劉露庭, 李小沖

(浙江水專工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，杭州 310051)

1 工程背景

永嘉縣甌江治理工程1標(biāo)，堤線總長(zhǎng)5.794km，始于楠溪江三橋右岸橋頭，終于千石村以南山體位置。實(shí)施范圍為黃田段防洪堤及其范圍內(nèi)的涵閘工程。工程級(jí)別為4級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，堤防及交叉建筑物(包括水閘及涵洞等)建筑物級(jí)別為4級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇。黃田段樁號(hào)HT2+156.2-HT4+728.85段采用復(fù)合式堤防，堤基根據(jù)抗滑穩(wěn)定需要采用水泥攪拌樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理，樁徑φ60cm，樁長(zhǎng)15m，1.5m×1.5m梅花形布置。φ60cm水泥攪拌樁共計(jì)78419m3，共計(jì)約277350m。

2 施工工藝流程及質(zhì)量控制

2.1 施工原理

水泥攪拌樁的施工原理為：結(jié)合水泥水化的化學(xué)機(jī)理，首先在地面上將水泥制作成水泥漿，緊接著向地下輸送，和地基土進(jìn)行攪拌，等到其被固化以后，地基土的物理力學(xué)性能將有所提升[1]。目前，此法在地基加固領(lǐng)域內(nèi)得到了大范圍地運(yùn)用，其對(duì)淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)土、淤泥以及泥炭土的處理更為適用，處理成效突出，且通過(guò)處理之后能迅速投用。

2.2 工藝配方

使用水泥等級(jí)是42.5R的水泥制作水泥攪拌樁，暫定樁徑是Φ60cm的水泥攪拌樁每米使用水泥的量為82.3kg，水灰比為0.45，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試樁與室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定水泥用量。水泥攪拌樁形成水泥土的抗剪強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度分別≥0.2Mpa、1Mpa；30d、7d的強(qiáng)度分別是標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的60%、30%。

2.3 施工工藝流程

首先實(shí)施樁位放樣，待鉆機(jī)到達(dá)指定位置后，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)與調(diào)整。緊接著，要拌制水泥漿液，將高壓注漿泵開啟，正循環(huán)鉆入，然后噴水泥漿，直到到達(dá)設(shè)計(jì)深度，再進(jìn)行反循環(huán)提鉆、噴水泥漿，直到到達(dá)工作基準(zhǔn)面下方30cm處。緊接著，再進(jìn)行攪拌下鉆，盆水泥漿到達(dá)設(shè)計(jì)深度，然后反循環(huán)提鉆到地表，待成樁工作完成后停泵，對(duì)泵漿速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將鉆頭雜物清理干凈，再進(jìn)入到下一根樁的施工工序[2]。

2.4 水泥攪拌樁施工方法

2.4.1 一般規(guī)定

1)必須確保現(xiàn)場(chǎng)符合“三通一平”的要去，搞清楚地下障礙物、地下管線等諸多問(wèn)題，再進(jìn)行相應(yīng)地處理。

2)在施工之前，要了解并掌握施工場(chǎng)地工程的水文地質(zhì)狀況、施工現(xiàn)場(chǎng)上空高壓線、施工場(chǎng)地及其附近區(qū)域中的現(xiàn)有建筑物、地下構(gòu)筑物、地下管線等埋藏狀況等。

3)在進(jìn)行水泥攪拌樁施工之前，必須做好現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地的找平工作，把樁位所在區(qū)域的所有障礙清除掉，如果場(chǎng)地低洼，則應(yīng)進(jìn)行黏土回填。

4)水泥攪拌樁施工機(jī)械必須自帶打印設(shè)備與電腦記錄儀，如此有利于掌握噴漿的云晨讀與水泥漿使用量等信息，便于后期進(jìn)行管控。

5)以42.5R水泥為水泥攪拌樁施工原料，在使用前必須隨機(jī)抽取樣品進(jìn)行檢測(cè)，待檢驗(yàn)結(jié)果顯示合格方可投用。

6)務(wù)必要確保水泥攪拌樁施工機(jī)械的性能穩(wěn)定、優(yōu)越。

2.4.2 樁位控制

1)要結(jié)合樁位平面圖進(jìn)行樁點(diǎn)施放，通過(guò)鋼尺量距與GPS定向等方式，將所有樁點(diǎn)位明確下來(lái)。

2)為了避免施工期間不出現(xiàn)移動(dòng)、傾斜等不良問(wèn)題，在鉆入過(guò)程中必須確保樁基定位水平、精準(zhǔn)、穩(wěn)固。

2.4.3 樁機(jī)定位

1)平面就位。將樁位確定好之后，遵循樁的施工流程，在指定樁位放置攪拌樁基，對(duì)好鉆頭。

2)樁機(jī)調(diào)整。對(duì)導(dǎo)向架垂直度進(jìn)行雙向控制，將垂球吊掛于樁機(jī)井架的側(cè)面與正面，必須確保垂球的重量至少為2kg。然后結(jié)合導(dǎo)向架的吊錘偏移情況，通過(guò)米尺對(duì)攪拌軸垂直度進(jìn)行測(cè)量，對(duì)導(dǎo)向架垂直度進(jìn)行間接性地測(cè)定，從而掌握樁身垂直度的實(shí)際情況，在第一時(shí)間了解施工過(guò)程中樁基是否存在傾斜問(wèn)題。通過(guò)對(duì)規(guī)范要求與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分析研究可知，必須對(duì)導(dǎo)向架垂直度進(jìn)行調(diào)整，將豎直度控制在樁長(zhǎng)的1%以內(nèi)。

3)樁位復(fù)測(cè)。樁機(jī)就位后，要結(jié)合控制樁的實(shí)際情況對(duì)鉆頭位置進(jìn)行認(rèn)真檢查，將樁位對(duì)中誤差控制在5cm范圍內(nèi)。

4)將終鉆點(diǎn)與起鉆點(diǎn)確定下來(lái)。待確定平面位置后，開展高程測(cè)量工作。如果鉆頭落地，那么樁機(jī)井架上將每米的深度標(biāo)識(shí)線以及零起點(diǎn)的位置精準(zhǔn)地畫出來(lái)，結(jié)合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的資料，將終鉆過(guò)程中的鉆桿長(zhǎng)度求出后，明晰終鉆的位置[3]。

2.4.4 作業(yè)條件

1)首先，要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平等，確定水泥儲(chǔ)存場(chǎng)地，對(duì)作業(yè)區(qū)域兩旁實(shí)施排水邊溝開挖操作，從而有效確保雨季場(chǎng)地沒(méi)有積水。其次，要將樁位所在區(qū)域的所有障礙物清除干凈，場(chǎng)地低洼的話，實(shí)施土砂回填，基礎(chǔ)底面之上應(yīng)當(dāng)預(yù)留好0.5m厚的土層；在進(jìn)行基坑開挖的過(guò)程中，必須挖掉上部質(zhì)量不好的樁段。

2)在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)當(dāng)以較大的螺絲帽或者鐵塊對(duì)水泥灌漿的罐壁進(jìn)行焊接，明確水泥漿面與用水面的精準(zhǔn)位置，保證水泥漿配合比符合有關(guān)要求。同時(shí)，要標(biāo)定灰漿通過(guò)書將官輸送至攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間、深層攪拌機(jī)械的灰漿泵輸漿量、鉆桿提升速度等。

3)結(jié)合設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定開展成樁試驗(yàn)，以此得到泵送壓力、最佳攪拌頻次、下鉆速度、水泥漿的水灰比等諸多參數(shù)，為后期大規(guī)模地開展水泥攪拌樁的施工工作提供引導(dǎo)。試樁至少五根，成樁的28d后才能進(jìn)行鉆孔取芯操作，對(duì)樁土攪拌勻稱度、完整性、樁的施工長(zhǎng)度進(jìn)行密切檢查。同時(shí)，通過(guò)豎向荷載試驗(yàn)檢測(cè)復(fù)合地基的承載力，復(fù)合地基承載力特征值是120Kpa。等到試樁成功之后，才能真正地開展水泥攪拌樁施工工作。

4)確保制備得到的漿液不出現(xiàn)離析問(wèn)題，且泵送不得中斷，安排專人記錄下泵送漿液的時(shí)間以及拌制漿液的罐數(shù)等。待水泥漿液制拌完畢后必須及時(shí)使用，在灰漿攪拌機(jī)內(nèi)要連續(xù)攪拌漿液，直至送泵之前。

5)在施工期間，必須嚴(yán)把停漿時(shí)間與噴漿時(shí)間這兩道關(guān)。所有樁一旦開鉆，就必須進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。儲(chǔ)漿罐中的儲(chǔ)漿要至少比一根樁的用量多50kg，否則不可進(jìn)入施工的下道工序。

2.4.5 施工技術(shù)參數(shù)

1)鉆進(jìn)速度：0.5-0.8m/min。

2)提升噴漿速度：0.7-1.0m/min。

3)內(nèi)鉆桿轉(zhuǎn)速：≥50r/min。

4)外鉆桿轉(zhuǎn)速：≥70r/min。

5)下沉?xí)r噴漿壓力：0.25-0.40MPa。

6)噴漿量：參考值30L/min，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和成樁試驗(yàn)確定。

7)攪拌轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)成樁試驗(yàn)確定。

8)送灰管的長(zhǎng)度應(yīng)控制在60m內(nèi)。

9)送灰管內(nèi)空氣壓力一般為0.2-0.4MPa，鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時(shí)管道壓力，參考值0.1-0.2MPa；攪拌時(shí)P=0.3MPa，對(duì)含水率較大的軟土壓力應(yīng)降低至0.25MPa。

10)停漿面：當(dāng)攪拌提升到和原地面相隔0.5m后，發(fā)送器不會(huì)再向孔內(nèi)噴漿。

2.4.6 施工控制方案

施工放樣結(jié)束后，深層攪拌機(jī)開鉆前，必須用水對(duì)管道進(jìn)行清洗，看管道內(nèi)是否存在堵塞問(wèn)題，等到水排干凈之后再下鉆。

使用雙攪拌軸式噴漿深層攪拌機(jī)，采取四噴四攪工藝開展水泥攪拌樁施工工作。首次下鉆的過(guò)程中，必須將噴漿量控制在總量的一半內(nèi)，切勿出現(xiàn)帶水下鉆。首次提鉆與下鉆的過(guò)程中，務(wù)必要進(jìn)行低檔操作，待復(fù)攪期間將檔位上調(diào)一個(gè)等次。將水泥樁的垂直度管控于1%的范圍中，高效減水劑與水泥摻入量分別是0.5%、15%，漿液配比水灰比是0.5，漿泵出口壓力應(yīng)位于0.4-0.6 MPa范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)進(jìn)提升速度應(yīng)為每分鐘1.1m。遵循一根樁兩鉆兩升的原則，確保所有樁的成樁時(shí)間均超過(guò)20分鐘，噴漿壓力至少為0.4MPa。同時(shí)，后臺(tái)供漿和前臺(tái)操作一定要緊密協(xié)作，保證前臺(tái)攪拌機(jī)噴漿提升的速度和頻次同試驗(yàn)樁已標(biāo)定的施工工藝參數(shù)相符，如果后臺(tái)供漿暫停，那么必須向前臺(tái)發(fā)布通知，以防出現(xiàn)缺漿、斷樁等問(wèn)題。此外，要讓攪拌樁機(jī)下沉到停漿點(diǎn)下方50cm處，等到供漿恢復(fù)如常后再進(jìn)行噴漿提升操作。停機(jī)3h之后拆下輸漿管，清洗干凈。一旦攪拌樁樁頂與設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置差不多時(shí)，必須高度重視樁頭的施工質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員務(wù)必要將施工原始記錄全部填寫下來(lái)，填寫好下列這些信息：①漿液流量；②復(fù)攪深度；③施工日期、施工樁號(hào)、天氣狀況；④鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；⑤外摻劑用量與每米噴漿量；⑥停漿標(biāo)高與噴漿深度；⑦提升速度與鉆進(jìn)速度；⑧管道壓力與灰漿泵壓力。

2.5 質(zhì)量檢查

1)水泥攪拌樁成樁一周之后，應(yīng)采取輕便觸探法開展樁身質(zhì)量檢驗(yàn)工作。

2)成樁28d之后，采取鉆孔取芯的策略對(duì)樁的施工長(zhǎng)度、完整性等進(jìn)行檢查。安排監(jiān)理工程師在現(xiàn)房確定所有樁取出的芯樣，然后傳至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行28d齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確?？箟簭?qiáng)度至少為1MPa。

3)墻體的滲透系數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)陀?×10-6cm/s，最低厚度至少為0.3m。

4)針對(duì)攪拌樁取芯之后留出的空間，應(yīng)當(dāng)使用強(qiáng)度相同的水泥砂漿回灌密實(shí)。

5)外觀檢查：凝體不松散、樁體沒(méi)有縮頸、圓勻、無(wú)回陷。對(duì)淺部進(jìn)行檢查與開挖，認(rèn)真查看樁身的完整度。

2.6 質(zhì)量保證措施

1)將材料質(zhì)量置于重要位置，依據(jù)批次、頻率檢驗(yàn)水泥，結(jié)合監(jiān)理要求實(shí)施見(jiàn)證抽樣。

2)水泥樁的垂直度必須管控于1%的范圍中。

3)為了保證樁長(zhǎng)，必須安排專人負(fù)責(zé)對(duì)下鉆深度進(jìn)行監(jiān)控，安排試驗(yàn)員對(duì)水灰比進(jìn)行檢測(cè)。

3 工程竣工后的質(zhì)量檢驗(yàn)

1)載荷試驗(yàn)：嚴(yán)格依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》開展多樁、單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。

2)樁身強(qiáng)度取樣檢驗(yàn)：采取鉆孔的方式抽取攪拌樁芯樣，保障鉆孔直徑至少為10.8cm，取樣，然后對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

水泥攪拌樁地基處理方法有無(wú)環(huán)境污染、無(wú)振動(dòng)、加固費(fèi)用低、無(wú)噪音、施工運(yùn)作與組織便捷、施工時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，因此目前得到了廣泛推廣與運(yùn)用。此次研究的工程在進(jìn)行深層攪拌地基加固之后，實(shí)施了檢查驗(yàn)收與荷載試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)，其地基承載力符合相關(guān)要求，質(zhì)量評(píng)定結(jié)果是優(yōu)良。