水泥攪拌樁施工控制要點及常見質量問題淺析

王長征

（佛山市高明區交通運輸事務中心，廣東佛山 528699）

1 水泥攪拌樁施工工藝的特點

1.1 水泥攪拌樁施工工藝的優點

水泥攪拌樁施工工藝具有施工成本低、適用土質類型廣、保護環境等多個方面的優點。

1.1.1 施工成本低，性價比高

軟土地基的處理方法有很多種，如CFG 樁、高壓旋噴樁、預制管樁等，但是，這些施工工藝的成本較高，通常會被用在對地基承載力要求比較高的結構物下方或由于特殊原因不能使用水泥攪拌樁處理的施工路段。相比之下，水泥攪拌樁施工工藝成本較低，且處理軟基的效果能滿足使用要求，因而被廣泛使用[1]。

1.1.2 減少環境污染，綜合經濟效益好

與其他軟基處理方法相比，水泥攪拌樁施工工藝不需要泥漿護壁，不產生廢水污染，無大量廢土外運，施工過程無噪音、無振動、無污染，而且在進行攪拌的時候，也不會引起地基土的側向擠壓，對周圍原有的建筑物造成的影響很小，因此，可在城市內和密集建筑群中施工，具有較好的經濟效益和社會效益。

1.1.3 使用功能多，適用工程范圍廣

水泥攪拌樁具有加固、支撐、支擋等多種功能，常被用于以下情況：作為建筑物的地基，廠房內具有地面荷載的地坪等；對建筑物、構筑物進行大范圍的加固，并構成復合地基；用作地下防滲墻，或加強樁側和板樁背后的軟土，以提高側向承載力。

1.1.4 適用土質類型廣

按照施工技術要求，濕噴樁適用于含水量在30%以下的飽和黏土、粉土，也適用于粉砂、素填土、中粗砂、粗砂、礫石等各種類型的地層；干噴樁適合于粉泥、飽和黏土、亞黏土等多種類型地層的地基處理[2]。

1.2 水泥攪拌樁施工工藝的不足之處

水泥攪拌樁有以下不足之處：①強度不足。與預制管樁、CFG 樁等軟基處理方法相比，水泥攪拌樁強度較小，不適用于對地基承載力要求較高的路段。②施工質量難控制。不同土質的處理效果差異大，在含水量高的淤泥、淤泥質黏土路段處理效果較差，難以成樁。③耗時長。大面積施工前需要進行工藝性試樁，通過試驗確定水泥用量、注漿壓力、鉆具下沉和提升速度等施工參數，這需要耗費較長的時間。

2 水泥攪拌樁施工中的質量控制技術要點

施工單位要強化水泥攪拌樁施工的質量控制，嚴格遵守施工工藝和流程，確保施工質量，只有這樣，才能使軟基處理效果滿足設計要求。因此，要加強對施工全過程的質量控制[3]。

2.1 施工準備階段質量控制

（1）施工單位應詳細了解施工圖紙和相關規范要求，熟悉軟土路段的地質、地層分布以及水泥攪拌樁的各種施工參數。做好施工方案，報監理單位審核。

（2）水泥攪拌樁施工機械必須性能良好、穩定，工程開工前需認真檢查機械的使用性能，驗收合格后才能投入使用。每一臺機械設備都應該配備一臺計算機記錄儀以及與之相匹配的打印設備，從而可以對水泥用量進行及時的了解和控制，使樁體的攪拌更加均勻。此外，還應檢查樁機上的電流表、轉速表，輸漿泵的壓力表等，對于出現問題故障的要及時進行維修，必要時進行更換。

（3）水泥攪拌樁施工區域應當事先進行平整，并將樁位處地面和地下所有對施工有影響的障礙物（磚石、生活垃圾、樹根等）全部清理掉。施工場地應做好排水系統設置，使地表水能及時快速排出。在施工現場地勢較低的地方，必須采用粘性土，而不能采用雜土。

（4）在進行大面積的現場施工之前，要根據設計圖紙的要求，開展工藝性試樁，用試樁來確定水泥用量、水泥漿水灰比、最佳攪拌次數、泵送壓力等參數，同時掌握攪拌機的鉆進及提升速度等，從而確定合理的施工工藝流程，有效提高工程質量和施工速度。

2.2 施工階段質量控制

（1）在施工過程中，應加強對水泥攪拌樁的垂直度控制。為了保證水泥攪拌樁的垂直度達到設計及規范的要求，施工技術人員可以在主機上懸掛吊錘，通過控制吊錘與鉆桿的距離來進行垂直度控制。鉆機就位后，由監理單位對鉆機平整度情況進行檢查，并對施工單位水泥攪拌樁的垂直度情況進行復查，垂直度允許偏差不大于1%。

（2）監理單位應對施工過程中的漿噴高程、鉆機下鉆深度及停漿面進行旁站檢查，保證水泥漿液噴入量、攪拌樁長度都可以滿足設計要求，實際施工樁長不得短于設計樁長，樁體水泥用量不能低于工藝試樁合格時確定的水泥用量。

（3）加強樁機噴漿量控制。水泥漿摻入的數量及噴漿的均勻性對水泥攪拌樁的質量好壞有很大影響，因此，要加強對水泥漿計量的控制。為確保噴漿的均勻性要加強水泥漿計量控制，控制好水泥漿液的比重和鉆頭向上的提升速度。鑒于從開始噴漿到鉆頭處出漿需要一段時間，所以鉆機要在樁底部停30s，讓它進行預噴和攪拌，然后才能將它提起來，同時要注意對施工過程中的水泥漿用量、噴漿壓力、水泥漿輸送管等進行檢查，防止在噴漿過程中出現異常。施工過程中如果出現斷漿現象，必須進行補漿處理。若樁機噴漿量不夠，則須在監理工程師的指示下，重新攪拌整樁，重新噴射的漿液量不得少于設計量。由于機械故障、停電等原因而造成的噴漿中斷，應該及時地對中斷的深度進行記錄，并在12h 之內進行補噴，并將補噴情況填到施工記錄中。補噴應重疊不少于100cm，超過12h 未補噴的，應采取補樁措施[4]。

（4）監理單位對攪拌樁水泥漿液的拌制情況進行重點檢查。著重對工藝試驗確定配合比的執行情況以及現場的水泥漿液比重自檢記錄檢查，并對其進行了不定期的抽查，確保漿液比重符合工藝試驗確定的參數要求。

（5）在施工過程中，施工單位的現場技術人員要經常檢查輸漿管道，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。

（6）現場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括鉆進速度、提升速度、每米下沉時間、提升時間、記錄送漿時間、停漿時間以及施工樁長等參數。

3 水泥攪拌樁常見質量問題的預防處理

水泥攪拌樁施工作為隱蔽工程，監管難，容易引發工程質量問題，作為質量監督機構，應重視對水泥攪拌樁施工質量的監督檢測。

根據規范和設計圖紙要求，水泥攪拌樁在成樁28d后要進行水泥攪拌樁樁身長度、強度、完整性以及承載力是否滿足設計要求。下文對一個實際工程案例進行分析。

3.1 工程案例

本項目為佛山市高明區某市政道路工程。道路沿線的主要軟土以淤泥為主，分布較廣泛且較為連續，厚度4～18m，埋深2.8～9.3m，局部埋深較大，軟土呈流塑狀，具有天然含水量高、高壓縮性，低抗剪、承載能力低的特點，力學性能差，不宜作路基持力層，應進行地基處理。

本項目采用水泥攪拌樁進行復合地基處理。水泥攪拌樁樁徑為50cm，按梅花形布置，間距1.3m；復合地基承載力不低于100kPa，擋墻段不低于120kPa。

樁體：28d 無側限抗壓強度不少于0.8MPa；樁身1d齡期的擊數N10 不少于15 擊，7d 齡期的N10 擊數不少于40d。90d 單樁承載力不小于140kN。樁體采用42.5（R）水泥，水泥用量為70kg/m。施工機械宜采用單攪拌軸、中心輸漿方式的攪拌專用機械，以確保樁體質量。樁體采用“四噴四攪”方法施工，施工時應嚴格控制噴漿量及攪拌提升速度，保證樁體質量[5]。

該項目水泥攪拌樁施工完成28d 后，工程質量監督單位抽芯檢測芯樣完整性、芯樣強度共5 根，其中，Ⅱ類樁2 根，Ⅲ類樁1 根，Ⅳ類樁2 根。

3.2 水泥攪拌樁常見質量問題出現原因及相應措施

以佛山市高明區為例，在對水泥攪拌樁監督抽檢過程中發現，水泥攪拌樁常見的質量問題包括：芯樣完整性差、偏樁、短樁、單樁承載力及復合地基承載力不足等。具體原因及相應的預防處理措施分析如下。

3.2.1 偏樁

（1）原因。①施打前未按要求雙向校核垂直度。②場地陷機或不平整，樁機底盤不穩固。③成樁或抽芯過程中遇見孤石等地質發生突變。④檢測抽芯時取芯機未調平或中途傾斜。

（2）預防處理措施。①施打前，應根據需要在樁機的正方和垂直的管樁側面雙向架設經緯儀或吊錘，當垂直度達到要求后才能下鉆，在鉆入大約1m 后再用儀器檢查一次樁的中心位置和垂直度，在確定沒有問題后，才能進行正常施工。②必須嚴格按照要求進行場地平整，對可能出現陷機的位置采取置換方式解決，經監理工程師驗收合格后才能進行水泥攪拌樁施工。③成樁過程中如遇到孤石或地質發生突變時，應及時向監理工程師報告，經同意后可對樁位進行調整；抽芯過程中如遇類似情況出現偏位時，可作為不評定樁，并選擇對臨近樁進行檢測。

3.2.2 短樁

（1）原因。①施工單位偷工減料，監理單位監管不到位。②成樁過程中遇到孤石或地質發生突變而無法下鉆成樁。③成樁過程中出現機械故障或停電導致施工中斷時間較長。

（2）預防處理措施。①選用經驗豐富的施工隊伍，在施工前，必須對施工人員進行施工技術交底、培訓，提高施工人員施工技術水平與質量責任意識。②施工單位技術人員要求全過程進行記錄旁站，監理人員加大現場巡視監管力度，應重點對每日水泥進場數量與現場實際用量的比對，同時也要關注總量把控。③成樁過程中如遇到孤石或地質發生突變而無法下鉆成樁時，應及時向監理工程師報告并做好記錄，直觀感覺遇至孤石時，在監理工程師同意的情況下，可適當調整樁位進行處理。④加強機械設備日常維護保養，盡量避免因設備故障導致的施工中斷，如工程量較大時，建議配備備用電源。⑤人為偷工減料導致的短樁，無條件返工。

3.2.3 樁身完整性差

（1）原因。①未嚴格按批準的施工方案和操作規程進行操作，沒有進行大規模施工前的試樁工作。②攪拌與注漿設備施工過程中發生故障或堵管、爆管、送漿壓力不夠造成注漿不連續或漿達不到設計水泥用量。③下鉆或提升速度不均勻，時慢時快。

（2）預防處理措施。①按照已批準的施工方案和操作規程進行施工操作，大規模施工前應進行試樁，對設計地質狀況驗證、水泥用量、水灰比、噴漿壓力、下鉆與提升速度、成樁強度、樁徑與完整性驗證等，每種類型成樁工藝不得少于5 根樁，并對各重要參數進行總結，驗收合格后方可進行大面積施工。②每天下班前后進行管道清理，加強設備日常維護保養檢查，確保設備始終處于正常狀態。③嚴格按配合比進行配料，保持漿輸送壓力，確保每條樁水泥用量滿足要求。④嚴格按試驗樁總結確定的工藝要求，控制好下鉆與提升攪拌時間與速度，注意下鉆與提升攪拌速度的均勻性。⑤對完整性較差的樁作返工處理。

3.2.4 承載力不足

（1）原因。①樁底未進入持力層。②因水灰比偏大、攪拌不均勻、復攪次數少、土體含水量高等原因導致的樁身成樁質量差、芯樣松散。③樁頂土體質量差。④樁間土質量差，土體強度低，不能發揮樁土共同作用的效果。

（2）預防處理措施。①勘察單位在勘探時應控制好勘探點的間距，必要時加密勘探點，勘察準確每種土層的厚度及軟土層的分布范圍、地下水埋深及pH、被加固土層的含水量、有機質含量等。②設計單位應根據勘察結果確定合理的配合比，選擇合適的固化劑、外加劑及用量。以工程地質特征和上部結構需求為依據，對布樁形式、樁間距和樁長進行合理的選擇。③在施工之前，監理單位對施工單位的施工組織設計進行仔細審核，以保證工程項目的可行性。督促施工單位在地質條件最不利地段進行試樁，并組織首件驗收。④施工機械應該裝備有計算機記錄儀和打印裝置，以便對水泥漿用量、鉆進速度、樁長等數據進行及時的了解和控制。

4 結語

水泥攪拌樁施工因具有多種優點而被廣泛應用于軟土地基處理。水泥攪拌樁施工時要做好施工準備階段和施工階段的質量控制，對照施工方案，嚴格按照施工工藝和流程施工，控制好各項參數，從而保證施工質量可控。水泥攪拌樁施工作為一種隱蔽工程，施工質量難以被檢查，如果施工質量不佳，會直接影響上部主體結構的安全穩定性和耐久性。因此，項目的建設單位要從勘察、設計、施工、監理每一個環節加強管控。同時，要重視施工質量的實體檢測，根據數據，認真分析出現質量問題的原因并采取有針對性的預防處理措施。