深層攪拌樁處治軟土地基應(yīng)用探討

董慧勇 孫利凱

（1、河南路橋集團(tuán)正鴻路橋建設(shè)有限公司，河南 鄭州 450000 2、鄭州交通職業(yè)學(xué)院交通工程系，河南 鄭州 450000）

1 深層攪拌樁處理軟土地基的適用范圍

深層攪拌樁處治軟土地基，具有處治軟土地基施工時(shí)間長(zhǎng)，工作難度大，工程費(fèi)用高，處治軟土地基效果好，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。它適用于路基土層含水量高、強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土，并且該軟弱土層深，面積大，在施工期間內(nèi)，穩(wěn)定計(jì)算安全系數(shù)小于1.2的路堤，其主要用在工后沉降不能滿足表1要求的路段。

2 深層攪拌樁的材料

深層攪拌樁可采用水泥、生石灰粉、粉煤灰等作為固化劑，其質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2.1 生石灰

生石灰應(yīng)為磨細(xì)粉，不能受潮，其最大粒徑小于2mm，石灰應(yīng)無雜質(zhì)，氧化鈣、氧化鎂含量不應(yīng)小于85%，其中氧化鈣含量不應(yīng)低于80%。

2.2 水泥

水泥可以采用普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。由于水泥用量偏大，在施工過程中往往試驗(yàn)頻率滿足不了施工進(jìn)度的要求，因此水泥應(yīng)選用國(guó)家免檢產(chǎn)品，嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的劣質(zhì)水泥。

2.3 粉煤灰

粉煤灰化學(xué)成分中要求二氧化硅和三氧化二鋁的含量應(yīng)大于70%，燒失量小于10%，也可采用石膏粉作為添加劑，有利于提高強(qiáng)度。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 場(chǎng)地清理

開工前必須進(jìn)行全面徹底的地場(chǎng)清理，清除非適用于路基的土。如果場(chǎng)地填有石質(zhì)材料或有樹根等，應(yīng)將石質(zhì)材料和樹根全部挖除。如遇水井，可用中粗砂回填，然后進(jìn)行平整，以便機(jī)械在場(chǎng)區(qū)內(nèi)順利移動(dòng)和施鉆。

3.2 施工放樣

用全站儀放出中心樁號(hào)和處理的邊樁，然后用鋼尺根據(jù)圖紙要求標(biāo)出每排的位置，根據(jù)圖紙要求每排樁位位置用鋼尺標(biāo)出每列位置，最后用竹片或小木樁固定樁位，并用石灰粉明示樁位位置，將圖紙中樁位位置用電腦制作出圖片，標(biāo)明樁號(hào)及每排每列樁位，以便施工中有利于控制。

3.3 機(jī)具準(zhǔn)備

開鉆前對(duì)施工機(jī)械設(shè)備要進(jìn)行檢修，其傳動(dòng)系統(tǒng)、加減壓系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、固化劑噴射機(jī)要能正常工作，鉆頭直徑不能小于樁徑，鉆桿長(zhǎng)度要大于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)加3m，特別是帶有自動(dòng)打印的流量計(jì)要由市以上質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行標(biāo)定，以保證每米固化劑噴射量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 成樁試驗(yàn)

4.1 成樁試驗(yàn)

在深層攪拌樁施工之前，必須進(jìn)行成樁試驗(yàn)，試驗(yàn)要達(dá)到下列要求，并取得技術(shù)參數(shù)：（1）滿足噴入量的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴入量等；(2)檢驗(yàn)攪拌的均勻性；(3)掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施；(4)根據(jù)工程性質(zhì)，場(chǎng)地條件及設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁身強(qiáng)度和單樁承載力等情況確定復(fù)噴范圍。

以32.5R普通硅酸鹽水泥作為固化劑為例來說明成樁試驗(yàn)，用水泥摻入量分別按50kg/m、55kg/m、60kg/m進(jìn)行試樁，每種水量用量分別試樁6根，共計(jì)18根，準(zhǔn)確記錄每種水泥用量的樁位和每根樁的施工時(shí)間，然后進(jìn)行開鉆，有專人詳細(xì)記錄每根樁的鉆進(jìn)速度、提升速度、噴片壓力、攪拌速度等各種技術(shù)參數(shù)，詳細(xì)記錄每根樁復(fù)攪情況及成樁試驗(yàn)是否出現(xiàn)機(jī)械故障等。

4.2 成樁檢測(cè)

在成樁試驗(yàn)完成后，要對(duì)樁進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的主要方法有：(1)人工直接觀察：基槽開挖后，組織人力把樁頭挖出，在施工現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行檢查，可以了解樁的成形、樁徑、樁頂強(qiáng)度、樁頂質(zhì)量、樁位偏離等現(xiàn)象。(2)取芯樣強(qiáng)度檢驗(yàn)：成樁后7天可用輕便觸探器對(duì)樁進(jìn)行一般性檢查，28天后用鉆機(jī)對(duì)樁身進(jìn)行取樣，制成試塊進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，用以測(cè)定樁的樁體強(qiáng)度。(3)動(dòng)力觸探：用動(dòng)力觸探的方法來確定樁的上部強(qiáng)度情況。(4)反射波測(cè)試法：用小錘敲擊樁頂，通過樁的振動(dòng)和反射波來判定樁的整體質(zhì)量情況。(5)靜載試驗(yàn)：用靜載試驗(yàn)方法來測(cè)定樁的復(fù)合地基承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.3 試樁總結(jié)

通過成樁試驗(yàn)的檢測(cè)情況，來判定樁的合格率，分析出每根試樁的質(zhì)量情況，從中挑選出質(zhì)量較好且比較經(jīng)濟(jì)的試樁，把其用灰量和技術(shù)參數(shù)作為深層攪拌樁施工的主要依據(jù)。

5 關(guān)鍵施工工藝

5.1 噴粉操作方法

(1)對(duì)正樁位，調(diào)整鉆機(jī)機(jī)身，保證鉆桿的垂直度，啟動(dòng)鉆機(jī)下鉆，待攪拌鉆頭接近地面時(shí)，啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，開始鉆進(jìn)；(2)鉆到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，關(guān)閉送氣閥門，泵送加固料；(3)確認(rèn)加固粉料已到樁底時(shí)，提升攪拌鉆頭，提升攪拌鉆頭時(shí)進(jìn)行噴粉，達(dá)到每延米噴漿均勻，且每延米固化劑用量滿足設(shè)計(jì)要求；(4)提升到設(shè)計(jì)樁頂時(shí)，停止噴粉或噴漿；(5)打開送氣閥，關(guān)閉送料閥，空壓機(jī)繼續(xù)工作，攪拌鉆頭提升到樁頂時(shí)停止提升，在原位轉(zhuǎn)動(dòng)2min，以保證樁頭均勻密實(shí)；(6)進(jìn)行二次攪拌，攪拌深度至樁底；(7)將攪拌鉆頭提出地面，停止主電機(jī)和空壓機(jī)，填寫施工記錄；(8)移動(dòng)到下一個(gè)樁位。

5.2 噴漿操作方法

(1)水泥攪拌樁開鉆之前，應(yīng)用清水清洗整個(gè)管道，檢驗(yàn)管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆；(2)鉆機(jī)正轉(zhuǎn)速度下鉆進(jìn)尺控制在1.26～1.86m/min之間；下鉆噴漿量控制在40.10～49.26L/min;反轉(zhuǎn)噴漿時(shí)，噴漿提升速度應(yīng)控制在0.6-1.0m/min；提升噴漿量控制在19.22～26.93L/min；鉆機(jī)主電機(jī)電壓控制在360-390V之間；電流控制在60～90A之間；(3)嚴(yán)格控制水灰比，根據(jù)技術(shù)規(guī)范和試樁結(jié)果，水灰比選用0.6～0.9之間較適宜。水泥漿制備時(shí)，攪拌不得少于3min，連續(xù)制備水泥漿時(shí)，應(yīng)按水灰比同步進(jìn)行，制備好的水泥漿不得離析，泵送必須連續(xù)，備漿數(shù)量不少于一根樁用量加sokg；(4)泵送水泥漿在泵出口處壓力應(yīng)保持在0.4～0.6MPa，并使攪拌提升速度輸漿速度同步，即水泥漿噴出速度32-47L/min，泥漿泵壓力表必須經(jīng)計(jì)量部門校驗(yàn)后使用；(5)水泥攪拌樁施工應(yīng)采用二噴四拌工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵塞管道可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提升時(shí)一律采用低擋操作，復(fù)拌時(shí)可提高一個(gè)擋位。每根樁噴漿壓力不小于0.4MPa，并使攪拌速度與輸漿速度協(xié)調(diào)。

5.3 操作要點(diǎn)

(1)機(jī)身調(diào)平以鉆桿是否垂直為依據(jù)，操作時(shí)可用吊錘進(jìn)行控制，在主機(jī)上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進(jìn)行機(jī)身調(diào)平控制；(2)鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)有一定的滯留時(shí)間，以保證樁底質(zhì)量；(3)當(dāng)氣壓表過大出現(xiàn)異常時(shí)，管路有可能堵塞，應(yīng)停止噴粉，查明原因，排除故障。(4)整個(gè)制樁過程一定要保證邊噴粉或噴漿，邊提升連續(xù)作業(yè)；(5)如出現(xiàn)斷粉或斷漿，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度不小于0.5m；(6)粉體固化料入罐時(shí)必須過篩，以保證固化劑中無雜物；(7)噴粉或噴漿開始時(shí)，應(yīng)將電子秤顯示歸零，使噴粉或噴漿過程在電子計(jì)量顯示下進(jìn)行；記錄人員應(yīng)隨時(shí)觀察電子秤的變化顯示，以保證各段噴粉或噴漿均勻。

6 注意事項(xiàng)

(1)固化劑用量是確定樁身強(qiáng)度的關(guān)鍵，施工設(shè)備的固化劑發(fā)送器必須配置計(jì)量裝置，嚴(yán)禁無固化劑發(fā)送器計(jì)量裝置的發(fā)送器使用，并記錄水泥的瞬時(shí)噴人量和累計(jì)噴人量；(2)儲(chǔ)灰罐容量必須大于一根樁的用灰量；(3)嚴(yán)格控制噴灰高程和停灰高程，不得中斷噴灰，確保樁體長(zhǎng)度及避免斷樁；(4)施工中若噴灰量不足，實(shí)行整樁復(fù)打，復(fù)打的噴粉量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)用量；(5)嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的劣質(zhì)水泥；(6)在施工過程中若因故停電或機(jī)械故障原因中斷噴灰時(shí)，應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)復(fù)攪復(fù)噴，且二次復(fù)攪復(fù)噴搭接長(zhǎng)度不小于0.5m；(7)樁身施工時(shí)，應(yīng)采用中速或低速鉆進(jìn)或提升鉆頭。

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