以免產(chǎn)生安全事故或者其他糾紛。

（三）施工流程

正式施工前，要再次審定施工圖紙，并做好技術(shù)交底工作。除此之外，還要做好相關(guān)施工準(zhǔn)備，確保各類機(jī)械準(zhǔn)備就緒。在施工過程中，要嚴(yán)格遵循施工設(shè)計(jì)和施工方案，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)處理，待問題解決后再恢復(fù)施工。

施工的具體流程為：樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→鉆桿對(duì)中攪拌下沉，不噴漿→配制水泥漿→攪拌提升、噴漿→重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計(jì)深度→重復(fù)攪拌、噴漿提升→清洗樁機(jī)、導(dǎo)管→下一根攪拌樁施工。

試樁數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況確定（不低于3根），還要對(duì)單樁豎向承載力和復(fù)合地基承載力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。關(guān)系表達(dá)式如下：

式中，N表示樁體攪拌次數(shù)；β表示攪拌軸與攪拌葉片的垂直夾角(。)；V1表示鉆桿提升速度(m/s)；V2表示鉆桿下沉速度(m/s)；n1表示內(nèi)桿轉(zhuǎn)速(r/s)；n2表示外鉆桿轉(zhuǎn)速(r/s)；Z1、Z2表示內(nèi)、外鉆桿上攪拌葉片的總枚數(shù)。為了提升機(jī)械的應(yīng)用效率，需要了解和掌握相關(guān)機(jī)械的參數(shù)信息，這樣才能使各種機(jī)械充分發(fā)揮作用，并實(shí)現(xiàn)各機(jī)械之間的良好配合。

三、水泥土攪拌樁智能化施工控制要點(diǎn)

（一）施工技術(shù)控制要點(diǎn)

施工時(shí)，要格外注意水泥漿液的配比問題，一般情況下，水與灰的比例為1：0.5左右，且對(duì)混合漿液過濾攪拌。水泥漿液配制好后，要及時(shí)進(jìn)行灌漿或噴漿施工，以免發(fā)生離析，造成漿液浪費(fèi)；為保證砂漿流動(dòng)良好，要確保輸漿管道內(nèi)部始終處于潮濕狀態(tài)。

成樁過程中，要確保設(shè)備連續(xù)供漿，以保障施工質(zhì)量，提升樁體強(qiáng)度。需要注意的是，持續(xù)供漿重疊應(yīng)大于0.5m接樁，如果必須停漿，一定要合理把控停漿時(shí)間，時(shí)間過長(zhǎng)將會(huì)導(dǎo)致漿液失效，若想重新恢復(fù)施工，則需要拆除輸送漿液的管道并進(jìn)行全面清理，以免殘?jiān)氯艿溃蚨谑┕み^程中應(yīng)避免出現(xiàn)停漿的情況。

此外，還要合理把控?cái)嚢杼嵘俣龋_保其不高于輸漿速度；確保連續(xù)噴漿，如果出現(xiàn)噴漿不足的情況，則需要及時(shí)采取措施，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)樁；嚴(yán)格控制施工流程，避免出現(xiàn)斷漿、堵塞或機(jī)械損毀現(xiàn)象。

（二）施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1.合理確定施工工藝，提前研究施工可行性方案，同時(shí)檢查各項(xiàng)施工設(shè)備的到位情況和運(yùn)行情況。

2.嚴(yán)格控制各種原材料的質(zhì)量，如水泥材料是否合格、是否滿足施工需求等。在水泥配制過程中，要嚴(yán)格控制配合比例，以確保其滿足施工要求。

3.施工前要整理施工場(chǎng)地，并在場(chǎng)地上精準(zhǔn)標(biāo)記樁位分布，有效減少障礙物對(duì)施工的影響。

4.確保導(dǎo)向架處于垂直狀態(tài)，確保攪拌機(jī)底盤處于水平狀態(tài)。在施工過程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁基位置。

5.施工時(shí)，要嚴(yán)格把控輸漿攪拌速度，并設(shè)專人控制。與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)成型樁的檢查，重點(diǎn)查看其是否存在斷樁或者斷漿等現(xiàn)象。

6.施工完成后還要進(jìn)行必要的抽檢，以確保其符合工程要求。

7.施工完成后，對(duì)樁頂0.5m范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行人工處理，對(duì)樁頂以下1～1.5m范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行二次噴漿攪拌。

四、結(jié)語(yǔ)

目前，水泥土攪拌樁技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但由于這種工藝存在一些瑕疵，給實(shí)際施工帶來諸多不便。因此，本文對(duì)水泥土攪拌樁智能化施工控制進(jìn)行了研究，以便對(duì)同類施工提供借鑒參考。