王曉東

（葛洲壩集團試驗檢測有限公司，湖北　宜昌　443002）

高鐵水泥攪拌樁配合比的設(shè)計與應(yīng)用

王曉東

（葛洲壩集團試驗檢測有限公司，湖北宜昌443002）

某新建高鐵客運專線沿線的大部分地基屬于軟基，設(shè)計要求針對此類型地基采取水泥攪拌樁進行加固處理，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢?，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強度。該配合比的設(shè)計及應(yīng)用，可為相關(guān)工程提供參考。經(jīng)檢查，水泥攪拌樁的質(zhì)量達(dá)到優(yōu)秀水平。

水泥攪拌樁；設(shè)計；應(yīng)用

1　工程項目概況

某新建鐵路工程為滬漢蓉快速客運通道的組成部分，東起漢口站，西至宜昌東站，途經(jīng)漢川、仙桃、天門、潛江、荊州、枝江、宜昌等市，線路全長293.096km。全線設(shè)漢口、漢川、仙桃、潛江、荊州、枝江、宜昌東等7個車站，其中5個新建站、2個既有站（漢口站、宜昌東站）。全線共劃分6個標(biāo)段，本標(biāo)屬第6標(biāo)段。起止樁號為DK206+500～DK293+623.24，正線全長87.41km。鐵路等級：Ⅰ級；正線數(shù)目：雙線。主要工作內(nèi)容有正線橋梁34577.4m/39座（雙線）、4665.63m/6座（單線），橋梁樁基大部分為鉆孔樁，設(shè)計強度為C30、C35、C40，隧道及明洞2375m/8座，路基47.81km。正線鋪軌170.40km，站線鋪軌14.09km。制架梁4030片。

2　設(shè)計依據(jù)及技術(shù)要求

2.1設(shè)計依據(jù)

該配合比設(shè)計試驗依據(jù)（但不限于）下列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程及文件：

（1）TZ212—2005《客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》

（2）TB10414—2003《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》

（3）TB10102—2004《鐵路工程土工試驗規(guī)程》

（4）JGJ55—2000《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》

（5）GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》

（6）JGJ63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》

2.2水泥攪拌樁的設(shè)計要求

表1　水泥攪拌樁技術(shù)要求

3　水泥攪拌樁配合比設(shè)計與試驗

3.1原材料

水泥攪拌樁原材料：華新“堡壘”牌P·O42.5水泥；采用當(dāng)?shù)卦瓲钔粒话韬霞梆B(yǎng)護用水采用江口城區(qū)飲用水。

3.2配合比設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，進行水泥攪拌樁室內(nèi)配合比試驗。水泥攪拌樁在施工過程中，如果水灰比過小，則會堵塞出漿口造成施工困難，如果水灰比過大，又會影響樁身質(zhì)量。因此，通過室內(nèi)配合比試驗選擇合適的水灰比，對控制施工質(zhì)量和進度極為重要。在室內(nèi)進行配合比試驗時，在實地取5層土樣，按水泥摻入比15%，水灰比0.45、0.48、0.50成型70.7mm×70.7mm×70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)水泥土試塊，并進行0.50水灰比，水泥摻入比為12%、18%的兩組試件進行對比試驗，具體室內(nèi)試驗結(jié)果見表2。

表2　水泥土配合比室內(nèi)試驗結(jié)果表

4　配合比的確定

從以上試驗成果可以看出，水泥土的抗壓強度在同一水灰比情況下隨著水泥摻入比的增大而增大；水泥土在同一水泥用量的情況下隨著水灰比的增大而減小。根據(jù)90天室內(nèi)試驗成果，推薦水膠比0.48時材料用量為水泥攪拌樁的配合比，具體材料用量及組成見表3。

表3　水泥攪拌樁配合比材料用量表

5　水泥攪拌樁的質(zhì)量控制

（1）場地平整，清除障礙物，回填區(qū)域要分層夯實，路基的承載力應(yīng)滿足重型樁機平移、行走穩(wěn)定的要求，確保攪拌樁能夠連續(xù)作業(yè)，而且垂直度達(dá)到設(shè)計要求。

（2）對測量成果進行全面復(fù)合。

（3）開挖樣槽：樣槽的尺寸以排除涌出的土體并不影響樁頂標(biāo)高控制及后期施工為宜。

（4）每次樁機就位后，要嚴(yán)格檢查樁架垂直度和平面位置的復(fù)核，鉆桿垂直度誤差控制在1%內(nèi)，樁位偏差不得大于20mm。

（5）做好工藝成樁工作，以確定施工工藝參數(shù)，如鉆進深度、灰漿配合比、噴漿下沉及提升速度、噴漿速率、噴漿壓力及鉆進狀況等。試樁數(shù)量以滿足規(guī)范、施工需要。

（6）對成樁深度進行逐孔檢查。

（7）工程擬采用電腦計量的自動攪拌系統(tǒng)和散裝水泥罐，以確保漿液質(zhì)量的穩(wěn)定，因故擱置超過2小時以上拌制漿液，應(yīng)作廢漿處理，嚴(yán)禁再用。

（8）噴漿、攪拌成樁：啟動電動機，根據(jù)土質(zhì)情況按計算速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌合下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標(biāo)高。按照攪拌樁施工工藝要求，鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，每次下降時噴漿60%，提升時噴漿40%。鉆機鉆進和提升速度宜控制在0.6～1m/min，按照技術(shù)交底要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設(shè)計水泥漿液全部注完。

（9）嚴(yán)格控制攪拌樁下沉速度和攪拌提升速度，并保持勻速下沉（提升），攪拌提升時不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成堤壩周邊地基沉降，在樁機筒身上做好明顯標(biāo)志，嚴(yán)格控制隔水帷幕樁頂和樁底標(biāo)高。

（10）防止斷樁：施工中發(fā)生意外中斷注漿或提升過快現(xiàn)象，應(yīng)立即暫停施工，重新下鉆至停漿面或少漿樁段以下0.5m的位置，重新注漿提升，保證樁身完整，防止斷樁。

（11）鄰樁施工：連續(xù)的水泥土墻中相鄰樁施工的時間間隔一般不應(yīng)超過24h，因故突襲、停歇時間超過24h，應(yīng)采取補救樁或者后施工樁中增加水泥摻量（可增加20%～30%）及注漿等措施，前后排樁施工應(yīng)錯位成踏步式，以便發(fā)生停歇時，前后施工樁體成錯位搭接形式，有利墻體穩(wěn)定及止水效果。

（12）要求施工方要經(jīng)常對所有的機械設(shè)備進行施工前和施工中的檢查，以保證其正常運轉(zhuǎn)，連續(xù)施工，尤其是鉆頭的磨損情況和注漿線路、出水回路的通暢情況。

6　施工質(zhì)量檢測

某新建高鐵線路基于2009年10月完工，完工后施工單位對部分路基的水泥攪拌樁進行鉆孔取芯試驗，以論證水泥攪拌樁的完整性及抗壓強度等技術(shù)指標(biāo)。經(jīng)檢測，此次抽檢的水泥攪拌樁的完整性及抗壓強度值均良好。具體檢測結(jié)果見表4。

表4　某新建高鐵線路路基水泥攪拌樁的試驗結(jié)果匯總

［通訊地址］湖北 宜昌市西陵區(qū) 清波路25號（443002）

王曉東（1981—），男，于2004年三峽大學(xué)畢業(yè)后工作于葛洲壩集團試驗檢測有限公司，助理工程師，目前從事技術(shù)與管理崗位工作。