水泥深層攪拌樁施工控制的論文
【摘要】水泥深層攪拌樁是珠三角地區最常用的軟基處理方式。本文從施工工藝的各個環節入手，如介紹了水泥深層攪拌樁施工中試樁、施工準備、施工工藝流程、設計參數及要求、施工控制、質量檢驗等控制環節，確保這種有效的軟基處理方式滿足質量技術要求。
【關鍵詞】軟基處理；水泥深層攪拌樁；施工控制
1.深層
水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的樁體，通過配有專用鉆頭的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，使一定范圍的軟土硬結而提高整體地基的復合強度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，特別是處理橋頭跳車、工后沉降、高填土路基的側向位移等，處理后可很快投入使用。如何根據不同地基成分做到有目的、有效地控制深層水泥攪拌樁的成樁質量，確保軟基處理的效果是我們在工程實踐中探索的一個課題。
2.試樁
2．1深層攪拌水泥樁適用于處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉土。當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時，應通過試驗確定其適用性。應注意冬季施工時低溫和雨季施工時雨水等外部環境因素對樁體成樁質量的影響。
2．2深層攪拌樁施工是藉攪拌頭將水泥漿和軟土強制拌和，攪拌次數越多，拌和越均勻，水泥土的強度也超高。但是攪拌次數越多，施工時間也越長，工效也越低。試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數、確定水泥漿的`水灰比、泵送時間、泵送壓力、攪拌機提升速度、下鉆速度以及復攪深度等參數，以指導下一步水泥攪拌樁的大規模施工。
2．3每個標段的試樁不少于5根，且必須待試樁成功后方可進行水泥攪拌樁的正式施工。試樁檢驗可采取7天后直接開挖取出，或至少14天后取芯，以檢驗水泥攪拌樁的攪拌均勻程度和水泥土強度，最后通過單樁承載力和復合地基承載力來檢驗是否達到設計效果。
3.施工準備
3．1深層攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙(主要是大塊石、樹根和生活垃圾等)。場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。
3．2水泥攪拌樁可采用合格的這P·O32.5R或更高強度普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，承包人應將水泥的樣品送中心試驗室或監理工程師指定的試驗室檢驗。
3．3水泥攪拌樁施工機械應配備電腦記錄儀及打印設備，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監理工程師每天收集電腦記錄一次。
3．4水泥攪拌樁施工機械必須具備良好及穩定的性能，所有鉆機開鉆之前應由監理工程師和項目經理部組織檢查驗收合格后方可開鉆。
3．5施工前各種儀器儀表，必須進行標定，包括壓力表、密度計等。
4.施工工藝流程
樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機垂直度→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→將鉆機移至下一樁位。
5.設計參數及要求
(1)水泥摻入比>12％；(2)室內配合比設計7d無側限抗壓強度：qu≥0.8MPa；28d無側限抗壓強度：qu≥1.6MPa；90d無側限抗壓強度：qu≥2.4MPa。(3)現場質量檢測28d取芯強度：R28≥0.8MPa；90d取芯強度：R90≥1.2MPa；單樁承載力>210KPa；復合地基承載力>120KPa。
6.施工控制
6．1項目經理部指派專人負責水泥攪拌樁的施工，開工前進行全面的技術交底工作，全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機械均應編號，應將現場技術員、鉆機長、現場負責人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標牌懸掛于鉆機明顯處，確保人員到位，責任落實到人。
6．2水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現象，待水排盡后方可下鉆。
6．3為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等和機械上的表盤來進行雙重控制，把樁機的垂直度控制在≤1.5％的范圍內。
6．4對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數，一般情況下，試樁的下鉆速度控制在0.8m/min的速率，提升的速度更要控制好，因為提升的時候，伴隨著攪拌、噴漿的過程，提升速率更要控制好，一般為0.3～0.5m/min，為了使水泥與軟基土攪拌得更均勻，“兩噴四攪”是最常用的方法。
6．5為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現場應配備水泥漿比重測定儀，以備監理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。
6．6水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥摻量12％、每米摻灰量60kg、高效減水劑為石膏，摻量為0.5％。
6．7水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每10米樁的正常成樁時間應大概為32.5min，注漿壓力不小于1.5MPa。
6．8為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應參照儀表上面的電流表讀數判斷是否已進入持力層，樁底必須進入持力層0.5m，然后在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30秒。
6．9施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加50kg。若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。
6．10施工中發現噴漿量不足，應按監理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12小時內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段應不小于100cm，超過12小時應采取補樁措施。
6．11現場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：1施工樁號、施工日期、天氣情況；2噴漿深度、停漿標高；3灰漿泵壓力、管道壓力；4鉆機轉速；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復攪深度。
7.質量檢驗
7．1檢驗方法
7．1．1水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。(1)檢驗攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鉆，在攪拌樁身中心鉆孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的“結核”或未被攪勻的土團。(2)靜力觸探試驗：根據現有的輕便觸探擊數(N10)與水泥土強度對比關系來看，當樁身1d齡期的擊數N10大于15擊時，樁身強度已能滿足設計要求；或者7d齡期的擊數N10大于30擊時，樁身強度也能達到設計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。
7．1．2水泥攪拌樁成樁28天后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定相對均勻部位，送實驗室做(3個一組)28天齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做三個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1％～1.5％。
7．1．3如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測結果不合格率小于10％，則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求；如果不合格率大于10％小于20％時，則應在該段同等補樁；如果不合格率大于30％，則該段水泥攪拌樁為不合格。
7．1．4對攪拌樁取芯后留下的空間應采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。
7．1．5在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28天后，由監理工程師隨機指定抽檢單樁或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的0.2％，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。
7．2外觀鑒定(1)樁體圓勻，無縮頸和回陷現象。(2)攪拌均勻，凝體無松散。(3)群樁樁頂齊，間距均勻。
8.結語
軟基處理在公路建設中為首要，軟基處理屬于隱蔽工程，，一旦被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救，水泥攪拌樁是一種有效處理軟基的辦法，對公路建成后降低工后不均勻沉降、路的側向位移和橋頭跳車等都有很顯著和效果。對水泥攪拌樁的研究，必須根據不同的地區的地質條件和土質成份，通過試驗的辦法來確定不同的配合比。通過對同一地區的總結和不同地區的對比，來不斷的積累和總結施工經驗，那樣才能在以后的施工過程中快速運用起來，從而達到有效的應用、推廣。
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