淺談水泥攪拌樁在淤泥質(zhì)土地基加固中的應(yīng)用

葉雷震

（杭州市水利設(shè)施監(jiān)管中心 310016）

在浙江沿海城市分布著高壓縮性、低承載力的淤泥或淤泥質(zhì)土，它以粘粒為主，工作性狀主要表現(xiàn)為當(dāng)作用在地基上的壓力超過(guò)比例界限值，或施工時(shí)土被擾動(dòng)將發(fā)生塑性變形。由于淤泥質(zhì)土地基的變形主要決定于附加應(yīng)力的面積與高壓縮性這兩個(gè)重要因素，而淤泥質(zhì)土存在變形大而不均所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力等問(wèn)題，這類(lèi)地基的工程事故較多，一般需采取工程措施加以處理。地基加固的方法有多種多樣，本文主要通過(guò)工程實(shí)際施工介紹水泥攪拌樁法在淤泥質(zhì)土中加固地基的運(yùn)用。

1 工程概況

東西苕溪防洪工程?hào)|苕溪安溪段退堤工程位于杭州市余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)下游約3.7km，在良渚鎮(zhèn)安溪村附近的西險(xiǎn)大塘24km附近的對(duì)岸。安溪段為瓶窯至德清段的主要狹窄河段，嚴(yán)重阻水。該段河道通過(guò)退堤拓寬后，20年一遇的洪水過(guò)流面積提高到879～929m2，為形成東苕溪防洪整體布局創(chuàng)造了有利條件，提高了杭州市以及余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)城市防洪能力。

2 工程地質(zhì)

該工程位于平原與低山丘陵的交接地區(qū)，退堤后，堤基下部土層主要為Ⅲ、Ⅲsil層及Ⅻ層等，Ⅻ層土強(qiáng)度較高，工程地質(zhì)條件好，Ⅲ、Ⅲsil層為低強(qiáng)度、高壓縮性軟土，在堤基范圍內(nèi)廣泛分部，是控制堤基穩(wěn)定的主要土層。

3 水泥攪拌樁施工方法

3.1 施工原理及工藝流程

水泥攪拌樁法主要是以水泥作固化材料，通過(guò)深層攪拌將軟土和固化材料強(qiáng)制拌和，使軟土結(jié)硬提高地基強(qiáng)度，改良土質(zhì)以提高土體抗滑、抗壓等特性，成為樁土共同承擔(dān)外部荷載的復(fù)合基礎(chǔ)。主要工藝流程為：施工場(chǎng)地開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程→場(chǎng)地平整→樁位放樣→攪拌機(jī)定位→攪拌下沉→噴漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升→清洗。

3.2 水泥攪拌樁布置

施工按設(shè)計(jì)要求采用直徑600mm的水泥攪拌樁，攪拌樁采用濕噴法施工，水泥的摻入量為被加固濕土重的18%，樁距100cm，梅花形布置，其中樁號(hào)0+150～0+400防滲、圍護(hù)連續(xù)段外側(cè)一排直徑600mm的水泥攪拌樁，樁距45cm。

3.3 施工機(jī)具選擇

在水泥攪拌樁施工前，根據(jù)施工圖紙規(guī)定的樁位、樁型、樁徑、樁長(zhǎng)，復(fù)勘打樁場(chǎng)地的地質(zhì)條件和持力層埋藏深度，以選擇成孔和成樁機(jī)具設(shè)備。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的攪拌樁成樁長(zhǎng)度，采用SBJ40型深層攪拌機(jī)作為該工程水泥攪拌樁的施工機(jī)具，其最大加固深度為12～15m。

3.4 成孔及成樁試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根，設(shè)計(jì)單樁截面面積為=0.283m2，周長(zhǎng)為1.884m。根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)報(bào)告，該標(biāo)段2.30～6.00m高程處地基加固的土壤濕容重平均值為1804kg/m3，按設(shè)計(jì)水泥的摻入量為被加固濕土重的18%，水灰比按規(guī)范取0.5。28天后，在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際取芯樣檢測(cè)抗壓強(qiáng)度，作為抗壓強(qiáng)度的依據(jù)。

摻加的水泥重量為1804kg/m3×18%=324.7kg/m3；

水泥攪拌樁每米水泥用量為 1m×π×0.30m2×324.7=91.81kg。

成孔及成樁試驗(yàn)主要是確定在施工地層中水泥攪拌機(jī)的鉆進(jìn)深度、停灰面標(biāo)高、水泥漿配合比、灰漿拌制機(jī)的輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間、攪拌機(jī)提升速度、復(fù)攪深度等施工參數(shù)。

3.5 測(cè)量放樣

樁位放樣采用經(jīng)緯儀放出每塊擋墻底板上的各排水泥攪拌樁樁位，并用小竹樁（鋼筋樁）標(biāo)出樁位中心。所測(cè)放的樁位軸線經(jīng)監(jiān)理復(fù)核后加以妥善保護(hù)，樁位放樣誤差不得大于5cm。

3.6 攪拌機(jī)安裝定位

攪拌機(jī)安裝就位應(yīng)平整和穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)，在樁架或樁管上設(shè)置施工成孔頂面線和在樁管設(shè)置垂直觀測(cè)線，以保證成孔深度及成樁傾斜率。攪拌機(jī)安裝時(shí)須注意起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對(duì)地面的垂直度，保證在成樁的垂直度偏差小于1%。

3.7 預(yù)拌下沉

攪拌機(jī)冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，放松樁架的鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架切土攪拌下沉，將土攪松，攪拌機(jī)下沉速度按設(shè)計(jì)要求控制在0.60m/min以?xún)?nèi)，水泥攪拌樁樁底按設(shè)計(jì)要求打至碎石粉質(zhì)粘土層。

3.8 噴漿攪拌提升

當(dāng)攪拌機(jī)下沉?xí)r開(kāi)始按試驗(yàn)確定的水泥漿配合比拌制水泥漿，并將水泥漿倒入集料斗內(nèi)備噴，開(kāi)啟灰漿泵，其出口壓力宜保持在0.4～0.6MPa之間，使水泥漿自動(dòng)連續(xù)噴入地基土層內(nèi)，攪拌機(jī)邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)邊嚴(yán)格按已確定的速度提升，直至設(shè)計(jì)要求樁頂標(biāo)高，攪拌機(jī)噴漿提升的速度和次數(shù)嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的參數(shù)執(zhí)行。

3.9 重復(fù)攪拌下沉和攪拌提升

為使已噴入土中的水泥漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆颍俅螌嚢铏C(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，直至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。然后將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊提升，再次回至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高2.3m，并上升至地面高程3.30m，制樁完畢。

3.10 清洗

制樁完畢后，向已排空的集料斗內(nèi)注入適量清水，開(kāi)啟灰漿泵，清洗輸漿管道中殘留的水泥漿，直至基本干凈，同時(shí)將粘附于攪拌頭上的土清洗干凈。

4 水泥攪拌樁法質(zhì)量檢驗(yàn)方法

水泥攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工的全過(guò)程，并應(yīng)堅(jiān)持全程的施工監(jiān)理，施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，檢查重點(diǎn)是水泥用量、樁長(zhǎng)、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法等。

5 結(jié) 語(yǔ)

大量的實(shí)踐證明：水泥攪拌樁法在淤泥質(zhì)土中加固土體很有效，水泥攪拌樁作為加固地基基礎(chǔ)的一種方法，是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的施工技術(shù)。施工前，應(yīng)根據(jù)鉆孔地質(zhì)資料，進(jìn)行水泥攪拌樁施工措施設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝性試樁，確定攪拌樁施工各項(xiàng)參數(shù)。該工程經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、業(yè)主各方的密切配合，反復(fù)進(jìn)行研究比選，最終確定了攪拌樁施工方案，達(dá)到了很好的效果?！?/p>