淺談水泥攪拌樁在施工工程中的質量控制要點

邱楚強 游 鋒

（中交廣州航道局有限公司， 廣東 廣州 510000）

0 引言：

水泥攪拌樁是以水泥為固化劑，通過水泥攪拌樁機與軟土拌和、硬化，來提高地基強度的軟土地基處理技術。該技術處理效果顯著，在工程施工中確保工程質量的前提下能縮短基礎結構處理的工期，還能降低施工成本。水泥攪拌樁在軟土地基處理中是經濟、科學的施工技術。水泥攪拌樁處理軟土地基屬于隱蔽分項工程，應嚴格施工過程中的管理，加強對各個環節的把控才能保證施工的質量，如果被上部工程結構覆蓋，出現隱患也不好補救。因此，掌握水泥攪拌樁質量控制要點是非常重要的。

1 工程概況

京杭運河杭州段航道整治工程新建護岸的護岸結構型式分為A-1.0、A-0.5和Y-1.0三種型式。表2-1為各結構型式地基處理要求。本工程基礎結構處理根據不同的地質條件分別采用天然地基、拋石、水泥攪拌樁。采用水泥攪拌樁處理軟土地基的施工段土質均為粘土、淤泥質粘土，樁基呈梅花形如圖2.1所示。

表2 -1 各結構型式地基處理要求

圖2.1 水泥攪拌樁施工

2 水泥攪拌樁施工質量控制要點

水泥攪拌樁是以水泥為固化劑，通過攪拌機械與軟土強制攪拌，發生物理化學反應使水泥土硬化，來提高地基強度的軟土地基處理技術。本工程水泥攪拌樁施工工藝流程為施工前準備，土方開挖、平整場地，試樁施工，樁位放樣，樁機就位、調整，鉆進和提升噴漿攪拌，清洗輸漿管、移機。

2.1 施工前控制要點

水泥攪拌樁施工前，需要平整場地、原材料進場、配合比試驗、施工放樣、機械設備進場，根據現場實際情況計劃進行5根水泥攪拌樁工藝性試樁施工，確定最后的水泥摻合量、水泥漿的水灰比、泵送時間、攪拌機提升速度等施工具體技術參數。

（1）平整場地

水泥攪拌樁施工前，先進行場地平整，本工程軟基處理的施工區域地貌主要為魚塘、種植地、荒地，根據測量放樣所得原地面標高在3m左右，設計要求水泥攪拌樁頂標高為-1.05m（-0.55m），種植地、荒地需要先清理地表的樹木、雜草等障礙物，再用挖掘機進行土方開挖及平整，平整后標高控制在2.0m左右；魚塘清表前先將塘內水抽干凈，再用挖掘機清除表層的淤泥，最后平整場地，場地平整后的標高控制在1.0m左右。

（2）原材料控制

水泥作為水泥攪拌樁最重要的原材料，進場時需要把好關。設計要求水泥攪拌樁采用P·O 4 2.5水泥，水泥采用袋裝水泥，規格為50kg/袋，強度等級采用P·O 42.5，袋裝水泥便于現場工作人員控制水泥用量。收料員要做好進場臺賬，檢查水泥出廠合格證是否合格，并將水泥樣品送往檢測單位進行檢測。存放水泥時，需要做好防潮、排水措施。

（3）配合比控制

水泥攪拌樁施工前應進行擬建基礎軟土的室內配比試驗，驗證其有效性，然后對現場最弱層的軟土，選用合適的水泥及摻量。按設計確定的水灰比0.5拌制水泥漿。根據水泥土配合比設計試驗報告，水泥摻入比為15%，水泥：水：土=268：134：1790.

（4）測量放樣

在水泥攪拌樁施工區，采用全站儀測放出控制點和邊線范圍，再根據設計圖紙中樁位的布置形式和間距，用白灰粉放出攪拌樁樁位中線和外邊線，在外邊線挖條溝，用于后續水泥攪拌樁施工時排廢水或水泥漿。

（5）機械設備控制

進場時對機械設備要認真檢查，包括樁機鉆頭直徑、壓力泵、電機、輸漿管、水泥漿攪拌池、水泥漿儲存罐大小等，，為了記錄每根樁的噴漿量和鉆進深度，在樁機上配備自動記錄儀和打印設備，以便了解水泥攪拌樁噴漿均勻性和鉆進深度。

（6）水泥摻量及漿液控制

水泥攪拌樁的水泥摻量是保證質量的重要因素，為了加強控制、方便現場施工員控制水泥用量，我們需要計算分析每根樁需要水泥的用量。

根據水泥土配合比設計報告，已知水泥：水：土=268：134：1790，水泥攪拌樁的樁徑d為600mm，水灰比0.5，水泥漿比重1.8，水泥的摻量為15%，按公式3-1計算單根樁每延米平均水泥用量。

式中m-單根樁每延米平均水泥用量，單位kg；

d-水泥攪拌樁直徑,單位m；

h-水泥攪拌樁樁長，單位m；

Mc-配合比中每方所需水泥用量,Mc=268,單位kg/m3；

由3-1公式計算單根樁每延米平均水泥用量

m=3.14*0.62*1/4*268=75.7kg

按公式3-2折算單根樁水泥漿用量

式中V-單根樁水泥漿用量，單位L/m；

Mw-配合比中每方所需水的用量,Mc=134,單位kg/m3；

ρ-水泥漿比重，ρ=1.8,單位kg/m3；

由3-2公式計算單根樁每延米水泥漿用量

V=3.14*0.62*1*(268+134)/（1.8*4）=63.114L/m

本工程水泥一袋50kg,水泥攪拌樁為7m和6m樁，7m樁水泥用量為530kg,考慮鉆頭入土到樁頂位置的噴漿量和損耗，水泥需12袋左右；6m樁水泥用量455kg,慮鉆頭入土到樁頂位置的噴漿量和損耗，水泥需10袋左右。

2.2 施工過程中控制要點

2.2.1 樁機調整控制

由專人指揮樁機移動就位，移機前看清樁機四周有無障礙，如有障礙及時排除。移動結束后，檢查樁機的定位情況，并及時糾正。為了能夠保證水泥攪拌樁的垂直度，在樁機井架的正面和側面吊掛垂球，來控制樁機是否傾斜。

2.2.2 鉆進和提升噴漿攪拌控制要點

本工程水泥攪拌樁施工采用兩攪兩噴的工藝。為防止噴漿口堵塞，鉆頭入土時，就開始噴漿，在未到達水泥攪拌樁樁頂標高時，可以降低水泥漿的濃度，但一定不能空鉆不噴漿。在下鉆的時候，鉆進速度可由電機的電流監測表控制(一般為0.38～0.75m/min)，到達設計長度的位置時，在樁底持續攪拌噴漿不小于30s。在攪拌的過程中要保證水泥漿充足，避免出現鉆頭未到達樁底位置無水泥漿的現象。

提鉆時，攪拌和噴漿同時進行，在鉆頭到達設計深度時，攪拌樁機需在樁底標高位置停留旋轉30s后方能開始提鉆噴漿，同時嚴格按設計規定的速度提升攪拌機（一般為0.3～0.5m/min）。現場管理人員或監理可以通過觀察鉆桿頂部在樁機機架的位置，來確定水泥攪拌樁目前的樁長，機長可以在電腦上設定鉆入深度來控制樁長。通過本工程現場施工，單根樁完成所需噴漿壓力不小于0.4MPa，時間不少于40分鐘。

2.2.3 水泥漿質量控制

根據水泥漿攪拌水灰比0.5及水泥漿罐的容積，提前計算出水泥漿罐中最多能放多少水泥和水。在配置水泥漿時，先加入水，再加雙倍的水泥用量，考慮到方便施工人員控制水泥漿的質量，在攪拌池中做好刻度標記，以25升水為單位標記出水位刻度。為了更好的控制施工過程中水泥漿的質量，在水泥漿罐旁邊配備泥漿比重計，取水泥漿樣品時不能在攪拌池中取樣，在水泥漿罐中取。因為攪拌池中的水泥漿未攪拌均勻，影響試驗結果。如圖2.1所示。

圖2.1 檢測水泥漿比重

為了保證單根樁在鉆進和提鉆過程中，水泥漿一定要充足、輸漿連續，可以在水泥漿罐的罐壁上做好單根樁需要用水泥漿的刻度標記，這樣也方便施工人員把控水泥漿的用量。

2.2.4 清洗輸漿管、移機

清洗時，向輸漿管中注入適量清水，開啟泥漿泵，將輸漿管中的殘存水泥漿清洗干凈，以防下次施工時輸漿管堵塞，導致爆管；將粘附在攪拌頭上的水泥土清洗干凈，防止影響鉆進速度。移機時，要控制好樁機的垂直度及樁位的偏差，一定要控制好鉆頭和樁位放樣點在一條線上，然后才能入土開鉆施工。

3 質量檢驗

為了保證水泥攪拌樁施工后滿足設計要求，達到軟土地基硬化的效果，需要對施工后的水泥攪拌樁進行質量檢測，本工程采用地基承載力試驗和鉆芯取樣來檢測水泥攪拌樁。

3.1 地基承載力試驗

水泥攪拌樁處理后的地基主要承擔豎向荷載，為了檢測處理后的地基滿足表4-1設計要求，本工程在水泥攪拌樁施工完成28天后委托第三方檢測單位進行地基承載力試驗，檢測頻率為總樁數的0.75%，不少于3處。

表4 -1 水泥攪拌樁設計要求

3.2 鉆芯取樣試驗

為了檢測水泥攪拌樁在施工過程中水泥和土的拌和程度、樁身的強度及樁長，在沉樁28天后，委托有資質的檢測單位對攪拌樁進行鉆芯取樣，取樣時不能在樁心位置，一般在距樁徑1/4處垂直取樣，觀察樁的完整性和均勻性。取芯樣進行打磨處理，做28天無側限抗壓強度來檢測水泥土的強度。水泥攪拌樁鉆芯取樣的檢測數量為施工總根數的0.75%，具體的設計要求見表4-1。

4 結束語

本文通過簡述京杭運河浙江段四改三工程水泥攪拌樁施工工藝，闡明水泥攪拌樁施工質量控制要點，通過對質量控制要點的管控，保證水泥攪拌樁施工質量，希望對后續類似工程施工起到借鑒作用。