摘要：隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，深層攪拌樁軟基處理得到廣泛的運用，效果較好。本文通過研究深層水泥攪拌樁的機理和施工工藝及設(shè)計方法使得施工中更好地改進(jìn)和指導(dǎo)實踐運用。

關(guān)鍵詞：水泥深層攪拌樁 軟土路基 應(yīng)用

引言

水泥深層攪拌樁（Deep Cement Mixing Pile）就是利用深層攪拌機將水泥和地基土原位攪拌，水泥顆粒和軟土間的水土顆粒充分作用產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，生成纖維狀膠凝和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物，從而產(chǎn)生與原狀土不同的結(jié)構(gòu)特征。形成整體性好的膠體并具有一定強度的水泥土攪拌樁，形成水泥土樁復(fù)合地基，以提高地基承載力，減少沉降。上世紀(jì)80年代我國從日本引入軟土地基深層攪拌加固技術(shù)的思路，隨即進(jìn)行水泥土室內(nèi)試驗、研制開發(fā)施工機械和相應(yīng)的施工工藝，并先于國外在陸地上將深層攪拌法大量應(yīng)用于工業(yè)建筑、民用房屋、市政工程和道路建設(shè)的軟基加固工程中。

一、水泥深層攪拌樁應(yīng)用的好處

在相同地質(zhì)條件下深層水泥攪拌樁比沉管灌注樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁有更好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。其施工時無擠土效應(yīng)，對環(huán)境影響較小，施工設(shè)備相對輕便，對施工場地要求低，施工質(zhì)量容易控制。

（1）深層水泥攪拌樁是一種施工簡單、造價低、質(zhì)量可靠、行之有效的路基處理技術(shù)。

（2）深層水泥攪拌樁一般加固深度十余米至持力層，可把地基承載力提高到150kPa～250kPa。而且有工程實際經(jīng)驗曾證明，加固結(jié)果不僅提高了地基容許承載力，還可減少路基的總沉降量。

（3）深層水泥攪拌樁施工速度快，從而縮短工期。由于水泥樁與樁間土形成的復(fù)合人工地基沿深度的均勻性和整體性好，加固后一個月即可投入使用，為工程施工早日完成贏得了寶貴的時間。

（4）由于深層水泥攪拌加固法就地造樁不排土，因而地面隆起少，并且施工中無振動、無噪音、無污染，且技術(shù)可靠、不會對周圍建筑物產(chǎn)生有害的影響。

二、設(shè)計參數(shù)及要求

用普通土將自然地面整平至一統(tǒng)一標(biāo)高，該標(biāo)高為樁頂標(biāo)高。攪拌樁采用長樁、短樁相結(jié)合的方式，相互間隔布置，樁的布置間距為1.2m×1.2m，樁徑600mm，長樁穿過填土，進(jìn)入到原狀土0.3～0.5米，預(yù)計樁長為8.8～16.4米，短樁樁長統(tǒng)一為8米，具體的參數(shù)指標(biāo)如下：

（1）路基地基攪拌樁置換率19.7%；

（2）水泥摻入比a=18%，漿液水灰比0.6～0.8；

（3）室內(nèi)配合比設(shè)計：7d無側(cè)限抗壓強度：qu≥0.8MPa；28d無側(cè)限抗壓強度：qu≥1.6MPa；90d無側(cè)限抗壓強度：qu≥2.4MPa；

（4）現(xiàn)場質(zhì)量檢測：28d取芯強度：R28≥0.8MPa；90d取芯強度：R90≥1.2MP；單樁承載力>200kPa；復(fù)合地基承載力>150kPa。

三、施工準(zhǔn)備

（1）水泥攪拌樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料：審批過的試樁報告、施工場地的工程地質(zhì)報告，土工試驗報告，室內(nèi)配比試驗報告，設(shè)計樁位圖，原地面高程數(shù)據(jù)表，加固深度以及測量資料等。

（2）深層攪拌樁施工場地應(yīng)事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙，場地低洼時應(yīng)回填粘土，不得回填雜土；施工場地不能滿足機械行走要求時，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層。若地表過軟，則應(yīng)采取防止機械失穩(wěn)措施。

（3）水泥攪拌樁可采用合格的膨脹水泥或標(biāo)號不低于32.5級普通硅酸鹽。宜用袋裝水泥，以便于計量。使用前，應(yīng)將水泥的樣品送中心試驗室或監(jiān)理工程師指定的試驗室檢驗，檢驗合格后方可使用。水泥的堆放應(yīng)整齊，并防止水泥受潮、結(jié)塊變質(zhì)。

（4）水泥攪拌樁施工機械應(yīng)配備電腦記錄儀及打印設(shè)備，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。每天對每臺樁機的電腦記錄進(jìn)行驗對。

（5）水泥攪拌樁施工機械必須具備良好、穩(wěn)定的性能，所有鉆機開鉆之前應(yīng)由監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部組織檢查驗收合格后方可開鉆。

四、施工過程

深層攪拌法的主要設(shè)備是深層攪拌機。有中心管輸漿和葉片噴漿兩種機械。深層攪拌法的施工流程是，首先根據(jù)施工布置圖進(jìn)行測量放樣，并使攪拌樁就位；當(dāng)機械就位后，進(jìn)行預(yù)下沉，待機械冷卻水循環(huán)正常后啟動電機，放進(jìn)鋼絲繩，使攪拌機沿著導(dǎo)向架、切土下沉。下沉到一定深度后，開始按設(shè)計配比制備水泥漿，在壓漿前漿水泥漿倒入集料斗中，當(dāng)攪拌機下沉到設(shè)計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴(yán)格按照設(shè)計提升速度提升攪拌機。當(dāng)攪拌機提升至設(shè)計加固頂面標(biāo)高時，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排完。為使軟土和水泥攪拌樁攪拌均勻，可再次將攪拌樁邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計加固深度后，再將攪拌機邊旋轉(zhuǎn)邊提升出地面。

五、深層攪拌樁施工質(zhì)量控制措施

1）注意土層的變化

攪拌樁施工場地的土層情況有時與工程地質(zhì)報告有所出入。既定的工藝不一定適合整個場地情況，因此應(yīng)作好相應(yīng)的變化措施。

2）泵送量

攪拌機施工用的灰漿泵雖是定量泵，但泵的新舊程度、漿液的稠度以及輸漿管長度與高度都會使泵送量略有變化。為使每根樁所用的固化劑總噴漿時間不變，在施工過程中應(yīng)根據(jù)泵送量的變化調(diào)整漿液的水灰比。如泵送量增大時，略增大水灰比。泵送量減少時，略降低水灰比。雖然水灰比對樁身強度會有影響。但相對于其它因素來看是微小的。

3）攪拌工藝的選擇

可通過復(fù)噴復(fù)攪的方法達(dá)到樁身強度為可變參數(shù)的方法。攪拌次數(shù)以1次噴漿2次攪拌或2次噴漿4次攪拌為宜，最后1次提升攪拌宜采用慢速提升。當(dāng)噴漿到達(dá)樁頂標(biāo)高時，宜停止提升。攪拌數(shù)秒，以保證樁頭的均勻密實。根據(jù)施工經(jīng)驗的積累和總結(jié)，控制攪拌樁施工質(zhì)量的指標(biāo)主要為：水泥摻人量、提升速度、噴漿的均勻性和連續(xù)性。以及施工機械性能。

六、工程質(zhì)量檢驗方法

⑴水泥攪拌樁成樁7天后可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)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(jié)核”或未被攪勻的土團(tuán)。②觸探試驗：根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)N10與水泥土強度對比關(guān)系來看，當(dāng)樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時，樁身強度已能滿足設(shè)計要求；或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時，樁身強度也能達(dá)到設(shè)計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。

⑵水泥攪拌樁成樁28d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。鉆孔取芯頻率為檢測總樁數(shù)的1%～1.5%。

⑶如果某段水泥攪拌樁取芯檢測結(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，則應(yīng)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。

⑷對攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。

⑸在軟土層深厚的地方，或?qū)κ┕べ|(zhì)量有懷疑時，可在成樁28d后，由監(jiān)理工程師隨機指定抽檢單樁或復(fù)合地基承載力。隨機抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0.2%，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計荷載的兩倍。

結(jié)語

隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，深層攪拌樁軟基處理得到廣泛的運用。水泥攪拌樁處理軟上地基能有效地使樁，士體形成復(fù)合地接，大大降低樁間土的應(yīng)力，提高了地基的強度和承載力。實施過程中必須結(jié)合工程的實際地質(zhì)條件與經(jīng)驗數(shù)據(jù)，通過試樁對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行驗證和必要的修正，效果會較好。

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