徐奇志

摘要：水泥攪拌樁是用于加固飽和軟粘土的一種方法，就是利用水泥、水配制成漿液等作為固化劑，用專用的攪拌鉆機將固化劑等噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土結成具有一定強度的水泥樁體而形成復合地基的一種施工方法。本文介紹水泥深層攪拌樁公路軟基處理中的應用。

關鍵詞：水泥深層攪拌樁；公路；軟基處理

1 前言

美國在二戰(zhàn)后研究開發(fā)成功一種就地攪拌樁（MIP），1953年日本從美國引入這種方法，國內在1977年10月開始進行深層攪拌樁的室內實驗和施工機械的研制工作。由于水泥攪拌樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗豎向變形能力強、可大大縮短施工期等優(yōu)點，目前在公路建設領域應用得較為廣泛。文章對水泥深層攪拌樁施工工藝流程、設計參數及要求、施工控制、質量檢驗等控制環(huán)節(jié)做了詳細分析，共同行參考。

2 施工工藝

2.l 施工機械

水泥攪拌樁的施工機械為鉆機、粉漿機和空壓機。

鉆機：是水泥攪拌樁的主要成樁機械，應具有動力大、操作靈活、能按不同速度均勻地正向鉆進和反向提升、能前后左右自行移動的功能。

噴漿設備：是定量發(fā)送漿體材料的設備，包括儲灰罐、發(fā)送裝置、計量控制裝置等，是施工的關鍵設備。

壓縮機；力水泥攪拌樁施工提供一定壓力的氣源，使水泥漿液克服噴漿口土體阻力而噴入土中。

2.2 要加強對比工機械設備的檢驗

每臺樁機必須配盤可以控制樁身每米噴漿量的記錄器，且記錄器上應當準確地自動記錄操作時間、深度、噴漿量、樁位編號、復攪深度、復攪次數等參數。樁機上的氣壓表、轉速表、電流表、電子稱必須經過標定，不合格的儀表必須更換。每臺樁機鉆架相互垂直的兩個面上各設置一個0.5kg重的吊線錘，并畫上垂直線。在每臺樁機的鉆架上畫上鉆進刻度線，標寫醒目的深度。鉆頭直徑的磨損量不得大于lcm。

2.3 加強對原材料的檢驗

所用水泥必須經過試驗室抽檢。滿足規(guī)范的要求。并盡量不采用那些產量較小、質量不穩(wěn)定的小水泥廠生產的水泥。

水泥的堆放應該符合防雨、防潮的要求，嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的水泥。

2.4 施工前必須進行工藝試樁

不同地段具有不同的地質條件，為了克服盲目性，確保加固地基收到預期的效果，在施工前必須進行工藝試樁，試樁數量不少于5根。試樁的目的是：

提供滿足設計噴漿量的各種操作參數。如管道壓力、灰罐壓力、鉆機提升速度、鉆進速度、攪拌速度等。

驗證攪拌均勻程度及成樁直徑。確定該地質條件下，水泥土配合比是否適用于現(xiàn)場，選擇符合質量要求的合理摻灰量。確定該地質條件下，掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術措施。確定進入持力層的判別方法。檢測樁身的無側限抗壓強度是否滿足設計要求，即28d強度不得低于0.8MPa，檢驗28d單樁允許承載力和允許復合地基（三樁）承載力是否分別達到300kPa和130kPa。檢驗加固劑分布的均勻性和有效加固長度能否符合設計要求。

2.5 作業(yè)流程

清理場地→施工放樣→鉆機定位→鉆進到設計深度（預攪）→成樁→調平→送風→噴漿、攪拌、提升→離地面50cm停止噴灰→復攪（一邊攪拌一邊噴漿）下沉→至樁底停止攪拌、噴漿lmin→攪拌提升至樁頂→關閉電源，鉆機移位。

3 施工過程監(jiān)控要點

項目經理部指派專人負責水泥樁的施工，全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機械均應編號，應將現(xiàn)場技術員、鉆機長、現(xiàn)場負責人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標牌懸掛干鉆機明顯處，確保人員到位，責任到人。

水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。

為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。

對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數。

為了確保樁體每米摻和量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場應配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。

水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥摻量12%每米摻灰量46.25kg、高效減水劑0.5%。

水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個擋位。每根樁的正常成樁時間應不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0.4MPa。

為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30秒。

施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量.若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工

施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應按監(jiān)理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中在12小時內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內，補噴重疊段應大于100cm，超過12小時應采取補樁措施。

4 質量檢驗

4.1 檢驗方法

水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。

①檢驗攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鉆，在攪拌樁身中心鉆孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的"結核"或未被攪勻的土團。

②觸探試驗：根據現(xiàn)有的輕便觸探擊數（N10：與水泥土強度對比關系來看，當樁身1d齡期的擊數N10大于15擊時，樁身強度已能滿足設計要求l或者7d齡期的擊數N10大于30擊時，樁身強度也能達到設計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m.

水泥攪拌樁成樁28天后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定相對均勻部位，送實驗室做（3個一組）28天齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做三個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1%～1.5%。

如果某段或某-橋頭水泥攪拌樁取芯檢測結果不合格率小于10%，則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求，如果不合格率大于10%小于20%時，則應在該段同等補樁，如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。

對攪拌樁取芯后留下的空間應采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。

在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28天后，由監(jiān)理工程師隨機指定抽檢單樁或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的0.2%，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。

4.2 觀察鑒定

樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象；攪拌均勻，凝體無松散；群樁樁頂齊，間距均勻。

結語：

公路軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴格施工過程的管理非常重要，只有在施工過程中嚴格控制才能確保工程質量。