天然氣場站水泥土攪拌樁地基監理質量控制研究

馬淑乾

（魯焱工程技術咨詢有限公司，山東 濟南 250000）

天然氣場站是國家能源戰略建設的重要組成部分，其中地基工程的穩定性和可靠性對于整個場站的正常運行和安全生產具有重要的意義。在施工過程中攪拌樁在作為軟地基的技術比較常用，因其施工簡便、效果明顯，已經廣泛應用于天然氣場站等工程中。然而，水泥土攪拌樁的質量控制尤為關鍵，涉及施工監理等多個環節，需要運用嚴格的技術標準和監理規范來保障地基工程的質量和安全。

本文以天然氣宿州-黃山干線巢湖-江北產業集中區段項目白橋末站水泥土攪拌樁地基為研究對象，主要聚焦于監理質量控制的關鍵問題。我們在現有研究的基礎上，對水泥土攪拌樁地基施工監理質量控制的方法和技術手段進行了深入探討，旨在為工程監理和相關從業人員提供更多實用的指導意見。本文還通過實際工程案例的分析與總結，提出了在水泥攪拌樁施工中通過監理質量控制手段和措施，并對天然氣場站水泥土攪拌樁地基監理質量控制的未來發展進行了探討。我們相信，這些研究成果將對實際工程中的監理質量控制工作具有重要的參考和借鑒作用。

1 天然氣場站水泥土攪拌樁地基技術

1.1 水泥土攪拌樁技術簡介

水泥土攪拌樁技術是在土體中注入水泥漿的同時機械攪拌，使土體與水泥漿充分混合，并在攪拌過程中形成樁體，以達到加固土體、承載荷載和抗側移的目的。該技術在天然氣場站的地基工程中被廣泛應用，對地基的承載力和穩定性提升有很大的幫助，保證工程的安全可靠性。水泥土攪拌樁技術具有操作簡單的優點，施工速度快且成本低廉，且適用范圍廣泛。由于水泥土攪拌樁地基具備隱蔽性，不易進行質量監管，因此需要引入監理質量控制的手段來確保工程質量。

1.2 水泥土攪拌樁在工程中的應用情況

隨著天然氣場站建設的快速發展，水泥土攪拌樁作為一種新的普遍地基處理技術，已經廣泛應用于各類工程中。水泥土攪拌樁起到了不同于傳統地基加固技術的作用，其特點在于可以達到較大的承載力和較好的變形性能。因此，在天然氣場站工程中，遇到軟地基后，比較常用的就是水泥攪拌樁作為處理方法，以保障設施和設備的穩定運行。天然氣場站水泥土攪拌樁地基的應用主要體現在以下幾個方面：首先，當場地承載力不足或者地基土層狀況復雜時，通過用水泥攪拌樁施工對地基承載力有快速的提高，保證工程安全運行；其次，水泥土攪拌樁可以消除場地差異性或者地基變形等問題，從而保證設備的長期穩定性；最后，采用水泥土攪拌樁還可以減少工程建設周期和投資成本，提高施工效率。

因此，天然氣場站水泥土攪拌樁地基技術在工程中得到了廣泛應用，而合理的監理質量控制則是保障工程質量和安全的重要因素。

2 天然氣場站水泥土攪拌樁地基監理質量控制

天然氣宿州-黃山干線巢湖-江北產業集中區段項目白橋末站位于和縣白橋鎮。該工程站址用地面積：3710.7m2，建筑面積：1119.3m2，包括：通風區、工藝單元區、閥門組區、輔助生產室等。本場地1層為素填土,不可利用。第2 層淤泥質粉質黏土承載力低，不可直接利用，對這種地基，根據設計要用水泥攪拌樁進行處理，然后覆蓋褥墊層作為持力層。經過多方案比較和論證，本項目設計攪拌樁的直徑為500mm，樁間距沿擋土墻長度為1.5%。樁間距沿擋土墻寬度為1.5%。廣場布局，面積更換率約為0.5%。樁尖須穿過軟土層，進入3 層不少于1.5%的粉質粘土層。單軸攪拌樁根據設計圖紙要求，要求用P.O42.5 級的普通硅酸鹽水泥，20%水泥摻量，水灰比0.5。采用“四攪二噴”施工工藝有效樁長上部3m 復噴。施工時嚴格控制水灰比不超過要求：應預先取土進行室內配比試驗、水灰比根據現場工藝性試樁最終確定。嚴格控制攪拌樁的垂直度，樁身垂直偏差不得大于1/200，攪拌樁位置的偏差不得大于50mm。正式施工前應進行工藝性試樁、工藝性試樁（不少于3 組）需在監理人員監管下施工，確保按設計水泥摻入量將水泥與土充分攪拌，并應嚴格控制漿液自鉆桿冒出現象。水泥攪拌樁完成后，應進行樁身強度、樁身完整性和單樁承載力的測試。承載力試驗應在成樁后28 天進行。質量檢驗點的數量不得少于施工孔數量的1%，不得少于3 個點。施工中樁體的試塊（邊長70.7mm 立方體）按照設計要求標準養護90d的立方體抗壓強度平均值不小于25MPa。對施工完成的樁，豎向承載力特征值經過檢測要求不低于125KN。對施工完成的樁，復合地基承載力的特征值經過靜載檢測要求不低于130KPa，應通過復合地基靜載試驗確定。復合地基的靜載試驗次數不得少于3 次。樁頂設褥墊層，最薄處為200mm，緩沖層可選擇中砂、粗砂或碎石，緩沖層最大粒徑不應大于20mm，褥墊層的夯填度不大于0.9。

2.1 施工準備階段的監理質量控制

熟悉設計圖紙：首先應詳細了解設計圖紙，熟悉軟土地段的地質、地層分布，以及有關設計的樁的各種參數，掌握成樁的質量控制指標和檢測方法等。制定實施細則：施工前還應制定實施細則，用以指導后面工作的開展。施工現場準備：施工前，現場應平整，清除礦井周圍一定范圍內的障礙物，在樁基施工開工前要完成通水、通電、道路通，做好必要的施工準備。原材料質量控制：根據中心實驗室的檢測結果，選擇水泥的品種、規格和質量，防止水泥因水分結塊或變質。對于施工機械及設備的質量控制，監理部對進場水泥攪拌樁提供的攪拌鉆機和輸送水泥物料的輸送設備進行進場驗收，鉆機設備在開工前需進行檢查，驗收合格后才能進行鉆探。[1]為了了解和控制水泥的用量，使材料混合均勻，這些機械設備可配備相應的計算機記錄儀和配套打印設備，以便隨時打印數據，而且對泵壓力表、打樁機上的轉速表和電流表應進行檢修或更換。

2.2 現場工藝性試樁

水泥攪拌樁是將水泥和地基土混合后所形成的樁，使其凝固、硬化，從而提高整體強度。一般情況下，攪拌次數越多，攪拌越均勻，這樣得到的質量會很好，攪拌的此次會相應增加時間，降低效率。[2]因此，經過試樁現場實際情況與設計要求來確定最佳的攪拌次數、水泥漿的水灰比、泵送和壓力，并可以掌握鉆進速度、提升速度和重新攪拌深度，為下一步大型攪拌樁施工確定合理的工藝流程，為試樁提供依據，使工程的質量和施工速度得到很大提高。[3]這一段有3 個試樁。本部門主管目睹了試驗過程，并對關鍵工序進行了邊站監督。試樁所獲得的工藝參數能夠滿足設計要求，可作為大型工程施工的指導依據。

2.3 施工階段的監理質量控制

為了保證施工質量，根據工藝樁試驗確定的各項施工技術參數，制定監理控制要點，并對路基施工質量控制的有關監理人員進行培訓和通知，以便于現場施工過程有針對性的管理和控制，并經常對原始記錄進行現場施工檢查。

1.水泥攪拌樁垂直度控制：鉆機到位后，檢查鉆機水平，檢查施工單位經緯儀測得的垂直度，允許垂直度偏差小于1%。

2.在邊站監督過程中，檢查鉆機的鉆孔深度、注漿標高和停止面，以確保攪拌樁的長度和注入水泥漿的量符合設計要求，攪拌樁的長度不得短于干式設計樁的長度，干式試樁時不得確定整個樁的水泥量。噴射混凝土的質量控制措施：對水泥漿的水灰比和泥漿比重進行抽檢，水泥漿的用量和均勻性對質量起著關鍵作用。為了保證水泥漿的均勻性，監理在巡檢中要求施工單位嚴格按照設計要求進行鉆頭提升速度和抽檢泥漿比重。從注漿開始到鉆頭有時間的間隔，所以鉆頭必須停留在柱子的底部，讓它預先噴霧并攪拌30秒才能升起。另外，旁站過程中，督促施工單位現場技術人員對噴漿壓力、水泥漿用量、水泥漿輸送管進行檢查，防止噴漿過程出現異常，如果出現斷漿，要求通過攪拌池向攪拌樁里注漿，這樣對樁的成型有好處，進行補漿的部位和斷漿處要有50cm 的搭接，監理人員對此問題處理情況進行詳細記錄。檢查攪拌樁水泥漿液拌制情況，對工藝試驗確定配合比的執行情況進行檢查，檢查施工單位現場的水泥漿液比重自檢記錄，并進行不定時的抽檢，保證漿液比重滿足工藝試驗確定的參數要求，同時對拌漿量進行檢查，保證滿足單根樁施工需要的用量，否則不得進行下一根樁的施工，制備好的漿液在儲漿池內應連續攪拌防止離析。

3.在日常的施工過程中，督促施工單位現場技術人員經常對輸漿管進行檢查，不得泄漏及堵塞，對使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不得大于10mm（建筑地基處理技術規范）。

4.為防止施工單位疏于對攪拌樁施工現場的管理，對施工單位路基管控技術負責人員到崗情況進行檢查，主要技術負責人員不在場不得進行攪拌樁施工。

5.檢查施工單位對軟件基處理班組的技術交底記錄，嚴禁未交底或交底不清即進行施工。

6.軟基處理區域監理應熟悉本段設計樁長指標，并經常檢查水泥攪拌樁鉆進深度，做好記錄。[4]

7.監理人員要加強鉆進過程中水泥漿的流量、壓力、體積和比重的檢查和記錄，重點對計算機接收樁數據的打印過程進行邊站監理，督促現場技術管理人員對水泥攪拌樁施工質量進行自檢自控。

8.水泥攪拌樁施工中發現問題或異常情況，須要求施工單位及時糾正，并采取補救措施。施工單位不糾正的，應當及時向上級報告，以便及時解決，不給軟基處理質量留下隱患。

3 水泥土攪拌樁樁基檢測基監理過程控制

本工程水泥攪拌樁施工完成后，根據依據設計及規范要求，檢測方法及檢測數量：（1）單樁豎向抗壓靜載試驗根據規范JGJ106-2014 中3.4 項規定“在相同條件下，試樁次數不得少于樁總數的1%，也不得少于3 次；當樁的總數小于50 時，檢測樁的數量不應小于2”。（2）復合地基載荷試驗根據規范JGJ340-2015 中5.1.4 要求“單位工程檢測數量不應少于總樁數的0.5%且不應少于3 個點”。（3）低應變法：在低應變試驗中對樁身完整性進行100% 抽查。[5]通過此三種的檢測目的：在施工單位攪拌樁完成后，填報見證取樣委托單，通過實驗室安排靜載設備到現場，檢測豎向抗壓的承載力及復合地基來判斷樁是否合格；低應變法是用來判斷樁身完整性的，通過這種檢測方法能得到樁身缺陷位置以及了解缺陷程度。監理事前應從以下幾方面著手工作：水泥質量檢查（附：材料的試驗報告等）；嚴格要求施工單位按照設計及規范要求進行試樁，來判斷水泥摻量和設計要求一致，及時按照現場試樁情況填寫試樁記錄，按照試樁記錄及設計要求指導后序施工；監理部通過施工單位報審的施工組織設計及施工技術方案，總監理工程師組織審查。重點是質量檢驗體系；監理部在施工過程增加巡檢措施，成樁后按照規范進行成樁質量檢驗；施工中重點控制點對靜載設備的進場，樁基試驗堆載以及開始加載和最后一級加載進行旁站監理，中間各級加載監理可進行巡視監督，對現場施工的原始記錄及影像資料及時歸檔留存，試驗結束后，監理員簽字認可。事后控制檢查試驗報告內容及資料管理（附工程質量現場檢測見證確認表）。

水泥攪拌樁檢測監理控制要點，以保證水泥攪拌樁施工質量及檢測評定規范化、科學化。具體研究目的包括分析水泥攪拌樁復合地基承載力的可靠度探討，對攪拌樁樁身質量的檢測所用方法和判斷標準的優缺點，以及探討軟土地基下水泥攪拌樁施工質量控制及檢測方法。通過綜合分析各方面因素，監理在施工過程中嚴格按照設計要求進行驗收，提出了通過各種控制措施確保攪拌樁的質量和樁基靜載檢測的規范性、科學化的有效控制要點。

4 結論

水泥攪拌樁的質量控制方面，本文從多個角度出發，對攪拌樁內的質量通過施工過程控制進行研究，提出了幾種有效的檢測方法，如單樁豎向抗壓靜載試驗、復合地基檢測、低應變檢測等手段。通過對這些方法的優缺點進行分析，根據施工現場實際狀況選用符合要求的檢測方法，可以有效地提高水泥攪拌樁的施工質量與安全性。另外，在水泥攪拌樁的監理方面，研究者們也提出了多種有效的監理控制方法。例如，通過嚴格的施工管理，加強施工過程的控制，對于施工質量進行全程監測等手段。這些方法不僅能確保水泥攪拌樁的施工質量，還能提升施工的效率，大大降低施工成本。綜上所述，水泥攪拌樁的質量控制與監理是影響工程穩定性和安全性的重要因素。