修新然

(貴州路橋集團有限公司)

水泥土攪拌樁施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

修新然

(貴州路橋集團有限公司)

就海鋪互通水泥土攪拌樁的實例對地基的處理、工藝流程等進行研究，并提出了施工過程中攪拌機的下沉和速度控制的建議，攪拌機速度的合理掌握可以使?jié){液和土體攪拌均勻，不會發(fā)生段漿和堵塞管道的現(xiàn)象。樁必須注漿均勻，不能出現(xiàn)夾心層的現(xiàn)象。

水泥土攪拌樁;施工工藝;質(zhì)量控制

1 工程概況

K89+918～K90+600段軟土路基位于水盤高速公路二十二合同段，場區(qū)地下水豐富，軟土分布面積大，需處理面積38 811 m2，淤泥質(zhì)軟土深13～15 m，路基填土13～17.23 m，填方路基通過軟土區(qū)易產(chǎn)生滑移破壞和不均勻沉降，對高速公路運營安全影響極大。這一段設計采用的是水泥攪拌樁179 581 m，地基處理過后復合地基承載力的標準值不小于150 kPa。

據(jù)工程勘察資料，場地地質(zhì)條件較復雜，地下水豐富，主要為黃褐色和灰褐色軟塑狀粘土，根據(jù)地質(zhì)勘察報告各軟土層物理力學參數(shù)如表1。

表1 各軟土層物理力學參數(shù)

使用Φ500的水泥土攪拌樁來處理，設計的水泥摻量為15%，樁身無側(cè)限抗壓強度設計值fcu≥2 000 kPa，樁間距為150 cm時，復合地基承載力fspk=151.6～175.7 kPa，樁間距為135 cm時，復合地基的承載力為fspk=161 kPa，樁之間的距離為120 cm時，復合地基的承載力fspk=202 kPa。復合地基的最大沉降量為S=9.03 cm＜10 cm，達到了《公路路基設計規(guī)范》的相關(guān)要求和規(guī)范。為了提高水泥土的強度，摻入和水泥量相同的粉煤灰，并且消耗工業(yè)廢料。

2 處理區(qū)水泥土攪拌樁施工

2.1 地基處理

地基處理主要有排水溝的清理，地表積水的清理，清基，淤泥、腐殖土、草皮等的清除。

2.2 工藝流程

K89+918～K90+600這一段B處理區(qū)使用的是水泥攪拌樁加固處理，形狀按照花形進行設計。

攪拌樁機使用的是SJZ-50型深層攪拌樁機。

水泥攪拌樁的施工過程主要是整理場地、測量定位、調(diào)平樁機、固化漿液、首次進行下沉噴漿攪拌處理(下沉的速度為0.6 m/min)、增大攪拌的速度(增加速度為0.6 m/min)、反復進行下沉噴漿攪拌處理(下沉速度為0.8 m/min)、第二次增大速度噴漿攪拌處理(增大速度為0.8 m/min)、清理輸漿管并將樁基進行移位、打一根樁基、清理樁頭進行驗樁。

(1)材料選用。

利用深層攪拌法進行加固，選擇42.5 MPa強度等級的硅酸鹽水泥和粉煤灰來作固化劑，摻加比為15%，比重為1.65～1.7。調(diào)制出的水泥漿必須要保證其流動性、和易性。在實際施工時可以用泥漿比重計來掌握水泥漿的稠度，從而保證最佳的水灰比。根據(jù)設計每樁長14.52 m，每米水泥和粉煤灰用量分別為43.197 kg，每樁用固化材料水泥627.22 kg，粉煤灰627.22 kg。

(2)樁機就位(對中、調(diào)平)。

樁機的就位等工作由攪拌樁機的班長來安排和指導，在進行樁機的移動時要注意其上下左右前后有沒有障礙物，一旦發(fā)現(xiàn)有障礙物要及時的清除。結(jié)束移動后，要檢查好樁機的定位，一旦發(fā)現(xiàn)偏離等現(xiàn)象要立即進行調(diào)整。

移動樁機就位之后要保證其平整，并且要保證樁機的動力頭、攪拌頭、樁位的中心在同一條鉛垂線上。

按照要求和規(guī)范，樁機的攪拌頭位置偏差要小于等于5 cm。

(3)制備固化劑漿液。

水泥攪拌樁使用水泥作為固化劑，為了適當提高水泥漿的和易性可以摻入和水泥量相同的粉煤灰，水灰比為0.45～0.55，水泥漿的稠度為1～14 cm，利用“控制水泥總量、反復少量多次噴漿”的施工技術(shù)來進行施工，如果樁的長度大于10 m，則要在水泥摻入量不變的基礎(chǔ)上利用變摻量的設計，將樁身上面三分之一的長度摻入適量的水泥并進行多次攪拌，樁身下部1/3樁長范圍內(nèi)可適當減少水泥摻入量。

(4)第一次下沉噴漿攪拌。

發(fā)動深層攪拌樁機電機時要放松起吊的鋼絲繩，讓攪拌機沿著導向架的方向下沉，下沉速度的控制要利用電氣控制裝置來監(jiān)測。在施工時要嚴格控制好下沉的速度，時刻觀察動力頭的工作情況，電機的工作電流要小于額定值，防止燒毀電機。

如果遇到比較硬的土層則要降低下沉的速度，可以利用在中心管中摻入少量的稀漿土來濕潤，從而降低下沉的速度。

在施工時要嚴格控制好漿液的配合比和單樁的水泥使用量。

在施工時還要注意防止出現(xiàn)灰漿離析的現(xiàn)象，在放漿之前要先攪拌漿液30 s，然后將漿液倒在集料斗中。

(5)噴漿攪拌提升(第一次注漿提升攪拌)。

攪拌機下沉到設計時的深度之后就要按照設計確定的速度和灰漿泵的流量進行邊噴漿邊提高深層攪拌樁機鉆頭的高度，直到攪拌機噴漿提高到超過樁頂?shù)臉烁?.5 m左右之后再進行下沉。

(6)重復攪拌(第二次注漿重復攪拌)。

為了使軟土和漿液攪拌的足夠均勻，要第二次將攪拌機下沉到設計深度，再將攪拌機提升到地表處。

(7)清洗。

在集料斗中加入清水，啟動灰漿泵，將全部的管路和水泥漿都清理干凈，還要將黏在攪拌頭上的軟土清理掉。

(8)施工要點。

在實際施工時要注意控制好攪拌機下沉和提升的速度，保證將漿液和土體攪拌均勻。

在進行壓漿時不能出現(xiàn)斷漿的問題，不能堵塞管道。全樁必須均勻注漿，不能出現(xiàn)夾心層。如果在施工時出現(xiàn)管道堵塞的現(xiàn)象，則要停泵進行處理。處理好了之后再將攪拌機下沉到堵塞處以下1.0 m深度重新開泵進行壓漿。10～20 s之后恢復攪拌，防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

前臺的攪拌機和后臺的供漿機要保持配合，聯(lián)絡信號要穩(wěn)定。前臺的攪拌機的噴漿速度和次數(shù)必須滿足設計要求，后臺的供漿機必須連續(xù)施工，如果出現(xiàn)事故不得不停機則要立即告知前臺。一旦停機時間超過3 h，則要防止?jié){液硬化堵塞管道，必須要拆卸管道清洗。

在提升攪拌機噴漿時，攪拌頭靠近樁頂?shù)臉烁邥r，為了保證攪拌樁樁頭的施工質(zhì)量，必須在距離樁頂1 m左右時適當?shù)臏p小提升的速度。噴漿口若即將提升出地表時，則要停止提升，等到噴漿攪拌數(shù)秒之后再關(guān)閉壓漿泵，然后將攪拌頭提升出地表。為了保證樁頭的質(zhì)量，還可以采用多次噴漿攪拌的方法。

為了避免攪拌機在提升出地表時將漿液噴到地表上，在結(jié)束成樁后要先停止壓漿泵，將攪拌機在樁頭攪拌數(shù)秒之后再將其提升出地表。

(9)樁機移位。

等到攪拌機提升出地表后，要先關(guān)閉電機，再將樁機移動到新的位置。

施工過程中要注意隨時記錄，并對樁的質(zhì)量進行檢查。

(10)成樁檢驗。

水泥攪拌樁在施工結(jié)束后的28 d后要進行質(zhì)量檢測，檢測的項目主要有①靜載試驗：試樁時要進行復合地基的載重試驗，從而確定復合地基載重的標準值：一般路段≥150 kPa，涵洞路段≥200 kPa;②觸探及抽芯試驗：至少做3根。

3 水泥攪拌樁的施工常見問題及處理

(1)噴漿阻塞主要原因：水泥在受潮之后凝結(jié)成塊狀、制漿池的濾網(wǎng)損壞、清漿工作不徹底。改善措施：改變現(xiàn)場水泥的儲存環(huán)境并且時刻觀察濾網(wǎng)的情況和清渣工作。

(2)噴漿不足主要原因：輸漿管出現(xiàn)彎曲，外壓泄露、輸漿管道太長。改善措施：時刻檢查和修護輸漿管道，選取適當?shù)奈恢瞄_挖制漿池。

(3)進尺受阻主要原因：地下面有沒清理干凈的石頭、樹根等雜物。改善措施：將障礙物及時的清除或者是移開。

5 成樁效果

經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)：水泥土攪拌樁樁芯沒有損壞，標準也符合規(guī)定。

［1］陳海鏗.水泥深層攪拌樁施工控制［J］.現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2009，(4).

［2］曹依水.攪拌樁施工技術(shù)管理探討［J］.廣東建材，2008，(3).

［3］王良發(fā).水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制及檢測方法［J］.科技視界，2012，(4).

［4］公路路基設計規(guī)范(JTGD30-2004)［S］.82-83.

［5］公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范(JTGD63-2007)［S］.人民交通出版社.119-120.

U416.1

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1008-3383(2013)07-0001-01

2012-11-12

修新然(1979-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，研究方向：公路、橋梁施工和管理。