水泥深層攪拌樁施工技術(shù)

郭討論

水泥深層攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，邊鉆進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處就地將軟土固化成為具有足夠的強度、變形模量和穩(wěn)定性的水泥土，從而達到地基加固的目的。根據(jù)水泥水化的化學(xué)機理，其施工工藝主要有兩種:一種是先在地面把水泥制成水泥漿，然后送至地下與地基土拌和，待其固化后，使地基土的物理力學(xué)性能得到加強;另一種采用壓縮空氣把干燥、松散狀態(tài)的水泥粉直接送入地下與地基土拌和，利用地基土中的孔隙水進行水化反應(yīng)后，再行固結(jié)，達到改良地基的目的。我公司在佛山道路工程水泥攪拌樁施工中采用的是“噴漿”工藝，簡稱“濕法”。

1 施工前準備工作

1.1 施工班組的選定

由于水泥深層攪拌樁的特殊性，屬于隱蔽工程，要求施工隊伍應(yīng)具有豐富的施工經(jīng)驗，且在施工過程中必須嚴格控制管理，由持有特種操作證的人員施工，以保證質(zhì)量。

1.2 施工機械的選定

鑒于本工程攪拌樁長度只有7 m～10 m，且受到施工場地限制，選擇PH-5型粉漿兩用型樁機。

1.3 施工場地的準備

1)搞好場地的三通(路通、水通、電通)一平(清除施工現(xiàn)場的障礙物)，查清地下管線的位置及確定架空電線的位置、高度;且在一側(cè)要開挖排水邊溝，保證雨季場地不積水。2)水泥攪拌樁應(yīng)采用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，水泥及外加劑必須有出廠合格證，我方將在監(jiān)理工程師的見證下隨機抽取水泥的樣品送至質(zhì)量檢測中心檢驗，合格后方能投入使用。水泥的堆放應(yīng)該符合防雨、防潮的要求，嚴禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。3)樁機上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱必須經(jīng)過標定，不合格的儀表嚴禁使用。4)為了克服盲目性，確保漿噴樁加固地基收到預(yù)期的效果，施工前必須進行試樁。

2 施工控制

2.1 施工工藝流程

1)定位，攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直。當?shù)孛嫫鸱黄綍r，應(yīng)調(diào)整基座保持水平。同時制備水泥漿，按設(shè)計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗。制備水泥漿的目的是，根據(jù)設(shè)計單位提供的水灰比和水泥摻入比這兩個參數(shù)，計算出:每1 m3水泥土加固體中應(yīng)注入的漿液體積量，m3;漿液的密度，g/cm3。2)預(yù)攪下沉:待攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導(dǎo)架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電機的電流監(jiān)測表控制，工作電流不應(yīng)大于40 A。攪拌機下沉時開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉(zhuǎn)。3)提升噴漿攪拌，攪拌機下沉到達設(shè)計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴格按照設(shè)計確定的提升速度提升攪拌機。4)重復(fù)上、下攪拌，攪拌機提升至設(shè)計加固深度的頂面標高時，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計加固深度后再將攪拌機提升出地面，攪拌過程同時噴水泥漿。5)清洗，向集料斗注入適量熱水，開啟灰漿泵、清洗全部管線中的殘存水泥漿，直到基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的雜物清洗干凈。6)移位，重復(fù)上述1)～5)步驟，再進行下一根樁的施工(見圖1)。

2.2 控制要點

1)水泥攪拌樁開鉆之前應(yīng)確定攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到攪拌機噴漿口的時間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計要求用流量泵控制輸漿速度，確定攪拌樁的配比等各項參數(shù)和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度，比如我們工地在攪拌樁施工時，盡量使注漿泵出口壓力保持在0.4 MPa～0.6 MPa，使攪拌提升速度與輸漿速度同步，每根樁的正常成樁時間應(yīng)不少于40 min。同時應(yīng)用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。2)施工時，設(shè)計停漿(灰)面應(yīng)高出操作面標高0.5 m，在開挖時應(yīng)將該施工質(zhì)量較差段挖去。設(shè)備就位后，必須平整，確保施工過程中不發(fā)生傾斜、移動。要注意保證機架和鉆桿的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊錘觀測鉆桿的兩個方向垂直度和用水平尺測量機架的調(diào)平情況，如發(fā)現(xiàn)偏差過大，及時調(diào)整。3)為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設(shè)計要求，每臺機械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場應(yīng)配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計要求。嚴格按照設(shè)計的水灰比配制漿液，配制好的漿液必須過濾。4)制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，拌制漿液的罐數(shù)固化劑和外加劑的用量以及泵送漿液時間等應(yīng)有專人記錄。制備好的水泥漿不得有離析現(xiàn)象，停置時間不得超過2 h。若停置時間過長，不得使用。5)水泥攪拌樁施工采用四攪二噴工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)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擋操作，復(fù)攪時可提高一個擋位。6)為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時應(yīng)在樁底部停留30 s，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 s。7)攪拌樁施工時，鄰近不得進行抽水作業(yè)。8)當施工過程中發(fā)現(xiàn)地層某深度出現(xiàn)硬層時，可根據(jù)地質(zhì)情況進行相應(yīng)的處理。9)施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量。如遇停電、機械故障等原因，噴漿中斷時應(yīng)及時記錄中斷深度。在12 h內(nèi)采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內(nèi)，補噴重疊段大于100 cm，超過12 h應(yīng)采取補樁或注漿措施。10)現(xiàn)場施工人員認真填寫原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括:a.施工樁號、施工日期、天氣情況;b.噴漿深度、停漿標高;c.灰漿泵壓力、管道壓力;d.鉆機轉(zhuǎn)速;e.鉆進速度、提升速度;f.漿液流量;g.每米噴漿量和外摻劑用量;h.復(fù)攪深度。

3 質(zhì)量檢驗

水泥深層攪拌樁施工質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工全過程，施工中必須經(jīng)常檢查施工記錄和計量記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進行質(zhì)量評定。檢查重點為水泥用量、樁長、攪拌頭葉片直徑、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)、提升和下沉速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度等。檢驗方法主要有以下幾種:1)成樁7 d后，采用淺部開挖樁頭(深度宜超過停漿面下0.5 m)，目測檢查水泥攪拌樁的均勻性，成樁直徑。2)成樁后3 d內(nèi)，可用輕型動力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性。檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3根，觸探擊數(shù)不少于10擊。不過輕型動力觸探得出的數(shù)據(jù)沒有絕對對比值，只能作為一種輔助檢驗方法。3)水泥攪拌樁成樁28 d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣檢查其完整性、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(jiān)理工程師現(xiàn)場指定相對均勻部位，送實驗室做(3個一組)28 d齡期的無側(cè)限抗壓強度試驗，留一組試件做3個月齡期的無側(cè)限抗壓試驗，以測定樁身強度。檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。

4 結(jié)語

水泥深層攪拌樁施工具有無噪聲、無振動、無污染、工效高、成本低等優(yōu)點，是進行軟土地基加固的一種有效方法，而且也適用于地下室基坑的擋土止水帷幕，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工民建、公路橋梁、市政工程等領(lǐng)域，是一種經(jīng)濟、科學(xué)的施工方法。

[1] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 徐至鈞，曹名葆.水泥土攪拌法處理地基[M].北京:機械工業(yè)出版社，2004.

[3] 吳建忠.淺談水泥攪拌樁(濕法)施工與質(zhì)量檢驗及驗收[J].山西建筑，2009，35(20):77-78.