賈驥峰

(保定市公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

0 引 言

目前，我國的水泥土攪拌樁存在著成樁質(zhì)量差，處理土質(zhì)有效深度淺，樁土作用協(xié)調(diào)性差等問題，影響到其在道路工程軟土地基處理方面的應(yīng)用。釘形水泥土雙向攪拌樁是針對上述缺點而提出的一種新的樁體。這種樁體結(jié)合了變截面攪拌樁和雙向攪拌樁兩者的優(yōu)點，在擴大樁頂截面的基礎(chǔ)上形成類似釘子形狀。見圖1，圖2 所示。

圖1 釘形水泥土雙向攪拌樁結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 釘形水泥土雙向攪拌樁樁頭

釘形水泥土雙向攪拌樁的特點有以下幾個方面。

(1)由單向攪拌變?yōu)殡p向攪拌，施工的效率大為提高;

(2)自動伸縮葉片的設(shè)計提高了成樁質(zhì)量;

(3)結(jié)合土中應(yīng)力傳遞規(guī)律進行的上部擴大頭的設(shè)計對土體上部復(fù)合地基強度起到增強作用，對于柔性荷載，擴大頭會在荷載的作用下形成一個土拱，能夠有效分擔(dān)樁體所受的荷載。

(4)擴大頭可以提高單樁承載力，進而起到增加樁間距，節(jié)約造價的目的。

1 工程實例

1.1 工程概況

大廣高速公路衡水段位于河北省衡水市境內(nèi)，屬于環(huán)渤海灣地區(qū)，該路段有大量軟黏土、粉質(zhì)土，軟土地基性狀典型。其K50 +100—K50 +300 段路基位于邢臺地區(qū)南宮市明化鎮(zhèn)境內(nèi)，對其采用釘形水泥土雙向攪拌樁進行處理，其具體設(shè)計參數(shù)如下。整體分為A、B 兩個區(qū)段，兩個區(qū)段均采用梅花形布樁的方式，A 區(qū)段樁徑為1000/500 mm，擴大頭的高度為4 m，樁間距為2.1 m，采用釘形水泥土雙向攪拌樁的處理深度為17.1 m;B 區(qū)段樁徑為1000/50 mm，擴大頭的高度為3 m，樁間距為1.9 m，采用釘形水泥土雙向攪拌樁的處理深度為17.1 m。其樁身的水泥摻入量由室內(nèi)的水泥配合比試驗進行確定，樁徑為1000 mm 的區(qū)段260 kg/m，樁徑為500 mm 的區(qū)段為65 kg/m。

1.2 施工參數(shù)

(1)材料要求。水泥品種采用國產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，其強度等級不得低于32.5 MPa，水泥應(yīng)在有效期內(nèi)使用，嚴(yán)禁使用變質(zhì)、受潮、結(jié)塊的劣質(zhì)水泥。水泥的水灰比應(yīng)該嚴(yán)格控制在0.45～0.50 之間。

(2)施工工藝流程。釘形水泥土雙向攪拌樁的下部樁體采用“二攪一噴”的施工工藝流程，擴大頭采用“四攪三噴”的施工工藝流程。

(3)施工具體參數(shù)。釘形水泥土雙向攪拌樁的施工具體參數(shù)為鉆進速度采用0.5～0.8 m/min;提升速度為0.7～1.0 m/min;內(nèi)、外鉆桿的轉(zhuǎn)速分別大于50 r/min 和70 r/min;鉆進過程中的噴漿壓力為0.25～0.4 MPa;葉片寬度為120 mm，間距為250 mm，厚度為30 mm，傾角為12°。

1.3 具體施工技術(shù)要點

(1)水泥漿液必須嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)定的配合比進行拌制，現(xiàn)場拌制漿液的過程中應(yīng)做到有專門人員對每根樁水泥用量進行詳細(xì)記錄，記錄送漿的開始和結(jié)束時間，供漿必須做到連續(xù)，拌合必須做到均勻。

(2)施工中如果遇到噴漿量不足的現(xiàn)象，應(yīng)該在其旁邊繼續(xù)補一根樁，補樁的樁長和噴漿量均不得小于其設(shè)計值。

(3)對樁位的施工順序要做到合理安排，以利于樁體整體的質(zhì)量和地基處理的效果。

(4)施工中要注意定期對鉆頭進行檢查，保持鉆頭的直徑誤差在規(guī)定允許范圍之內(nèi)。

(5)施工中要對鉆機的下鉆速度和噴漿深度進行嚴(yán)格的控制，確保水泥噴入量。

2 處理效果

2.1 成樁質(zhì)量分析

在成樁28 d 后，對土壤進行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗并提取芯樣進行室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度試驗，測試結(jié)果顯示。

(1)釘形水泥土雙向攪拌樁沿深度方向的28 d的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)數(shù)值變化不大，A 區(qū)為19～29 擊，B 區(qū)為21～32 擊之間。

(2)A 區(qū)的釘形水泥土雙向攪拌樁的28 d 無側(cè)限抗壓強度5 m 以上為2.12 MPa，5 m 以下為1.29 MPa，B 區(qū)的釘形水泥土雙向攪拌樁的28 d 無側(cè)限抗壓強度5 m 以上為1.69 MPa，5 m 以下為1.19 MPa。說明釘形水泥土雙向攪拌樁樁身質(zhì)量好，其強度高，由于擴大頭的協(xié)調(diào)荷載的作用，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度提升。

2.2 載荷試驗分析

在成樁28 d 后，對樁體分別進行單樁和復(fù)合地基承載力試驗，其試驗結(jié)果如表1 所示。

表1 試驗結(jié)果

從表1 中可以看出，無論是單樁承載力還是復(fù)合地基承載力，釘形水泥土雙向攪拌樁的加固效果均優(yōu)于普通水泥土攪拌樁，充分說明釘形水泥土雙向攪拌樁成樁質(zhì)量好，與地基協(xié)調(diào)作用的優(yōu)點。

2.3 經(jīng)濟效益分析

該工程原方案設(shè)計為采用普通水泥土攪拌樁，樁長16.5 m，樁徑為0.5 m，由于采用釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基，與原普通水泥土攪拌樁相比其所用樁數(shù)大為減少，減少了工程造價，取得了良好的經(jīng)濟效益。該方案與原普通水泥土攪拌樁方案的對比如表2 所示。

表2 方案對比分析

3 結(jié) 語

如何在復(fù)雜的地質(zhì)條件下對高速公路進行施工一直是一個困擾工程技術(shù)人員的問題，釘形水泥土雙向攪拌樁的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。其具有成樁質(zhì)量好，強度高，進而增大樁間距，減少樁數(shù)量，達到滿足施工要求，節(jié)約造價的目的。目前，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到土木工程各個領(lǐng)域并取得了良好的效果，其科學(xué)性已經(jīng)在實際工程中得到證實。

［1］劉松玉，宮能和，馮錦林，等.釘形水泥土攪拌樁操作方法［P］.中國專利:2004 10065863.

［2］劉松玉，儲海巖，宮能和，等.雙向攪拌樁的成樁操作方法［P］.中國專利:2004 10065862.

［3］劉松玉，儲海巖，宮能和，等.多功能自動擴徑鉆頭［P］.中國:200520077017.

［4］釘形水泥土雙向攪拌樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程(JG/T024－2007)［S］.