深層攪拌樁在海堤加固中的應(yīng)用

古小胡

摘要：文章以深圳寶安區(qū)西海堤沙井下涌至上涌加高加固工程為例，簡述了淤泥堤基的加固施工中使用深層水泥攪拌樁進(jìn)行堤基加固的具體方案，說明樂深層攪拌樁技術(shù)在海堤加固等軟土基工程中的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：深層攪拌樁；淤泥堤基；軟土基工程

中圖分類號：U656文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0103-02

深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用。在海堤加固工程中，鑒于海堤地形條件及地層結(jié)構(gòu)，并考慮工期、成本和處理效果，采用深層攪拌樁加固地基，其在施工過程中無振動、無噪音，可就地利用地基軟土，對環(huán)境無污染。對土體無側(cè)向擠壓，對鄰近建筑物影響很小，且施工速度快。

一、工程概況

寶安區(qū)西海堤位于伶仃洋東岸，屬珠江三角洲濱海海積沖積平原河涌涌口灘涂地帶灘涂地形開闊平坦，從東向西微傾，地面高程一般0~1.0m，其上河涌極多。沙井堤段沿諸河涌口海岸線布置，全長約4.5km。該段海堤場地內(nèi)地層包括：人工填土層、第四系的海積層、沖紅積層、海沖積層、殘積層、下伏基巖為震旦系混合巖。海堤沿線地層結(jié)構(gòu)較為簡單，但是地下水位高，堤下地基上部主要為淤泥和淤泥質(zhì)黏土等流塑狀軟土。軟土的工程特性極差，表現(xiàn)為含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性微弱、固結(jié)緩慢，抗剪強(qiáng)度和和承載力極低。其地基的工程地質(zhì)條件復(fù)雜，軟土不良特性給堤防工程帶來的主要工程的地質(zhì)問題是：壓縮沉陷量大，固結(jié)速度緩慢，且易形成不均勻沉陷，易產(chǎn)生剪切變形向側(cè)方擠出。該堤段是寶安西海堤加高加固重點(diǎn)段，也是工程地質(zhì)問題復(fù)雜應(yīng)予足夠重視堤段。目前該段海堤為土堤，堤基軟弱，抗滑穩(wěn)定較差，為適應(yīng)未來交通要求，西海堤的加高加固應(yīng)該對舊海堤進(jìn)行地基加固處理。

但在加高加固施工時有可能產(chǎn)生大量沉陷、大面積滑移和擠出。施工首先應(yīng)禁止堤后取土，以免加速地基失穩(wěn)。施工時應(yīng)嚴(yán)格控制加荷速度，限制填土高度，并采取一些有效的防滑措施。在加高加固的施工過程中應(yīng)建立監(jiān)測系統(tǒng)，例如位移沉陷、空隙水消散和強(qiáng)度測定，為安全施工提供資料。

地基土體形狀及物理學(xué)指標(biāo)，各土層作為天然地基的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見表1、表2。

二、深層攪拌樁施工技術(shù)

（一）水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)施工工藝參數(shù)

采用分段噴粉0~3.0m噴分量50kg/m，兩噴兩攪，第一次噴粉量30kg/m，第二次噴粉量20kg/m，3.0~10.0m噴粉量100kg/m，三噴六攪，第一次噴粉量50km，第二次噴粉量30kg.m，第三次噴粉量20kg/m，10.0m一下噴粉量70kg/m，兩噴四攪，第一次噴粉量40kg/m，第二次噴粉量30kg/m。相鄰樁跳打的時間間隔必須≥5天。

（二）攪拌樁施工方法

1．測量放線和樁位定測：先用所加“J2，2±2ppm”型全站儀測定軟基處理范圍控制點(diǎn)（線），再用此全站儀和50m鋼尺配合測定該范圍內(nèi)的沒根樁的中心點(diǎn)位。并請監(jiān)理工程師復(fù)核樁位，復(fù)核無誤后防可盡心下一步工序。

2．?dāng)嚢铏C(jī)就位，對中和垂直度檢查：攪拌機(jī)在自身的步履系統(tǒng)的輔助下，行走至將要施工的樁位處，再通過力軸的操作系統(tǒng)和步履系統(tǒng)復(fù)合操作，在對中員的智慧下，是攪拌樁頭的錐尖正好與樁位標(biāo)記點(diǎn)重合（在同一鉛垂線上），完成了攪拌機(jī)就位和對中任務(wù)。最后通過液壓系統(tǒng)或支持系統(tǒng)調(diào)整攪拌機(jī)力軸垂直度，要求垂直度偏差小于1.5%。

3．預(yù)攪下沉：樁機(jī)就位對中完成后，對照設(shè)計(jì)施工圖紙查明該樁設(shè)計(jì)長度，并做好記錄，然后起到深層攪拌機(jī)電機(jī)，放松起吊系統(tǒng)（鋼絲繩或鏈?zhǔn)絺鲃酉到y(tǒng)—），使攪拌沿導(dǎo)向架攪拌下沉，下沉速度有電氣控制裝置的電流監(jiān)測表控制，工作電流不應(yīng)大于額定值。下沉速度應(yīng)控制在1.0~1.2m/min之間，一般情況下淤泥層工作電流正常值在30~40A之間，黏土層工作電流的正常值在50~70A之間，下沉速度明顯降低，而且樁機(jī)還會有振動的現(xiàn)象產(chǎn)生，預(yù)拌下沉過程中，攪拌機(jī)不要用沖水下沉的方法，也不要用噴粉下沉的方法，避免因不同地層的下沉速度不同而產(chǎn)生噴粉量不均勻的現(xiàn)象，在預(yù)攪下沉過程中，工作電流突然增加到50~70A時，下沉速度也減小，說明已經(jīng)進(jìn)入黏土層，再預(yù)攪下沉1米即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4．噴粉攪拌提升：當(dāng)攪拌樁的樁長達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，迅速通知司泵員開啟灰粉泵泵送灰粉，當(dāng)水泥灰粉到達(dá)噴粉后，再按設(shè)計(jì)要求和工藝試樁總結(jié)的技術(shù)參數(shù)開始噴粉攪拌提升，噴粉提升速度應(yīng)控制在0.8m/min，1.0m/min，其工藝特點(diǎn)是一邊噴粉，一般提升，一般攪拌。提升過程中，后臺供漿必須連續(xù)，一旦因故停漿（粉），必須立即通知前臺，為防止短樁和缺粉，宜將攪拌機(jī)下沉至停粉（斷粉）點(diǎn)以下0.5米，待恢復(fù)供粉時再噴粉攪拌提升，如因故停電（停機(jī)）超過3小時，為防止粉液硬化堵管，宜先拆卸輸粉管進(jìn)行清洗。

5．重復(fù)攪拌下沉：深層攪拌機(jī)噴粉提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時，關(guān)閉灰粉泵，停止噴粉，在此講深層攪拌機(jī)攪拌下沉，下沉至預(yù)攪下沉深度是，通過深度計(jì)或搭架標(biāo)尺來制斷，迅速通知后臺司泵工開啟灰粉泵，泵送灰粉，中止下沉。

6．二次噴粉攪拌提升：當(dāng)水泥粉到噴粉口后，再次按設(shè)計(jì)要求和樁總結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)開始噴粉提升，提升速度仍控制在0.8~1.0m/min之內(nèi)。其工藝特點(diǎn)仍是一邊噴粉，一邊提升，一般攪拌，噴粉必須是連續(xù)均勻。當(dāng)深層攪拌機(jī)噴粉攪拌提升至設(shè)計(jì)至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時，集料必須連續(xù)均勻。當(dāng)深層攪拌及噴粉攪拌提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時，集料斗中按樁長和設(shè)計(jì)配合比配制的水泥粉應(yīng)該正好全部用完，此時應(yīng)停止提升，再在此標(biāo)高出繼續(xù)攪拌數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。最后慢速攪拌提升，使攪拌頭慢慢地提升地面。

7．施工記錄：在深層攪拌樁的施工過程中，應(yīng)有專人復(fù)雜填寫施工記錄表，填寫《深層攪拌樁施工記錄表》時，必須詳細(xì)地記錄攪拌機(jī)每米下沉湖泊提升的時間，記錄來漿與停漿的時間，記錄深度誤差不得大于5cm，時間誤差不得大于5秒鐘，司泵工負(fù)責(zé)填寫《深層攪拌樁供灰記錄》時，應(yīng)認(rèn)真填寫抹灰灌數(shù)，每灌用量，水泥總用量，還應(yīng)認(rèn)真填寫泵送灰粉的時間，停泵時間，總噴粉時間等。最后有專職的施工記錄員將上述兩種表格內(nèi)容匯總，填入《深層攪拌施工記錄匯總表》中。

三、攪拌樁施工管理制度

為了加強(qiáng)管理，保質(zhì)保量地完成攪拌樁的施工任務(wù)，特制訂以下管理制度。

1．水泥土噴粉攪拌樁施工必須嚴(yán)格按照如下設(shè)計(jì)工藝參數(shù)進(jìn)行：采用分段變摻量噴粉，0～3.0m噴粉量50kg/m。兩噴四攪，第一次噴粉量30kg/m，第二次噴粉量20kg/m10.0m一下噴粉量70kg/m，兩噴四攪，第一次噴粉量40kg/m第二次噴粉量30kg/m。

2．同時，樁的布置應(yīng)視實(shí)際情況，請示監(jiān)理及施工員后方可做相應(yīng)調(diào)整。

3．相鄰樁跳打的時間間隔必須≥5天。

4．水泥土噴粉攪拌樁抽芯檢測90天齡期設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須≥0.7MPQ，28天齡期強(qiáng)度必須≥標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的65%，復(fù)合地基承載力≥5天12kPQ，檢測要求按照有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

5．要嚴(yán)格按照二噴四攪和三噴六攪分段變摻量噴粉。攪拌提升噴粉速度不能大于0.8m/min。沒條樁開始攪拌到結(jié)束，總時間不能超過95分鐘。

6．樁位要當(dāng)天放線當(dāng)天鉆樁，在開始鉆樁前，樁位必須經(jīng)施工員驗(yàn)證無誤后方可開始。

7．要服從現(xiàn)場管理人員監(jiān)督管理。要講文明禮貌、文明施工，安全生產(chǎn)。

四、結(jié)語

深層攪拌樁技術(shù)將水泥作為固化劑與地基軟土就地?cái)嚢杌旌闲纬赡z凝體，充分利用了原地層土，不僅可以有效提高地基承載力、改善地基的均勻性、減小工后沉降和消除不均勻沉降，而且可以有效降低工程造價(jià)、減小施工難度等，相對與其他處理淤泥質(zhì)海堤加固方案，既加快了工期又減少了成本。本工程在2002年開始施工至2003年1月竣工，該工程由深圳寶安區(qū)工程質(zhì)量檢測中心檢測，經(jīng)深圳寶安區(qū)建設(shè)局驗(yàn)收合格并交付使用。在目前的設(shè)備條件和管理水平下，只要思想認(rèn)識到位、生產(chǎn)管理到位、深層攪拌樁在海堤加固和軟土基地基構(gòu)建中的應(yīng)用是有較好的經(jīng)濟(jì)效益和較廣的應(yīng)用前景。