深層水泥攪拌樁在地基處理中的應(yīng)用研究

葉志敏

中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，湖北 武漢 430080

1 工程簡(jiǎn)介

本工程項(xiàng)目所處地區(qū)的地形平坦，屬海積平原，經(jīng)地質(zhì)勘查表明該工程所處地塊存在軟土地基。工程場(chǎng)地內(nèi)分布的淤泥厚度較大，地基承載力較低，而且土壤的壓縮性高。另外，該工程所處地區(qū)外圍區(qū)域較多小水溝以及小河道，經(jīng)判斷為工程性質(zhì)較差的地基土。因此，必須對(duì)該工程的軟土地基采取處理處理措施。結(jié)合該地區(qū)以往工程所采取的軟土地基處理技術(shù)以及經(jīng)方案比較，鑒于深層水泥攪拌樁的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，決定對(duì)該工程的軟土地基采用深層水泥攪拌樁處理技術(shù)。

2 深層水泥攪拌樁應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1）該方法在軟土地基處理中采用水泥作為穩(wěn)定劑，并與施工現(xiàn)場(chǎng)的各種土類(lèi)，如軟粘土等充分?jǐn)嚢杞Y(jié)合，形成一種比原土強(qiáng)度要高很多的水泥土，所以通過(guò)深層水泥攪拌樁處理后的軟土地基變形小，尤其適用于對(duì)地基變形要求高的軟土地基處理工程；

2）深層水泥攪拌樁主要利用水泥以及現(xiàn)場(chǎng)土壤，不用運(yùn)其他各類(lèi)砂石料等，顯然施工速度可以得到有效提高，從而有效地縮短軟土地基處理的施工工期；

3）深層水泥攪拌樁主要材料之一是施工現(xiàn)場(chǎng)的地基土，因此該軟土地基處理技術(shù)尤其適用于施工現(xiàn)場(chǎng)缺乏砂石料的工程，而對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，其周?chē)紳M(mǎn)大量的小水溝以及小河道，顯然本工程地區(qū)距離砂石料場(chǎng)較遠(yuǎn)，鑒于本工程軟土地基工程都是缺乏砂石料，所以對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，采取深層水泥攪拌樁進(jìn)行軟土地基處理具有顯著的可行性，另外，由于直接采用地基土作為材料，所以可大量地節(jié)省資源；

4）深層水泥攪拌樁的施工對(duì)上部結(jié)構(gòu)沒(méi)有產(chǎn)生任何影響，而且軟土地基處理過(guò)程中棄土量以及挖泥都比較少，施工噪音又比較低，對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有產(chǎn)生不良影響。

3 軟基處理施工準(zhǔn)備

樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)后編號(hào)，并根據(jù)各臺(tái)樁機(jī)的性能和攪拌成樁的深度，安排在本工程軟土地基指定的區(qū)域內(nèi)施工。每臺(tái)樁機(jī)必須配備電腦記錄儀打印樁長(zhǎng)，否則不許施工，每條樁所用的水泥漿液分兩次制備，流入儲(chǔ)液池，總量控制單樁用漿量。軟基處理前先根據(jù)測(cè)控點(diǎn)，用經(jīng)緯儀放出結(jié)構(gòu)邊線，然后用鋼尺量距放出各樁點(diǎn)，并做好標(biāo)志及編號(hào)，保證樁位偏差小于30mm。樁機(jī)到位后，采用500mm長(zhǎng)水平尺整平機(jī)臺(tái)，要求氣泡居中，誤差在0.5格，鉆頭對(duì)中采用雙向目測(cè)，盡量減少對(duì)中誤差。

4 軟基處理技術(shù)

本工程軟土地基處理工程所采用的深層水泥攪拌樁的施工流程如下：

樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

1）施工時(shí)所使用的水泥摻入比采用18%，水灰比選取0.45～0.50之間。在每根樁開(kāi)始施工前，根據(jù)樁長(zhǎng)數(shù)一次配備該樁的用漿量；

2）在樁機(jī)豎桿兩側(cè)各懸掛一條5m長(zhǎng)的吊錘，上端離豎桿水平距離5cm，每條樁施工前均需測(cè)樁機(jī)垂直度。本工程控制攪拌樁樁身的垂直度偏差應(yīng)小于0.4%；

3）采用“四攪四噴”的攪拌樁施工工藝，控制一條長(zhǎng)度為19m的樁成樁時(shí)間不少于75min；

4）應(yīng)用流量泵控制輸漿速度，確保攪拌提升速度與輸漿速度同步，要求前臺(tái)樁機(jī)與后臺(tái)供漿密切配合，聯(lián)絡(luò)信號(hào)明確；

5）除了確保設(shè)計(jì)成樁深度外，還要注意地層的變化，根據(jù)電流的大小，確認(rèn)持力層的深度，確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)；

6）在樁頂和樁底噴漿時(shí)，應(yīng)復(fù)攪復(fù)噴。當(dāng)接近樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，尤其注意樁頭的施工質(zhì)量，攪拌機(jī)自設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1m噴漿攪拌應(yīng)該提升出樁頂設(shè)計(jì)高程，以保證樁頭均勻密實(shí)；

7）對(duì)于本工程中存在地質(zhì)情況不明的地段，本工程采取重復(fù)多次噴漿的方法以加強(qiáng)樁身強(qiáng)度；

8）噴漿必須連續(xù)，若施工中出現(xiàn)停噴，為了避免斷樁，將攪拌噴頭下沉到停噴點(diǎn)以下0.5m，再供漿、噴漿提升；

9）對(duì)設(shè)計(jì)要求搭接成墻的圍封樁，防滲樁應(yīng)連續(xù)施工，相鄰樁施工間隔時(shí)間不得超過(guò)24h，若間歇時(shí)間太長(zhǎng)與第二根樁無(wú)法搭接，則應(yīng)采用局部補(bǔ)救措施；

10）終孔的判別應(yīng)根據(jù)本工程超前鉆鉆孔柱狀圖以及鉆機(jī)電流的變化并經(jīng)監(jiān)理人同意，對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，其終孔判斷是當(dāng)攪拌樁樁底打穿淤泥、淤泥質(zhì)土層，進(jìn)入下臥的中粗砂或砂卵礫石層0.5m。

5 軟基處理質(zhì)量控制措施

本工程的軟土地基處理工程相當(dāng)關(guān)鍵，采用深層水泥攪拌樁進(jìn)行本工程的軟土地基處理時(shí)特采取如下質(zhì)量控制技術(shù)措施：

1）水泥攪拌樁開(kāi)鉆之前，先用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無(wú)堵塞現(xiàn)象，待水排盡后才下鉆；

2）為了有效地保證水泥攪拌樁樁體垂直度，在主機(jī)上懸掛一吊錘，通過(guò)控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來(lái)進(jìn)行控制；

3）對(duì)每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點(diǎn)是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過(guò)程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)；

4）為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每臺(tái)機(jī)械均配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配備水泥漿比重測(cè)定儀，隨時(shí)抽查檢驗(yàn)水泥漿水灰比是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；

5）水泥攪拌配合比：水灰比采取0.5、水泥摻量不小于被處理濕土重量的15%、每米摻灰量53±5kg、在制作泥漿時(shí)，摻入外加劑，如石膏、三乙醇胺、木質(zhì)素碳酸鈣等，其摻入量分別取水泥重量的2%、0.05%、0.2%；

6）水泥攪拌樁第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低檔操作，復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)檔位。每根樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)不少于40min，噴漿壓力不小于0.2MPa；

7）為了有效地保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)在樁底部停留30s，進(jìn)行磨樁端，余漿上提過(guò)程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留時(shí)間為30s；

8）在攪拌樁施工過(guò)程中采用“葉緣噴漿”的攪拌頭。這種攪拌頭的噴漿口位于攪拌葉片的最外緣，當(dāng)漿液離開(kāi)葉片向樁體中心環(huán)狀空間運(yùn)移時(shí)，隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)和切削，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。工程實(shí)踐表明，“葉緣噴漿”攪拌頭的采用能較好地解決噴漿中的攪拌不均問(wèn)題；

9）每根樁開(kāi)鉆后連續(xù)作業(yè)，不中斷噴漿。同時(shí)嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)；

10）施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時(shí)，按要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計(jì)用量。

6 結(jié)論

本文針對(duì)某工程軟土地基特點(diǎn)采取深層水泥攪拌樁處理方案，提出深層水泥攪拌樁處理軟土地基的優(yōu)勢(shì)，介紹本軟土地基工程采用深層水泥攪拌樁處理軟土地基工程的施工技術(shù)要點(diǎn)，旨在能為類(lèi)似軟土地基處理提供一種可行的處理技術(shù)。

[1]段友軍.深層水泥攪拌樁在砂土地基中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2003(4).

[2]趙文強(qiáng).水泥土深層攪拌樁在某工程地基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009(10).