中鐵二局集團(tuán)有限公司，四川 成都 610000

1 工程概況

新建鐵路玉溪至磨憨線站前工程22 標(biāo)位于西雙版納勐臘縣境內(nèi)。標(biāo)段屬丘侵蝕剝蝕構(gòu)造低-中山地貌，地勢(shì)平緩，地形波狀起伏，丘坡上覆土層較厚。上覆第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4 m1）粉質(zhì)黏土，沖洪積（Q4a1+p1）粉質(zhì)黏土，細(xì)砂、粗圓礫土、坡殘積（Q4d1+e1）粉質(zhì)粘土等；下伏基巖為下第三系勐野井組（E1m）泥巖夾砂巖、鹽巖含石膏。標(biāo)段部分路基段采用水泥攪拌樁加固處理，設(shè)計(jì)樁徑0.5m，樁間距1.1m、1.2m，膠凝材摻量不小于土體質(zhì)量的18%，水泥：粉煤灰4：1，水膠比宜為0.45～0.55；要求28天后單樁承載力不低于100kN，復(fù)合地基承載力不低于150kPa，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1.2MPa；攪拌樁采用正三角形布置形式，進(jìn)入持力層不小于0.5m。

2 試配方案及參數(shù)確定

按膠凝材料摻量為12%、14%、16%、18%、5%、7%、9%、11%、19%、20%、23%、26%分別做十二個(gè)試配實(shí)驗(yàn)方案。已知設(shè)計(jì)攪拌樁直徑為0.5m；通過(guò)試驗(yàn)取得土體天然含水為：22.6%，土密度為：1970kg/ m3；設(shè)定水泥：粉煤灰=4：1，水膠比為：0.5。以方案一膠凝材料摻量為12%時(shí)為例計(jì)算試配參數(shù)如下：

（1）膠凝材料用量=1970×12%=236kg/ m3；

（2）水泥=236×80%=189kg/m3；

（3）粉煤灰=236×20%=47kg/m3；

（4）已知水膠比為0.5，則用水量為：236×0.5=118kg/m3；

（5）因室內(nèi)試拌與現(xiàn)場(chǎng)施工不一致，現(xiàn)場(chǎng)施工把天然含水加在土體里，室內(nèi)試拌采用干土，則扣除了天然含水，現(xiàn)將土體里22.6%的含水加入用水量里，則得出：

1970/（1+22.6%）=1607kg/m3

W=236×0.5+1970-1607=481kg/m3

試拌10L，各材料用量為：

水泥=0.189 kg/ L×10L=1.89kg

粉煤灰=0.047 kg/ L×10L=0.47kg

水=0.481 kg/ L×10L=4.81 kg

土=1.970 kg/ L×10L=19.7 kg

每m 各材料用量為：

土體的質(zhì)量=3.1415×0.25×0.25×1×1970=387kg

膠凝材料的摻量=12%×387=46kg

水泥=46×80%=37kg

粉煤灰=46×20%=9kg

水=46×0.5=23kg

3 水泥攪拌樁試驗(yàn)樁方案

試驗(yàn)樁采用“兩噴四攪”施工工藝，打樁機(jī)攪拌下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿泵，加至壓漿壓力，為保證樁底水泥土攪拌均勻、密實(shí)，樁底停噴30s 并噴嘴壓力達(dá)到0.4MPa 后再勻速攪拌提升攪拌頭。提升過(guò)程中始終保持送漿連續(xù)，中間不得間斷，保持注漿泵壓力為0.5MPa，提升速度控制在1.5m/min 左右，攪拌速度控制在40r/min，上升至樁頭后持續(xù)攪拌30s，并攪拌噴漿至樁頂以上30cm。從開始提升至樁頂攪拌30s 結(jié)束，并記錄鉆樁時(shí)間［1］。

4 水泥攪拌樁試驗(yàn)樁檢測(cè)

4.1 檢測(cè)方案

綜合現(xiàn)場(chǎng)情況確定采用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓承載力極限值，采用復(fù)合地基靜載試驗(yàn)評(píng)判復(fù)合地基承載力特征值能否滿足設(shè)計(jì)要求，采用無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)確定樁身強(qiáng)度。檢測(cè)點(diǎn)位設(shè)置從最少水泥用量試樁組開始，逐步向高一等級(jí)水泥用量推進(jìn)。

4.2 檢測(cè)方法及操作

4.2.1 單樁靜載檢測(cè)

①加載分級(jí)：每級(jí)加載約為預(yù)估極限荷載的1/10，第一級(jí)按2 倍分級(jí)荷載加載。②沉降觀測(cè)：每級(jí)加載后5、10、15min各測(cè)讀一次，以后每隔15min 測(cè)讀一次，累計(jì)1h 后每隔30min測(cè)讀一次。③沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時(shí)的沉降量不超過(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（由1.5h 內(nèi)連續(xù)三次觀測(cè)值計(jì)算），認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。④卸載與卸載沉降觀測(cè)：每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的2 倍。每級(jí)卸載后隔15min 測(cè)讀一次殘余沉降，讀兩次后，隔30min 再讀一次，即可卸下一級(jí)荷載，全部卸載后，隔3h 再讀一次。

4.2.2 復(fù)合地基靜載檢測(cè)

（1）加、卸載等級(jí)劃分：加載分8 級(jí)、卸載共分4 級(jí)進(jìn)行。

（2）沉降觀測(cè)：每加一級(jí)荷載，按10、10、10、15、15min讀記壓板沉降一次，以后按每半小時(shí)讀記一次。

（3）沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)1h 內(nèi)沉降量小于0.1mm 時(shí)，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，認(rèn)為該級(jí)已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可進(jìn)行下一級(jí)加載。

（4）卸載級(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。

4.3 檢測(cè)結(jié)果

水泥攪拌樁試樁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果為：?jiǎn)螛敦Q向抗壓靜載力試驗(yàn)3 點(diǎn)（73kg/m 級(jí)膠材用量為19%的試樁1 根、77kg/m 級(jí)膠材用量為20%的試樁2 根）；復(fù)合地基靜載力試驗(yàn)3 點(diǎn)（73kg/m 級(jí)膠材用量為19%的試樁2 根、77kg/m 級(jí)膠材用量為20%的試樁1 根），無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)3 根（73kg/m 級(jí)膠材用量為19%的試樁1 根、77kg/m 級(jí)膠材用量為20%的試樁1 根、89kg/m 級(jí)膠材用量23%的試樁1 根）。

根據(jù)規(guī)范要求取s/b ＝0.008 所對(duì)應(yīng)的壓力，各試驗(yàn)點(diǎn)復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)取s=8.8mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載。本次試驗(yàn)選取3 根攪拌樁進(jìn)行鉆芯取樣，樁號(hào)為90-8#、90-15#、90-17#，分別對(duì)應(yīng)的膠材用量為73kg/m、77kg/m、89kg/m?，F(xiàn)場(chǎng)觀察芯樣較完整、連續(xù)、均勻。每根樁截取上、中、下部芯樣進(jìn)行室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓，抗壓強(qiáng)度代表值分別為2.0MPa、2.3MPa、2.5MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

玉磨鐵路水泥攪拌樁嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)與施工工藝實(shí)施試驗(yàn)樁，以19%、20%、23%摻量試驗(yàn)樁檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了配合比參數(shù)和施工工藝。檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，證明了配合比設(shè)計(jì)科學(xué)合理，為后續(xù)水泥攪拌樁大面積施工應(yīng)用提供了可靠依據(jù)，大幅降低了工程造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)了資源利用率，同時(shí)確保了工程質(zhì)量。