宋華忠

（湛江市河川工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 湛江 524037）

水泥深層攪拌樁是用特制進(jìn)入土層深處的深層攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基進(jìn)行原位強(qiáng)制拌和制成水泥土樁，水泥土樁相互搭接硬化后即形成具有一定強(qiáng)度的壁狀擋墻，即可擋土又可形成隔水帷幕。如何有效地控制深層水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量，確保軟土地基處理的效果，是施工實(shí)踐中需要探討的一個(gè)課題。

1 工程地質(zhì)及方案選擇

防洪墻建于②層粉質(zhì)黏土上，土層物理力學(xué)指標(biāo)較低，天然地基無法滿足防洪墻墻體對(duì)地基的強(qiáng)度和變形要求，由于軟土層厚度較大，不宜進(jìn)行換填土處理。設(shè)計(jì)考慮了3個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，方案一：預(yù)制鋼筋混凝土方樁方案；方案二：灌注樁方案；方案三：水泥攪拌樁方案。經(jīng)過綜合比較，方案三因其投資省、抗?jié)B效果好，以及能較好地適應(yīng)地基變形等優(yōu)點(diǎn)而被選用。

2 地基處理設(shè)計(jì)

水泥土攪拌樁樁距為 1.00 m，樁徑為 0.60 m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)6.0～17.0 m，固化劑選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為18%，樁身水泥土（28 d齡期）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.9 MPa，復(fù)合地基的承載力不小于110 kPa。

3 試樁

試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數(shù)，確定水泥漿的水灰比、泵送時(shí)間、泵送壓力、攪拌機(jī)提升速度、下鉆速度以及復(fù)攪深度等參數(shù)，以指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。

3.1 水泥土室內(nèi)配合比試驗(yàn)

通過水泥土室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與水泥摻入量及水灰比的關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)，在實(shí)地?、軐油翗优c水拌和，按水泥摻入比18%，水灰比0.5、0.6、0.7分別制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的標(biāo)準(zhǔn)水泥土試塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)7 d后做水泥土試塊抗壓試驗(yàn)。

3.2 成樁試驗(yàn)

施工機(jī)械選用DWG－60型深層水泥攪拌機(jī)，水泥摻入比為18%，水灰比按0.5進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)選用底板外的擴(kuò)散樁，實(shí)際共做8根，最終確定攪拌樁的施工參數(shù)。

（1）水泥摻入比為18%，單樁水泥用量不小于92 kg/m。

（2）漿液比重不小于1.80 kg/L（水泥密度為p∶3.0 g·cm）。

（3）噴漿提升速度不大于0.5 m/min，預(yù)攪下沉速度0.6～0.7 m/min（不大于1 m/min），“四攪兩噴”工藝，每10 m樁的正常成樁時(shí)間大概為65 min。

（4）噴漿口噴漿壓力0.4～0.6 MPa。

4 施工準(zhǔn)備

（1）事先應(yīng)平整場(chǎng)地，清除樁位處地上、地下一切障礙（主要是大塊石、樹根和生活垃圾）。場(chǎng)地低洼時(shí)應(yīng)回填黏土，不得回填雜土?；靥顦?biāo)高應(yīng)在基礎(chǔ)底面以上宜預(yù)留50 cm厚的土層。

（2）所使用的水泥要提前送檢。

（3）每臺(tái)樁機(jī)應(yīng)配備水泥漿測(cè)定儀，施工前各種儀器儀表，必須進(jìn)行標(biāo)定，包括壓力表、密度計(jì)等。

（4）在每臺(tái)樁機(jī)的鉆架上畫上鉆進(jìn)刻度線，標(biāo)寫醒目的深度。

5 施工過程監(jiān)控要點(diǎn)

（1）定位放線：嚴(yán)格按照?qǐng)D紙復(fù)核樁位，監(jiān)理人員要核查放線、復(fù)核所用鋼尺、儀器的鑒定證書；鉆機(jī)要求配備電腦控制裝置，隨時(shí)能把數(shù)據(jù)打印出來，在驗(yàn)工計(jì)價(jià)時(shí)要把所有數(shù)據(jù)附上，否則，拒絕計(jì)量。

（2）開工前報(bào)專項(xiàng)施工方案，包括總平面布置、分區(qū)劃分、樁號(hào)編碼等，次日上報(bào)前天完成樁的原始記錄和電腦打印資料。

（3）鉆機(jī)就位后要控制好機(jī)架的水平與垂直度，可在主機(jī)上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等和機(jī)械上的表盤來進(jìn)行雙重控制，把樁機(jī)的垂直度控制在不大于1.5%的范圍內(nèi)。

（4）對(duì)每根成型的樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升的時(shí)間及復(fù)攪次數(shù)。

（5）水泥攪拌樁施工采用“二噴四攪”工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低檔操作，復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)檔位。每10 m樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)控制在65 min左右，每臺(tái)樁機(jī)每天鉆孔深度不應(yīng)大于200 m，噴漿壓力不小于0.5 MPa。

（6）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30 s，進(jìn)行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留30 s。

（7）施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間。每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量加50 kg。

（8）施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，監(jiān)理工程師應(yīng)要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電，或機(jī)械故障原因噴漿中斷時(shí)，應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度，在12 h內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施，并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)。補(bǔ)噴重疊段應(yīng)不小于100 cm，超過12 h應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

（9）現(xiàn)場(chǎng)施工人員認(rèn)真填寫施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括：①施工樁號(hào)、施工日期、天氣情況；②噴漿深度、停漿標(biāo)高；③灰漿泵壓力、管道壓力；④鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；⑤鉆進(jìn)速度、提升速度；⑥漿液流量；⑦每米噴漿量和外摻劑用量；⑧復(fù)攪深度。

6 質(zhì)量檢驗(yàn)

6.1 檢驗(yàn)方法

（1）水泥土攪拌樁成樁7 d可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。檢驗(yàn)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(jié)核”或未被攪勻的土團(tuán)。

（2）水泥土攪拌樁成樁28 d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(zhǎng)度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)指定相對(duì)均勻部位（宜取樁半徑中心位置），送實(shí)驗(yàn)室做（3個(gè)一組）28 d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，留一組試件做3個(gè)月齡期的無側(cè)限抗壓實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定樁身強(qiáng)度。鉆孔取芯頻率為1%～1.5%。

（3）如果水泥攪拌樁取芯檢測(cè)結(jié)果不合格率小于10%，則可認(rèn)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(shí)，則應(yīng)在該段同等補(bǔ)樁；如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。

（4）對(duì)攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。

（5）在軟土層深厚的地方，或?qū)κ┕べ|(zhì)量有懷疑時(shí)，可在成樁28 d后，由監(jiān)理工程師隨機(jī)指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機(jī)抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%，且不得少于3根。試驗(yàn)用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計(jì)荷載的兩倍。

6.2 外觀鑒定

（1）樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象。

（2）攪拌均勻，凝體無松散。

（3）群樁樁頂齊，間距均勻。

7 幾點(diǎn)建議

（1）由于各地土質(zhì)有差異、樁機(jī)的類型和性能的不同，因而在攪拌樁正式施工前應(yīng)按施工組織設(shè)計(jì)確定的施工工藝制作數(shù)根試樁，以確定各項(xiàng)施工參數(shù)。

（2）復(fù)合地基理論的實(shí)質(zhì)是樁土共同作用，在樁頂設(shè)皮褥層相當(dāng)于增加了一個(gè)“轉(zhuǎn)換層”，把上部荷載均勻分散地傳給樁與樁間土，同時(shí)“轉(zhuǎn)換層”對(duì)樁間土有一定的夯實(shí)擠密作用，減少了樁土剛度差，有效地提高了樁間土的作用，與復(fù)合地基的理論相一致。房屋建筑中一般在樁頂設(shè)300 mm的礦石或粗砂墊層作為皮褥層，而水利上為了防滲需要常將皮褥層設(shè)置為一定厚度的水泥土。因此，對(duì)半剛半柔的深層攪拌水泥土樁，樁頂如果不加“皮褥層”就不能認(rèn)為是復(fù)合地基了。此種措施在樁端持力層軟弱時(shí)，可有效減少沉降。

（3）攪拌樁樁身質(zhì)量及完整性的檢測(cè)，尚沒有成熟的方法和有效的途徑，在目前水平下，建議以單樁靜載試驗(yàn)為主，可輔以挖開及鉆芯檢查，鉆芯檢查只能作為參考，不能作為評(píng)定依據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)水泥土強(qiáng)度檢驗(yàn)，最好挖開樁頭及樁頭下一定深度，人工取樣進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（4）加強(qiáng)施工過程監(jiān)控，提高工法的技術(shù)含量。監(jiān)理人員應(yīng)加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)的水泥量的復(fù)核控制，認(rèn)真檢查施工記錄，將每天每臺(tái)樁機(jī)的總進(jìn)尺量與進(jìn)場(chǎng)的水泥量進(jìn)行對(duì)比；計(jì)算出單樁每米所消耗的水泥量與理論消耗量和試樁時(shí)所確定的單樁水泥消耗量進(jìn)行對(duì)比；將每天每臺(tái)樁機(jī)總進(jìn)尺量與試樁時(shí)確定的每天每臺(tái)樁機(jī)的最大生產(chǎn)能力進(jìn)行對(duì)比，從而明確生產(chǎn)過程的真實(shí)、合法性，杜絕偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。

8 結(jié)束語(yǔ)

通用碼頭企業(yè)防洪自保堤、防洪墻工程經(jīng)施工期和試運(yùn)行期觀測(cè)表明，地基沉降在允許范圍內(nèi)，表明軟土地基經(jīng)深層攪拌樁加固處理后達(dá)到了預(yù)期的效果。