水利工程水泥攪拌樁施工質(zhì)量的控制措施

王 浩 王松偉

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司 成都 610066）

水利工程水泥攪拌樁施工質(zhì)量的控制措施

王 浩 王松偉

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司 成都 610066）

水泥攪拌樁是用于水利水電工程加固飽和軟粘土地基的一種技術(shù)，它利用水泥作為固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械，在地基深處將原狀軟土和水泥強(qiáng)制攪拌，經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用生成一種特殊的、具有較高強(qiáng)度、較好變形特性和水穩(wěn)定性的混合柱體，它對(duì)提高軟土地基承載力、減少地基的沉降量有明顯效果。

水泥攪拌樁 施工質(zhì)量 控制

廣東省潮州市韓江東岸市區(qū)段防洪工程是潮州供水樞紐工程庫(kù)區(qū)的附屬工程，工程為Ⅴ等，主要建筑物為5級(jí)，按抵御相當(dāng)于10年一遇的設(shè)計(jì)洪水設(shè)防。護(hù)岸擋墻采用扶壁式鋼筋砼結(jié)構(gòu)形式，平均墻高10.40m。護(hù)岸擋墻地基土的工程地質(zhì)特征：按巖土層的成因，組成巖土層的成分、顆粒粒度、沉積韻律及塑性指數(shù)，在鉆孔控制范圍內(nèi)，將地基土分為6個(gè)層次，自上而下分為：①人工填土，黃—淺黃色，干—濕，上部碾壓實(shí)，下部松散，成份多為場(chǎng)地附近殘坡積土，含少量碎石，層厚0.80～9.30m。②粘土、壤土及砂壤土，淺黃—黃色，濕—飽和，可塑—松散，以粘土、壤土為主。層厚1.20～3.00m。③中細(xì)砂，淺黃—赤黃色，飽和，稍密—中密，中砂為主，含多量細(xì)砂，砂粒成分以石英粒為主。層厚2.50～8.40m。④淤泥和淤質(zhì)土,深灰—灰黑色，飽和，流塑—軟塑，含少量粉砂及腐殖物。層厚5.00～16.60m。⑤殘積土層及全風(fēng)化巖，成份以殘積壤土、粘土為主，淺黃—紫紅色，飽和，可塑—硬塑，以粉粘，粘粒為主，粉砂細(xì)砂次之，局部分布全風(fēng)化巖層。⑥強(qiáng)風(fēng)化巖，黃—黃褐—紫紅色，流紋質(zhì)凝灰?guī)r。

1 施工前準(zhǔn)備工作的質(zhì)量控制

1.1 施工準(zhǔn)備及場(chǎng)地平整

a.施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)的便道應(yīng)修好。

b.供電設(shè)施應(yīng)齊全。在施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)配備柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。

c.查明施工范圍內(nèi)的障礙物。地下有無(wú)大塊石及地下管線(xiàn)等，空中有無(wú)高壓電線(xiàn)等。所有障礙物應(yīng)事先清除或設(shè)立明顯標(biāo)志避開(kāi)，確保安全生產(chǎn)。

d.場(chǎng)地平整。在準(zhǔn)備施工攪拌樁的地段，首先用推土機(jī)將地表粗平，然后回填中粗砂墊層，再用平地機(jī)精平。有條件的地方，可用壓路機(jī)靜壓1～2遍。

1.2 施工放樣

首先用全站儀（或經(jīng)緯儀）準(zhǔn)確地放出施工段落的起始樁位及邊線(xiàn)位置，然后用鋼尺按設(shè)計(jì)要求的樁距用竹簽在施工范圍內(nèi)標(biāo)示出樁位（一般按正三角形布置）。

1.3 原材料的質(zhì)量控制

a.水泥（固化劑）質(zhì)量是關(guān)鍵，所用水泥品種和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。水泥進(jìn)場(chǎng)之前，必須抽樣做安定性試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)z砂強(qiáng)度等指標(biāo)，合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用。進(jìn)場(chǎng)水泥數(shù)量應(yīng)能滿(mǎn)足施工進(jìn)度的要求，不合格或過(guò)期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥拒絕進(jìn)場(chǎng)使用。

b.施工用水采用韓江水，其水質(zhì)良好，一般為HCO3-Na·Ca淡水，礦化度小于0.3g/L。水中的侵蝕CO2含量不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥不具侵蝕性。

1.4 樁機(jī)安裝就位

水泥攪拌樁樁機(jī)安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行全面的檢查調(diào)整。主要有以下5點(diǎn)：

a.鉆頭直徑及鉆桿長(zhǎng)度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

b.輸送水泥漿的導(dǎo)管是否漏漿或堵塞。

c.水泥制漿罐和壓力泵是否能正常工作。

d.發(fā)電機(jī)或外接電源是否和樁機(jī)電路接通。

e.粗略調(diào)整樁機(jī)機(jī)身的豎直度，步驟如下：?調(diào)整機(jī)身兩邊的拉桿，使機(jī)身縱向豎直；?調(diào)整機(jī)身下邊的四個(gè)帶液壓裝置的支撐腳，使機(jī)身橫向豎直；?縱橫向都豎直后，鉆桿上的懸錘線(xiàn)就會(huì)指向中心刻度并緊靠在中心度盤(pán)處。

2 實(shí)施過(guò)程中的質(zhì)量控制

2.1 工藝性試樁

在工程位置大面積施工之前，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的水泥攪拌樁成樁試驗(yàn)（一般不宜少于5根），匯總試樁結(jié)果應(yīng)得到下列要求及相關(guān)技術(shù)參數(shù)：

a.滿(mǎn)足設(shè)計(jì)水泥用量的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、攪拌速度、提升速度等。

b.確定“四攪四噴”施工工藝流程：

場(chǎng)地平整→測(cè)量放樣→樁機(jī)就位→制備水泥漿→第一次預(yù)攪下沉→第一次提升噴漿攪拌→第二次攪拌噴漿下沉→第二次提升噴漿攪拌→成樁結(jié)束。其要求見(jiàn)下圖。

“四攪四噴”施工工藝及要求圖

2.2 制漿質(zhì)量的控制

按設(shè)計(jì)給定的水灰比（水和水泥按重量比嚴(yán)格控制）在制漿罐中進(jìn)行拌制，備好的漿液還應(yīng)不停地?cái)嚢瑁蛊渚鶆蚍€(wěn)定，不得離析或停置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)2h的漿液應(yīng)降低標(biāo)號(hào)使用；漿液倒入集料時(shí)應(yīng)加篩過(guò)濾，以免漿內(nèi)結(jié)塊，損壞泵體。

2.3 泵送漿液質(zhì)量的控制

泵送漿液前，管路應(yīng)保持潮濕，以利輸漿。泵送漿液過(guò)程中，泵的壓力必須足夠和穩(wěn)定，供漿必須連續(xù)，拌和必須均勻。如遇到漿液硬結(jié)堵管，必須立即拆卸輸漿管道，清洗干凈。

2.4 樁長(zhǎng)的控制

采用電子自動(dòng)記錄控制法。要求每臺(tái)樁機(jī)配備電子自動(dòng)記錄儀（電子自動(dòng)記錄儀能準(zhǔn)確的記錄開(kāi)鉆、終鉆時(shí)間、漿液流量及鉆孔深度），開(kāi)鉆同時(shí)打開(kāi)電腦自動(dòng)記錄儀進(jìn)行記錄，以便掌握鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度，確保樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)要求。

2.5 單樁水泥用量的控制

a.控制好水灰比。按成樁試驗(yàn)確定的配合比制備水泥漿，以婆氏比重計(jì)不定期檢測(cè)漿液稠度,不得隨意亂調(diào)水灰比。

b.控制好輸漿泵。泵必須有足夠的壓力和持久穩(wěn)定的輸漿能力，輸漿量必須與樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度相匹配（這點(diǎn)是靠施工經(jīng)驗(yàn)和試樁技術(shù)參數(shù)得來(lái)的）。

c.控制好樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、攪拌速度及提升速度。確保單樁施工完畢后，為該樁所配制的水泥漿能全部用完，不得有剩余。

2.6 樁機(jī)操作的控制

a.柱機(jī)對(duì)位后，精調(diào)樁身豎直度（復(fù)復(fù)操作1.4.e款），使攪拌軸保持垂直。

b.啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下鉆進(jìn)。同時(shí)，啟動(dòng)壓力泵工作，邊鉆進(jìn)邊噴漿。

c.鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停鉆，關(guān)閉攪拌鉆機(jī)，鉆進(jìn)結(jié)束。

d.再次啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，鉆頭呈反向邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴漿，使土體的水泥漿進(jìn)行初步拌和。

e.攪拌機(jī)提升至地面以下1.0m時(shí)宜用慢速；當(dāng)噴漿口即將出地面時(shí)，應(yīng)停止提升，攪拌數(shù)秒以保證樁頭均勻密實(shí)。施工時(shí)因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應(yīng)使攪拌機(jī)下沉至停漿面以下0.5m處，待恢復(fù)供漿后再?lài)姖{提升。

f.根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面下一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行重復(fù)攪拌。鉆頭邊旋轉(zhuǎn)、邊鉆進(jìn)、邊噴漿至設(shè)計(jì)要求復(fù)拌的深度后，再反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升。使受到攪動(dòng)的土塊被充分粉碎，土體和水泥漿能充分拌和均勻。

g.根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)來(lái)指導(dǎo)施工。現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)詳細(xì)記錄每米下沉?xí)r間、提升時(shí)間，記錄送漿時(shí)間、停漿時(shí)間以及施工樁長(zhǎng)等參數(shù)的變化。

3 施工后的質(zhì)量檢測(cè)控制

3.1 樁的質(zhì)量檢測(cè)

a.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1～3天內(nèi)，采用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢測(cè)樁身的強(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。檢測(cè)出來(lái)的錘擊數(shù)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，則認(rèn)為不合格。

b.抽芯取樣檢測(cè)：在成樁28天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。

3.2 樁的質(zhì)量評(píng)定

3.2.1 單樁評(píng)定

Ⅰ類(lèi)樁：

a.樁長(zhǎng)、樁徑滿(mǎn)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(mǎn)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(lèi)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(mǎn)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(lèi)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。

e.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(lèi)為優(yōu)良樁，II類(lèi)為合格樁，III類(lèi)為不合格樁。

3.2.2 復(fù)合地基承載力評(píng)定

復(fù)合地基承載力必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2.3 綜合評(píng)定

單樁評(píng)定均為II類(lèi)樁以上，其中I類(lèi)樁占85%以上,且復(fù)合地基承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其他指標(biāo)合格時(shí)評(píng)定為優(yōu)良；單樁評(píng)定均為II類(lèi)樁以上，其中I類(lèi)樁應(yīng)占60%以上，且復(fù)合地基承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其他指標(biāo)合格時(shí)評(píng)定為合格。

4 結(jié) 語(yǔ)

眾所周知，在軟粘土地基施工中，水泥攪拌樁施工水利水電是常見(jiàn)的處理方法之一，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?chē)h(huán)境及建筑物無(wú)不良影響。要提高軟土地基的承載力、減少軟土地基的壓縮量等指標(biāo)，重點(diǎn)是控制好水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。