淺談水泥攪拌樁在施工過程的應(yīng)用

林志藝

廣州港工程管理有限公司 廣東 廣州 510700

引言

水泥攪拌樁的應(yīng)用可提高工程施工中軟基處理效果，在實際應(yīng)用中，通過對水泥攪拌樁進行攪拌處理，可提高軟基的綜合強度。水泥攪拌樁在實際施工應(yīng)用中，可劃分為單軸、雙軸、三軸等形式，在利用深層攪拌機下，可對軟土與水泥進行強制攪拌，并通過水泥與軟土的物理、化學(xué)反應(yīng)，從而提高水泥攪拌樁的穩(wěn)定性以及力學(xué)強度。因此，研究與分析水泥攪拌樁施工中的實際應(yīng)用，要結(jié)合工程的實際情況，對水泥攪拌樁的實際施工方式以及攪拌樁質(zhì)量等進行控制，從而提高工程施工質(zhì)量。水泥攪拌樁本身是一種良好的軟弱地基處理方式，因其具有強度高，穩(wěn)定性好，使用壽命長，施工簡單，工期短，對原狀土擾動小等優(yōu)點，在建筑工程中應(yīng)用廣泛[1]。

1 施工準(zhǔn)備和技術(shù)指標(biāo)

1.1 施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容

1.1.1 施工前準(zhǔn)備。在水泥攪拌樁施工過程中，要結(jié)合工程項目的實際情況，對施工方案、施工方式等進行綜合控制，提高水泥攪拌樁的綜合施工水平。重點對設(shè)計文件、施工方案以及周邊環(huán)境等進行評估，從而確定水泥攪拌樁的施工方式，保證水泥攪拌樁的有效性與可靠性。

在施工區(qū)近平整好場地作為施工工具、材料堆放等施工場地。

進場施工所需的設(shè)備，包括水泥攪拌樁機、吊車、電焊機等。

攪拌樁的噴粉量、噴漿量和攪拌深度應(yīng)采用經(jīng)國家計量部門認證的監(jiān)測儀器進行自動記錄。

水泥攪拌樁施工的前期準(zhǔn)備階段要對機械設(shè)備、管路以及閥門密封性等進行檢查，在檢查與評估中，要保證送粉管理的長度在60m以內(nèi)。

每兩臺攪拌樁樁機配備一個80t臥式水泥存儲罐，水泥罐基礎(chǔ)應(yīng)平整夯實，并澆筑25cm厚C25鋼筋混凝土，水泥罐支腿焊接在預(yù)埋在基礎(chǔ)里面的鋼板上，水泥罐頂部設(shè)置防塵設(shè)施。

1.1.2 施工前試樁工序。水泥攪拌樁施工前的試樁處理要結(jié)合工程項目的實際需求，對噴漿量的水泥摻入量、水灰比等相關(guān)參數(shù)進行計算與統(tǒng)計，例如，在水泥攪拌樁試樁施工中，要對鉆桿速度、噴粉的壓力、斷粉量、攪拌機的轉(zhuǎn)速等相關(guān)指標(biāo)進行調(diào)整與控制。與此同時，結(jié)合下沉的阻力變化，可以對攪拌頭、電動功率以及攪拌葉片的寬度等進行檢驗與分析，從而保證水泥攪拌樁的綜合施工控制水平。在進行試樁檢驗與分析中，還需要對水泥攪拌樁的無側(cè)限抗壓強度、單樁的承載力進行檢驗與分析，保證水泥攪拌樁的綜合施工質(zhì)量。

1.2 技術(shù)指標(biāo)

結(jié)合工程項目情況，水泥攪拌樁采用Φ1000mm單樁，樁距2m，正方形布置，水泥攪拌樁置換率為25%。水泥攪拌樁在實際施工中，水泥以42.5#普通硅酸鹽為主，水泥漿的水灰比為0.45～0.55之間，并對水泥樁的抗壓強度進行控制，將其控制在1600KPa以上，在28d下，水泥攪拌樁鉆芯的抗壓強度要在700Kpa以上，水泥攪拌樁在加固處理后，地基的承載力要控制在120KPa以上，從而保證水泥攪拌樁的綜合施工水平。

2 主要施工工藝

2.1 施工順序

準(zhǔn)備工作 → 測量放樣 → 樁位定位 → 噴漿下沉 → 提升攪拌

重復(fù)噴漿下沉 → 重復(fù)提升攪拌 → 沉樁完成 → 移機下根施工

2.2 施工方法

2.2.1 場地平整。水泥攪拌樁施工現(xiàn)場應(yīng)預(yù)先平整，應(yīng)清除地上和地下的障礙物。根據(jù)護岸坡度要求和水泥攪拌樁樁頂標(biāo)高要求，使用挖機將水泥攪拌樁施工場地平整，臨水區(qū)域應(yīng)抽水和清淤，回填黏性土料并壓實，保證樁機平穩(wěn)不發(fā)生傾覆。

2.2.2 測量放樣。采用GPS測放出每排樁控制樁位和邊線范圍，再根據(jù)樁位的布置形式和間距測放出攪拌樁樁位，并插竹簽標(biāo)記好樁位。

2.2.3 攪拌樁就位。檢查鉆桿長度，鉆頭直徑，連接好輸漿、噴粉管路，將樁機定位、對中，調(diào)整導(dǎo)向架直至垂直，垂直度偏差不宜超過1%；由現(xiàn)場質(zhì)檢人員檢查確認無誤后開始開機作業(yè)，設(shè)計要求采用4攪2噴工藝施工。

2.2.4 水泥漿制備。嚴格按最佳水灰比進行配料，用砂漿攪拌機拌和，每次攪拌不得少于3分鐘。水灰比符合設(shè)計要求為0.45～0.55（具體根據(jù)試樁的參數(shù)確定），使水泥漿充分攪拌均勻。制作好的水泥漿，放入罐（池）中，指定有專人進行攪拌，確保水泥漿稠度均勻，放入量不得少于每根樁設(shè)計用量。

2.2.5 向下鉆進至設(shè)計標(biāo)高。水泥攪拌樁在實際施工過程中，可對向下鉆進速度、鉆進強度等進行控制，鉆頭的下沉速度要控制在0.5m/min以內(nèi)，避免出現(xiàn)堵塞噴射口的情況。在這一階段，鉆進過程不噴射加固材料，而是會噴射壓縮空氣，通過空氣排出，進一步減小負載扭矩。水泥攪拌樁設(shè)計要求打穿本工程的軟弱地基層，①層填土或②a層淤泥層或④層淤泥質(zhì)混砂層土，進入下臥層好土層不小于1m。

2.2.6 提升噴漿至樁頂標(biāo)高。水泥攪拌樁的施工中，攪拌機的提升速度要控制在0.5m/min以內(nèi)。水泥漿液噴入量由電腦直接計量，并打印出施工各項參數(shù)。設(shè)計停漿面應(yīng)超過樁頂設(shè)計標(biāo)高50cm，將上部質(zhì)量較差的樁段挖去50cm，并應(yīng)挖除在施工中由于攪動引起的表層松散土[2]。

2.2.7 向下復(fù)攪樁全長。第一次的噴漿施工后，結(jié)合攪拌情況要繼續(xù)進行鉆頭下沉，并在下沉中進行補漿。在達到設(shè)計位置深度后，可添夠水泥漿液與土的充分攪拌。

2.2.8 提升鉆桿復(fù)攪。水泥攪拌樁施工要提升鉆桿，并重新進行攪拌，并保證攪拌均勻。

2.2.9 清洗。水泥攪拌樁施工中的清洗工作要對軟土層進行處理，并通過灰漿泵，清洗殘存的水泥漿，保證再次攪拌的有效性。

2.2.10 移位。樁機移至進行下一樁位，重復(fù)進行上述步驟的施工。

2.3 質(zhì)量控制

水泥攪拌樁在實際施工中的應(yīng)用，則需要對材料質(zhì)量、水泥樁徑、復(fù)攪工藝的應(yīng)用進行有效控制，對提高水泥攪拌樁的質(zhì)量控制水平有促進作用。

2.3.1 水泥質(zhì)量：在水泥攪拌樁的施工中，以普通硅酸鹽水泥為主要材料，所以，要保證水泥出廠值會亮達標(biāo)，并利用專用的水泥灌及運輸車進行存儲與運送，還需要在這一過程中注意防潮處理。

2.3.2 灰量控制：水泥攪拌樁的灰量要控制在規(guī)定值的±5%以內(nèi)。

2.3.3 樁徑：結(jié)合水泥攪拌樁的實際施工需求，對鉆頭的質(zhì)量進行檢驗，并及時更換鉆頭，從而保證鉆進施工的綜合質(zhì)量。

2.3.4 施工過程中，則需要從鉆進噴漿、攪拌以及復(fù)噴復(fù)攪的方式進行施工質(zhì)量控制，這一施工過程中，提升攪拌速度會直接影響水泥攪拌樁的質(zhì)量，所以，要對提升速度進行有效控制，保證水泥攪拌樁的充分攪拌質(zhì)量。

2.3.5 水泥攪拌樁的垂直度對實際施工質(zhì)量會產(chǎn)生直接的影響，所以，要對鉆桿以及吊錘的多方向距離進行控制，保證水泥攪拌樁的施工控制水平。

2.3.6 第一次下鉆階段，為保證下鉆順利，要將噴漿量控制在總量的1/2以內(nèi)，并避免帶水下鉆，保證后續(xù)施工工作的有序落實。

2.3.7 水泥攪拌樁的質(zhì)量控制要在底部噴漿階段停留30s左右，并對樁體攪拌處理過程進行質(zhì)量控制，從而保證攪拌控制效果。

2.3.8 針對水泥攪拌樁的工藝流程，對樁號、噴漿深度、標(biāo)高以及噴漿壓力等相關(guān)參數(shù)進行統(tǒng)計與記錄，保證水泥攪拌樁施工工作有據(jù)可查。

2.3.9 水泥攪拌樁施工的允許偏差、檢驗數(shù)量和方法應(yīng)符合表1所示。

表1 水泥攪拌樁施工的允許偏差、檢驗數(shù)量和方法

2.4 質(zhì)量檢測分析

2.4.1 在水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測與分析中，要在水泥攪拌樁成樁后，利用鉆孔取芯法對樁體進行檢測。在對水泥攪拌樁的力學(xué)承載力進行檢測中，可對水泥攪拌樁的抗壓強度、總樁數(shù)的0.5%且不少于6點/個的強度檢驗，抗壓強度在1600Kpa以上則質(zhì)量達標(biāo)。

2.4.2 水泥土攪拌樁的質(zhì)量檢測還需要在加固處理后，對地基承載力進行檢驗，地基承載力要控制在120Kpa以上。

水泥攪拌樁的質(zhì)量檢驗要結(jié)合樁體的實際情況，對樁體的擠壓密度、抗壓強度以及承載力等進行檢測，并與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行比對，從而保證水泥攪拌樁的質(zhì)量可以滿足實際施工的綜合需求。

2.5 質(zhì)量問題與預(yù)防

2.5.1 因外界因素或機械設(shè)備自身原因可能會造成斷樁，噴灰不均、攪拌不均則會引起樁體的強度不均。

防治方法：①鉆頭鉆到設(shè)計深度后，鉆頭會停滯一段時間，從而保證水泥可以達到樁底。②在水泥攪拌樁的實際施工中，要保證水泥漿的密度，并實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。③水泥攪拌樁的提升速度以及攪拌速度等進行結(jié)合水泥攪拌樁的質(zhì)量要求進行控制，保證噴灰的均勻性。④水泥攪拌樁的鉆進地下1m后，要對水泥攪拌樁的噴灰、攪拌速度等進行放緩控制，在即將出地面時，則需要停止提升，并進行攪拌處理。⑤當(dāng)樁長達到10m后，則需要對鉆進的提升速度進行控制，并對噴入量進行控制，保證水泥攪拌樁的綜合施工質(zhì)量。

2.5.2 鉆桿未能到達設(shè)計底標(biāo)高或鉆進速度較慢阻力大。防治方法：①適當(dāng)調(diào)高施工電壓。②適當(dāng)沖水減小其鉆進阻力。③增加攪拌機的自重或開動加壓裝置。

2.5.3 樁軸線偏移。防治方法：①壓實、平整場地。在對水泥攪拌樁的軸線便宜問題進行控制中，則需要對施工場地的平整度進行測量，如果出現(xiàn)偏差，則需要對水泥攪拌樁的傾斜度以及鉆進施工過程等進行綜合控制，提高水泥攪拌樁的施工控制水平。②定期檢查鉆頭、鉆桿等，如果發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)損壞的情況，則需要及時進行更換與維修。③水泥攪拌樁在實際施工中，軟硬土層的交界，則需要采用低速鉆進的方式進行處理，并對鉆孔的有效性以及可靠性等進行綜合調(diào)整與控制，提高水泥攪拌樁的施工質(zhì)量控制水平[3]。

2.5.4 卡鉆。防治方法：①實行慢速鉆進。②改進鉆頭。③如位置較淺，可用其他方法疏松土層后再鉆。④如提升鉆桿時卡鉆，則應(yīng)暫停噴灰，待正常后在施工。

3 結(jié)束語

水泥攪拌樁是一種有效處理軟基的辦法，對工程建成后防止地基沉降有很顯著的效果。對水泥攪拌樁的研究，必須根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件和土質(zhì)成分，通過試驗的辦法來確定不同的配合比。通過各個項目的不同施工環(huán)境及特點，來不斷地積累和總結(jié)施工經(jīng)驗，那樣才能在今后的施工過程中更好地運用該工藝，提高水泥攪拌樁在軟基處理中的應(yīng)用、推廣。