淺談深層水泥攪拌樁施工及質(zhì)量控制措施

陳 鋒 上海鐵路軌道交通開(kāi)發(fā)有限公司

在鐵路路基工程施工中，處理淤泥、粉質(zhì)粘土等不良軟弱地基時(shí)，經(jīng)常采用深層攪拌樁進(jìn)行復(fù)合地基加固處理。深層攪拌樁是一種加固軟土地基的新方法，是用水泥及少量添加劑就地與地基土體充分混合而成的"水泥土樁"。它主要特點(diǎn)是：工期比較合理，施工時(shí)低壓操作，安全可靠，少污染，無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪聲，對(duì)周圍環(huán)境及建筑物無(wú)不良影響。由于深層攪拌樁成樁工藝的特殊性，其施工工藝要求較高，掌握不好容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，因此施工質(zhì)量及處理效果受到人們的普遍關(guān)注。

1 施工工藝

1.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工機(jī)械設(shè)備。根據(jù)水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)根數(shù)、長(zhǎng)度和工期，選用l-2臺(tái)STB-3型單頭深層水泥攪拌機(jī)，每臺(tái)攪

拌機(jī)配備灰漿拌和機(jī)l臺(tái)，UBJ-1.8

C1型擠壓式灰漿泵1臺(tái)以及相應(yīng)的起吊和導(dǎo)向裝置、電氣控制盤。水泥漿泵站離深層攪拌機(jī)應(yīng)小于50m，越近越好。

（2）施工勞動(dòng)組織。攪拌機(jī)每個(gè)臺(tái)班由8-l0人組成。

（3）場(chǎng)地三通一平。開(kāi)工前把水、電接入工地，一般1臺(tái)深層水泥攪拌機(jī)需用60kW，2臺(tái)需用l00kW；供水壓力必須達(dá)到 6-l0kg／cm2；臨時(shí)便道要修通；場(chǎng)地要平整；有河溝的要做圍堰，排除積水，鋪滿片石。

（4）測(cè)定樁位。機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前，要測(cè)定樁基軸線、定位點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，樁位要進(jìn)行編號(hào)，以便順序施工。

1.2 漿液配置與輸送

（1）配合比。深層攪拌的漿液以425#普通硅酸鹽水泥為主配制，水泥用量為水泥濕土重的12%-15% (Y=l.8t／m3，水灰比 0.45-0.50），另?yè)侥举|(zhì)素磺酸鈣減水劑(為水泥重量的0.2%)，石膏摻量為水泥重量的2%。

（2）配制與輸送。攪拌灰漿時(shí)，應(yīng)先加水，然后按水泥、減水劑、石膏順序投料，每次灰漿攪拌時(shí)間不得少于2min，應(yīng)將水泥漿充分拌勻。水泥漿從灰漿拌和機(jī)倒人集料斗時(shí)，必須過(guò)濾篩，把水泥硬塊剔出。集料斗的容量一般為0.2m3，就可以保證一定的余量.不會(huì)因漿液供應(yīng)不足而斷樁，也不會(huì)因漿液過(guò)多產(chǎn)生沉淀而引起漿液濃度不足。

1.3 深層攪拌施工

（1）設(shè)備就位。攪拌機(jī)的鉆桿須垂直并對(duì)準(zhǔn)樁位。

（2）第一次鉆進(jìn)。在確認(rèn)漿液從攪拌的出漿口噴出后，方可啟動(dòng)攪拌機(jī)，以60r／min 的轉(zhuǎn)速和 1m／min 的鉆進(jìn)速度，順時(shí)針?lè)较蜻呫@邊注漿，直至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，再繼續(xù)噴漿15min后停泵，改逆時(shí)針?lè)较驍嚢杼嵘猎O(shè)計(jì)樁頂。

（3）第二次鉆進(jìn)。以同樣方式再次順時(shí)針?lè)较蜚@進(jìn)注漿。停止注漿的位置以水泥用量達(dá)到每根樁設(shè)計(jì)用量為準(zhǔn)，但不能影響攪拌機(jī)的繼續(xù)鉆人，直至復(fù)攪到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)后，改逆時(shí)針?lè)较驍嚢杼嵘翑嚢桀^露出地面。

（4）兩次循環(huán)鉆進(jìn)成樁。經(jīng)過(guò)上下兩次循環(huán)鉆進(jìn)提升，使水泥漿在樁孔內(nèi)攪拌4次，最后把一個(gè)直徑500mm、厚10mm、中間留有l(wèi)00mm孔的圓形鋼板置于樁頂，用攪拌頭向下壓20～30cm，此樁完成作業(yè)。然后，移機(jī)到下一樁位施工。

1.4 質(zhì)量控制

（1）嚴(yán)格控制水灰比，須用計(jì)量容量配制漿液。

（2）攪拌桿的垂直偏差不得超過(guò)1%，樁機(jī)與樁位的對(duì)中誤差不得大于2cm，成樁后的樁位偏差不得大于8cm。

（3）樁澆筑后7天之內(nèi)不得開(kāi)挖基坑，并禁止使用機(jī)械挖掘，樁頭要小心整理，不得用重錘敲擊，樁頭應(yīng)整平，并高出基底標(biāo)高2～3cm。

2 深層攪拌樁的施工控制措施

施工過(guò)程的監(jiān)控和管理是成樁質(zhì)量的關(guān)鍵所在。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐筆者認(rèn)為施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)主要有以下幾個(gè)具體的控制措施：

（1）項(xiàng)目部指派專人負(fù)責(zé)施工，全過(guò)程旁站水泥攪拌樁施工過(guò)程。所有施工機(jī)械均應(yīng)編號(hào)，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、鉆機(jī)長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、水泥攪拌樁樁長(zhǎng)及樁距等制成標(biāo)牌懸掛于鉆機(jī)明顯處，確保人員到位，責(zé)任到人。

（2）水泥攪拌樁開(kāi)鉆之前，應(yīng)用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無(wú)堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。

（3）為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，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。

（4）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)。

（5）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)械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備水泥漿比重測(cè)定儀，以備監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時(shí)抽查水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計(jì)要求。

（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4.625kg及高效減水劑0.5%。

（7）水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。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0.4MPa。

（8）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(shí)應(yīng)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。

（9）施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間。每根樁開(kāi)鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量加50kg。若儲(chǔ)漿量小于上述重量，不得進(jìn)行下一根樁的施工。

（10）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(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障以致噴漿中斷，應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度，在12h內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施，并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)。補(bǔ)噴重疊段應(yīng)大于l00cm，超過(guò)12h應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

（11）現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)認(rèn)真填寫(xiě)施工原始記錄，內(nèi)容包括：a.施工樁號(hào)，施工日期，天氣情況；b.噴漿深度，停漿標(biāo)高；c.灰漿泵壓力，管道壓力；d.鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；e.鉆進(jìn)速度，提升速度；f.漿液量；g.每米噴漿量和外摻劑用量；h.復(fù)攪深度。

3 深層水泥攪拌樁施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理

（1）噴漿阻塞：原因可能是水泥受潮結(jié)塊或制漿池濾網(wǎng)破損或清漿不徹底。處理措施應(yīng)改善現(xiàn)場(chǎng)水泥存儲(chǔ)環(huán)境及時(shí)清渣并時(shí)常檢查濾網(wǎng)破損狀況。

（2）噴漿不足：原因可能是輸漿管彎折、外壓、泄漏或輸漿管道過(guò)長(zhǎng)，沿程壓力損失大。處理措施應(yīng)及時(shí)檢查、維護(hù)管道并選擇適當(dāng)?shù)奈恢瞄_(kāi)挖制漿池。當(dāng)場(chǎng)地條件不具備時(shí)，可適當(dāng)調(diào)增泵送壓力。

（3）進(jìn)尺受阻：可能因地下存有尚未清除的孤石、樹(shù)根或其它。處理措施應(yīng)停機(jī)排除障礙或移位。

（4）速度失穩(wěn)：可能因設(shè)備自身控制系統(tǒng)問(wèn)題或機(jī)組人員操作不規(guī)范、不熟練。處理措施是做到不合要求的設(shè)備不得進(jìn)場(chǎng)，制定完善明確的責(zé)任制并做好崗前培訓(xùn)。

4 施工后的質(zhì)量檢測(cè)控制

4.1 樁的質(zhì)量檢測(cè)

（1）輕型動(dòng)力觸探（N10）檢測(cè)：施工單位按照5%的檢測(cè)頻率，在成樁后1-3天內(nèi)，采用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢測(cè)樁身強(qiáng)度。根據(jù)N10貫入30cm的錘擊數(shù)來(lái)判定樁上部強(qiáng)度是否合格，如大于等于設(shè)計(jì)給定錘擊數(shù)則認(rèn)為樁的上部強(qiáng)度合格。否則不合格。

（2）抽芯取樣檢測(cè)：在成樁28d后采用抽芯取樣檢測(cè)，可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況，樁身的長(zhǎng)度、強(qiáng)度和完整性。

4.2 樁的質(zhì)量評(píng)定

(1)單樁評(píng)定

Ⅰ類樁

a.樁長(zhǎng)、樁徑滿足設(shè)計(jì)要求，整體噴漿均勻，無(wú)斷漿現(xiàn)象。

b.復(fù)攪段的樁芯完整且連續(xù)，呈柱狀，復(fù)攪段以下能取出完整的柱狀芯樣。

c.樁身上、中、下段強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于80%。

Ⅱ類樁

a.樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，整樁噴漿局部不均勻，但無(wú)斷漿現(xiàn)象。

b.復(fù)攪段的芯樣大部分完整，呈現(xiàn)柱狀，可制成等高試件做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，局部松散呈塊片狀；復(fù)攪段以下，能取出芯樣，芯樣不完整，呈可塑狀。

c.復(fù)攪段強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，復(fù)攪段以下有一定的強(qiáng)度。

d.所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率大于65%；當(dāng)取芯率小于65%時(shí)，標(biāo)貫擊數(shù)須大于設(shè)計(jì)要求。

Ⅲ類樁

a.樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

b.樁體噴漿不均勻，有斷漿現(xiàn)象。

c.復(fù)攪段的芯樣松散無(wú)粘聚，大部分呈塊片狀，不能制成等高試件。

d.復(fù)攪段以下呈軟塑、流塑或取不出芯樣。

所取芯樣的柱狀加塊片狀取芯率小于65%；且標(biāo)貫擊數(shù)小于設(shè)計(jì)要求。

其中：I類為優(yōu)良樁，II類為合格樁，III類為不合格樁。

(2)復(fù)合地基承載力評(píng)定

復(fù)合地基承載力必須滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)綜合評(píng)定

單樁評(píng)定均為II類樁以上，其中I類樁占85%以上，且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，其它指標(biāo)合格，評(píng)定為優(yōu)良；單樁評(píng)定均為II類樁以上，其中I類樁占60%以上，且復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，其它指標(biāo)合格，評(píng)定為合格。

5 結(jié)束語(yǔ)

軟弱地基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物覆蓋，便構(gòu)成隱患且難以檢查補(bǔ)救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過(guò)程的管理非常重要，這樣才能確保工程質(zhì)量。施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)細(xì)致的技術(shù)工作，建立施工班組自檢互檢，技術(shù)負(fù)責(zé)人抽檢和配合監(jiān)理旁站監(jiān)督的質(zhì)量保證體系是一個(gè)很好的質(zhì)量控制措施。