摘要：本文在深入研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土深層攪拌樁成樁質(zhì)量和樁身質(zhì)量因素的基礎(chǔ)上，開發(fā)釘型與雙向水泥土攪拌成樁技術(shù)，形成了一套完整的施工工藝與方法，解決水泥土攪拌樁應(yīng)用的技術(shù)難題，對釘形與水泥土雙向攪拌樁的施工具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：釘形水泥土；雙向攪拌樁；施工工藝

常規(guī)水泥土攪拌樁施工中普遍存在樁體攪拌不均勻、樁體強度水泥漿沿樁體垂直分布不均勻、水泥漿沿鉆桿上行冒出地面、樁體下部水泥含量少、攪拌樁有效樁長和有效處理深度小、功效低等問題，這些問題限制了常規(guī)水泥土攪拌樁的施工應(yīng)用。釘型與雙向水泥土攪拌樁機的試驗研究和工程實踐，用釘型與雙向水泥土攪拌樁技術(shù)解決長期以來水泥土攪拌樁體應(yīng)用的技術(shù)難題，確保成樁質(zhì)量。

一、工程概況

本工程所處區(qū)域為城市一級主干道路。工程具有以下特點：①本項目樁類型較多，是科研與施工相結(jié)合的項目，施工時有科研需配合。②根據(jù)地質(zhì)報告分析，土層（2－1）為淤泥質(zhì)層，含水率較高，是施工中質(zhì)量控制的在重點。③本工程地勢低洼，需注重排水措施。④現(xiàn)場內(nèi)交通不便，需考慮集中制漿。⑤工程場地條件復(fù)雜，工期緊張，需要處理的軟弱土層厚度很大，局部路段厚度超過30米。

根據(jù)本工程特點，綜合考慮荷載因素、施工進度、工程造價等，工程采用釘形水泥土雙向攪拌樁進行軟基處理。

二、 施工準備

（1）清理地表：清除場地的植被及浮淤，保證進出場地的道路通暢，確保場地滿足樁機的移位要求；

（2）施工設(shè)備選配：施工設(shè)備選擇釘形與雙向水泥土攪拌樁，該施工設(shè)備是在常規(guī)水泥土攪拌樁的施工設(shè)備基礎(chǔ)上配備專用的功能性箱體與多功能鉆頭；

（3）后臺搭設(shè)：搭設(shè)水泥棚（架），漿筒，漿泵，水泵，發(fā)電機（200KW，帶動2臺樁機）；

（4）打樁：確定打樁點，按照設(shè)計圖紙的要求對現(xiàn)場進行測量放線、放出樁位，做好記號，然后架設(shè)樁機開始打樁施工；

（5）根據(jù)工藝性試樁的結(jié)果，確定鉆進及提升速度、工作壓力、最佳灰漿稠度等技術(shù)參數(shù)，制定施工組織設(shè)計和質(zhì)量控制措施；

（6）做好室內(nèi)配合比設(shè)計。配合比具體為：水灰比0.55、水泥摻入量60kg/mL；

（7）根據(jù)日常和總體工作量以及施工工期的條件要求，確定機械設(shè)備數(shù)量，并對全部施工機具進行維修、調(diào)配與試車；

（8）參加圖紙會審和技術(shù)交底，編寫詳細施工組織設(shè)計；按施工規(guī)范及有關(guān)施工規(guī)程要求，填報開工申請手續(xù)。

三、工藝性試樁

為嚴格控制釘形水泥土雙向攪拌樁的施工質(zhì)量，更為科學(xué)地指導(dǎo)施工，在正式開工前，必須進行現(xiàn)場工藝性試樁檢驗，其目的就是為了進行驗證，從而尋求最佳效果。攪拌的次數(shù)、水泥用量、泵送時間、泵送壓力、攪拌機提升下鉆速度及復(fù)攪深度等參數(shù)都可以通過試樁進行先行預(yù)覽，從而指導(dǎo)下一步的大規(guī)模施工。通過施工試樁，確定各種施工技術(shù)參數(shù)，包括攪拌樁鉆進深度、樁頂標高、樁頂或?；颐鏄烁?、水灰比，外摻劑的配方，攪拌機的轉(zhuǎn)速和升降速度、灰漿泵壓等，在總結(jié)施工工藝和控制要素的基礎(chǔ)上，對水泥攪拌樁的施工進行指導(dǎo)。

四、工藝流程

根據(jù)工藝性試樁結(jié)果及有關(guān)技術(shù)要求、設(shè)計圖紙，本工程項目釘形雙向水泥土攪拌樁上部（擴大頭）采用四攪三噴，下部采用二攪一噴施工工藝，按以上施工順序?qū)崿F(xiàn)，如圖

釘型雙向攪拌樁工藝流程

（1）樁機定位：放線、定位，按照設(shè)計位置安裝打樁機；

（2）將攪拌機進行指定樁位就位，并對中；

（3）噴漿下沉：攪拌機開始運作，葉片伸展到擴大頭設(shè)計直徑，在攪拌機沿導(dǎo)向架向下切土?xí)r，開啟灰漿泵向上噴水泥漿，兩組葉片同時旋轉(zhuǎn)，方向為順、逆時針兩向切割攪拌土體(外鉆桿為逆時針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)鉆桿為順時針旋轉(zhuǎn))，此時攪拌機還需要持續(xù)下降，需達到擴大頭設(shè)計深度；

（4）縮徑切土下沉：改變兩部分鉆桿旋轉(zhuǎn)方向，使葉片收縮至下部樁體設(shè)計直徑，兩組葉片再同時旋轉(zhuǎn)，對土體進行切割攪拌，至設(shè)計深度，在樁底進行持續(xù)噴漿，攪拌不少于10秒；

（5）提升攪拌：停止灰漿泵工作，攪拌機上升，兩組葉片雙向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直至擴大頭底面；

（6）擴徑提升攪拌：改變鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，使葉片伸展至需要直徑時，啟動灰漿泵，兩組葉片按前文描述方式攪拌水泥土，直至地表，關(guān)閉灰漿泵；

（7）施工下部樁體: 改變鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，收縮攪拌葉片；噴漿切土下沉，兩組葉片同時正、反向旋轉(zhuǎn)切割、在攪拌過程中攪拌機持續(xù)下沉至設(shè)計深度，在樁端持續(xù)噴漿攪拌10s以上；

（8）伸展葉片: 反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)、外鉆桿的方向，將攪拌葉片伸展；提升鉆桿與攪拌機，內(nèi)、外葉片同時正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到地表或設(shè)計樁頂高程以上50cm；

（9）施工完成，移機。

五、釘形與雙向水泥土攪拌樁成樁的技術(shù)原理和優(yōu)勢分析

在充分研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土攪拌樁的樁身質(zhì)量因素基礎(chǔ)上，通過本課題的探索與實踐，實施了釘形與雙向水泥土攪拌樁，其技術(shù)原理是：釘形水泥土雙向攪拌樁是在攪拌樁上配置專用的電動設(shè)備和多功能的鉆頭， 在水泥土攪拌成樁過程中，使用同心雙軸的鉆桿，讓動力系統(tǒng)帶動同心鉆桿上內(nèi)、外攪拌葉片，同時進行正、反兩個方向的旋轉(zhuǎn)攪拌而形成樁體；利用軟基土體的主被動壓力，將內(nèi)外鉆桿上的葉片打開或收縮，樁徑就會相應(yīng)的變大或變小，從而形成釘形水泥土雙向攪拌樁。

通過試驗結(jié)果分析、成樁質(zhì)量檢查、樁身質(zhì)量檢測和承載能力的檢驗，證明釘形水泥土雙向攪拌樁的技術(shù)優(yōu)勢有如下體現(xiàn)：

（1）樁身品質(zhì)優(yōu)異。它的工藝是雙向攪拌，這樣就增強了樁身的強度以及攪拌的均勻性，深部樁體的質(zhì)量就能被確保了。

（2）承載能力高。單樁承載力和復(fù)合地基承載力較常規(guī)水泥土攪拌樁要強的多。

（3）加固效果非常好。在填土高度和地質(zhì)條件相近的情況下，最大地表沉降、側(cè)向位移及超孔壓均比常規(guī)樁復(fù)合地基小。

（4）在處理深度方面，性能優(yōu)越于其他設(shè)備。釘形水泥土雙向攪拌樁處理深度可大于一般攪拌樁20m。

（5）經(jīng)濟價值優(yōu)異。釘形水泥土雙向攪拌樁比常規(guī)樁可節(jié)約30﹪的投資。

總之，本項目從理論分析、現(xiàn)場試驗及室內(nèi)試驗等方面深入研究了釘形水泥土雙向攪拌樁加固軟土地基的加固機理、加固效果及現(xiàn)場施工工藝。采用雙向水泥土攪拌樁技術(shù)，解決了長期以來水泥土攪拌樁應(yīng)用中的難題，可確保成樁質(zhì)量，提高成樁功效。在軟基處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，該技術(shù)易于掌握和推廣，在市政道路等軟土路基處理中極具推廣價值。

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