劉勝路

(中鐵誠業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，北京 100055)

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雙向水泥攪拌樁在沿海地區(qū)淤積土地基處理技術(shù)措施

劉勝路

(中鐵誠業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，北京 100055)

結(jié)合鐵路工程實例應(yīng)用，介紹軟土路基地基處理采用雙向水泥攪拌樁施工技術(shù)的工作機理、施工工藝及控制要點。

雙向水泥攪拌樁 軟土路基 地基處理

1 工程概況

目前，國外對軟基處理的方法有深層攪拌法、化學(xué)灌漿法、加筋土法、地基錨桿法、輕型填土法等。國內(nèi)常見的軟土路基處理方法有排水固結(jié)法、注漿加固法、加筋法、置換法、擠密法及強夯法。

新建連云港至鹽城鐵路Ⅴ、Ⅵ標(biāo)段位于濱海平原區(qū)，為東部沿海淤泥質(zhì)土沖積平原，地勢寬廣平坦，屬軟土地區(qū)，地質(zhì)狀況復(fù)雜，地層變化頻繁，主要為第四系全新統(tǒng)沖積，海積和第四系上更新統(tǒng)沖洪積黏性土、粉土(砂)等地層。水文情況：地表河流縱橫交錯，河道密集，地下水豐富，主要為孔隙潛水，賦存于第四系地層中，受大氣降水和地表水的補給，水量較大，且具有流動性。地基處理大多采用雙向水泥攪拌樁加固，地基處理深度14～16.5 m。

2 雙向水泥攪拌樁的施工工藝及參數(shù)

在雙向水泥攪拌樁施工前，需通過工藝性試驗驗證所確定的配合比、水灰比是否合適，掌握下鉆、提升的困難程度，確定下鉆、提升速度；確定單位時間注漿量、每延米注漿量(水泥摻量)等數(shù)據(jù)。

2.1 施工工藝

雙向水泥攪拌樁的施工工藝主要分為：定位，拌制漿液，開鉆，攪拌，噴漿鉆進，攪拌提升，移位及成樁加測等階段。具體施工工藝見圖1。

圖1 雙向水泥攪拌樁施工工藝流程

(1)樁機就位：將樁機移到指定樁位進行對中、校正，確?；追€(wěn)固，樁身水平不傾斜，鉆頭垂直，采用全站儀或在主機上吊一錘球控制鉆桿垂直度。

(2)拌制漿液：按照工藝性試驗確定的施工水泥摻量及水灰比在攪拌機內(nèi)拌制水泥漿。水泥采用普通硅酸鹽水泥，必須采用機械拌制，漿液要攪拌均勻，加篩過濾，現(xiàn)制現(xiàn)用，拌和時間不少于3 min，用比重計測其相對密度，并檢測稠度，不得產(chǎn)生離析。

(3)開鉆：開鉆前應(yīng)由施工單位質(zhì)檢人員和監(jiān)理人員進行樁前檢查并驗收合格后，方可開鉆。

(4)攪拌、噴漿鉆進：啟動樁機電機，攪拌頭在原地攪拌1～3 min，待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后使攪拌頭沿導(dǎo)向架邊攪拌邊下沉，同時開啟送漿泵向土體噴水泥漿，此時雙軸上的葉片同時正方向旋轉(zhuǎn)至設(shè)計深度。下沉速度由樁基工藝性試驗取得。下沉?xí)r需安排專人負(fù)責(zé)隨時檢查垂直度，如果發(fā)現(xiàn)傾斜過大應(yīng)馬上停鉆調(diào)整，直到滿足要求方可繼續(xù)開鉆。同時隨時觀察設(shè)備運行及地層變化情況。噴漿時應(yīng)配備壓力表、電磁流量計等儀表設(shè)備，自動記錄注漿壓力和注漿量，打印電腦小票作為施工工程控制憑證。

(5)攪拌提升：攪拌機鉆至設(shè)計深度后，在樁端就地持續(xù)噴漿攪拌30 s以上，使樁端水泥土充分?jǐn)嚢杈鶆?。然后按工藝性試驗總結(jié)的提升速度提升攪拌頭，攪拌提升的同時，雙向攪拌樁機鉆桿上正反旋轉(zhuǎn)的葉片繼續(xù)攪拌水泥土。使?jié){液和土體充分拌和直至設(shè)計頂面高程，當(dāng)提升至樁頂位置時，應(yīng)停留攪拌至少30 s。

(6)移位：關(guān)閉攪拌機，移動至下一樁位。在移走鉆機后應(yīng)及時清理冒出的水泥漿，達到與原地面基本相平，并在清理完后的樁位上做好標(biāo)記。

2.2 雙向水泥攪拌樁施工參數(shù)

布袋注漿樁漿液拌制需嚴(yán)格控制水灰比，注漿液由水、水泥組成，通過工藝性試樁，得出漿液水灰比0.5～0.55，其90 d無側(cè)限抗壓強度不小于1.5 MPa，下沉速度0.5～0.8 m/min；提升速度0.7～1.0 m/min；內(nèi)鉆桿轉(zhuǎn)速≥50 r/min；外鉆桿轉(zhuǎn)速≥50 r/min；下沉?xí)r噴漿壓力0.25～0.40 MPa。水泥用量每延米63.5 kg，正反旋轉(zhuǎn)葉片直徑不小于設(shè)計值。

3 雙向水泥攪拌樁施工的優(yōu)點

雙向水泥攪拌樁地基處理與傳統(tǒng)水泥攪拌樁相比具有以下優(yōu)點：

采用雙向水泥攪拌樁具有施工速度快，施工質(zhì)量易于控制，經(jīng)濟性較高，且更有利于現(xiàn)場文明施工控制等優(yōu)勢。

①施工工效快：與傳統(tǒng)水泥攪拌樁“兩噴四攪”相比，雙向水泥攪拌樁“一噴四攪”只需要噴漿攪拌下沉、提升一次，通過正反葉片旋轉(zhuǎn)達到攪拌4次，不需要再次下沉復(fù)攪，施工工藝在成樁時間上節(jié)省一半。

②強度提高：葉片同時正反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途徑，徹底解決了冒漿現(xiàn)象，使固化劑與土體充分?jǐn)嚢?，不再出現(xiàn)層狀的水泥漿攪拌體，水泥土強度得到大幅度提高。

③擾動?。和碾p軸同時正反向旋轉(zhuǎn)，使土體對葉片產(chǎn)生的水平旋轉(zhuǎn)力相互平衡，降低了施工對樁周體的作用。

④便于管理：由于采用“一噴四攪”的施工工藝，不需要復(fù)攪復(fù)噴，降低了人為因素對施工質(zhì)量的影響。

⑤易于推廣：使用常規(guī)的固化劑，施工機械操作簡單，施工人員接受短期指導(dǎo)即可施工。

4 雙向水泥攪拌樁施工控制要點

4.1 控制要點

(1)水泥漿配制

水泥漿要嚴(yán)格按設(shè)計的配合比配制。需根據(jù)工藝試驗樁基的長度、水泥摻量及試驗水灰比算出每根樁的水泥漿用量，一次性將整根樁的漿液拌制完成，攪拌時間必須達到要求，漿液的密度采用漿液比重計檢測，不得采用邊拌邊使用的施工方式，在噴漿過程中存漿桶內(nèi)的漿液必須朝一個方向持續(xù)攪動。

(2)確保加固強度和均勻性

施工過程盡量連續(xù)，輸漿階段應(yīng)保證足夠的壓力，連續(xù)、均勻供漿。因故停漿時，應(yīng)將攪拌頭下沉到停漿點0.5 m以下，待正常后再噴漿攪拌。因故停機超過3 h，應(yīng)拆除管道進行清洗，并在原樁位旁邊補樁。嚴(yán)格按設(shè)計樁位、樁長、樁數(shù)以及實驗確定的參數(shù)施工，嚴(yán)控噴漿和攪拌下沉、提升速度。

(3)選擇合適的動力設(shè)備及鉆頭

施工設(shè)備必須具有足夠的動力以滿足施工要求，施工前必須進行地質(zhì)勘查，根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇足夠功率的動力頭。設(shè)備要具有調(diào)整自身垂直度的功能，在施工過程中應(yīng)保持樁機底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，雙向水泥攪拌樁的垂直偏差不得超過1%，樁位的偏差不得大于5 cm。為保證成樁直徑，需定期檢查葉片直徑，其直徑磨損度不得超過10 mm。

(4)合理規(guī)劃施工順序

施工順序宜從中間向外圍進行，或由一邊推向另一邊。雙向水泥攪拌樁施工完成28 d內(nèi)不得有任何機械在其上面行走，待檢測合格后方可進行上部路基施工。

(5)認(rèn)真填寫施工記錄

現(xiàn)場施工人員應(yīng)認(rèn)真填寫施工原始記錄，記錄內(nèi)容包括：(1)施工樁號、施工日期、天氣情況；(2)噴漿深度、停漿高度；(3)灰漿泵壓力、管道壓力；(4)鉆機轉(zhuǎn)速；(5)鉆進速度、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。

4.2 施工中注意事項及常見問題的解決

雙向水泥攪拌樁施工過程中常見問題及處理辦法見表1。

表1 雙向水泥攪拌樁施工過程常見問題及處理

5 試驗及質(zhì)量檢驗

雙向水泥攪拌樁質(zhì)量檢測分成樁質(zhì)量檢測和承載力檢測。成樁質(zhì)量檢測是在成樁28 d后采用樁長范圍鉆孔取芯，進行完整性、均勻性、無側(cè)限抗壓強度檢驗；承載力試驗實在成樁28 d后進行單樁載荷試驗，驗證地基承載力是否滿足設(shè)計要求。

連鹽鐵路Ⅴ、Ⅵ標(biāo)段雙向水泥攪拌樁共約39.5萬根，在成樁28 d后任意抽取總樁數(shù)的2‰分別進行取芯檢測及單樁載荷試驗，通過對現(xiàn)場芯樣的目測，雙向水泥攪拌樁在本地區(qū)施工樁體是連續(xù)的，水泥與土攪拌較均勻，對芯樣進行無側(cè)限抗壓試驗，強度均大于1.5 MPa，滿足設(shè)計要求。地基承載力采用單樁平板載荷試驗檢測，承重加載均達到設(shè)計值的2倍，在加載過程中均未出現(xiàn)極限荷載，p-s曲線平緩無明顯陡降段，地基承載力滿足設(shè)計要求。

6 結(jié)束語

雙向水泥攪拌樁具有施工工效高，能夠克服傳統(tǒng)水泥攪拌樁存在的漿液損失、攪拌不均勻等問題，且施工質(zhì)量易于控制，上下葉片正反旋轉(zhuǎn)可阻斷水泥漿液上冒路徑，現(xiàn)場安全文明施工能夠得到有效保障。通過試驗檢測，樁體自身強度及軟土地基承載力明顯提高，雙向水泥攪拌樁地基處理技術(shù)穩(wěn)定可靠。

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Discussion on the Technical Measures for the Foundation Treatment of the Silt in the Coastal Area of the Bidirectional Cement Mixing Pile

LIU Shenglu

2016-08-15

劉勝路(1971—)，男，2012年畢業(yè)于北京交通大學(xué)土木工程專業(yè)，工程師。

1672-7479(2016)05-0049-03

TU472.3+6

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