淺談水泥土攪拌樁在民用建筑地基處理中的應(yīng)用

【摘 要】 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛，工程施工技術(shù)不斷改進(jìn)，針對(duì)民用建筑地基處理方法也越來越多，水泥土攪拌樁就是其中之一。該作為加固飽和和軟黏土低地基的一種方法，水泥土攪拌樁相比其他的地下基坑防水設(shè)施具有造價(jià)低廉，不但成樁效率高、無噪聲污染、地基承載力強(qiáng)、還可以有效降低工程造價(jià)，確保工程質(zhì)量進(jìn)度，且效果明顯。本文分析了水泥土攪拌樁的施工特征、成樁原理以及施工技術(shù)要求等，希望能在今后民用建筑的應(yīng)用中帶來一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】 水泥土攪拌樁；民用建筑；地基處理

在我國(guó)現(xiàn)行的集中軟土就地加固方法中，水泥土深層攪拌樁技術(shù)無疑是是一種常用且行之有效的方法。該技術(shù)在施工過程中機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的噪音小、對(duì)社會(huì)環(huán)境的危害性不大，安全可靠、對(duì)工期的把握性強(qiáng)，在軟地基加固方面的處理效果尤其顯著。由于這些優(yōu)點(diǎn)，以至于該技術(shù)在我國(guó)民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。水泥土攪拌樁是一種軟土地基處理新技術(shù)，在以往的施工中通常都是用作房建工程地基處理技術(shù)，并可以適用于黏土、粉土、粉質(zhì)黏土、砂土以及淤泥質(zhì)土等土質(zhì)環(huán)境，不但可以加速土體固結(jié)速度，而且還能保證了建筑沉降穩(wěn)定快、變形小，如今水泥土攪拌樁已被大范圍地應(yīng)用在工程當(dāng)中。

1 水泥土深層攪拌樁施工工藝

粉噴樁成樁機(jī)理是：首先，利用深層攪拌機(jī)械在地基中進(jìn)行鉆孔，并對(duì)軟弱地基中噴射水泥體，然后借助于攪拌軸旋轉(zhuǎn)實(shí)施攪拌工作，從而使得噴入軟土中的粉體和軟土充分?jǐn)嚢柙谝黄稹Ｔ摷夹g(shù)以水泥作固化劑為主，接著使用專用的深層攪拌機(jī)械把固化劑噴入軟土地基里面，在地基深部把軟土和固化劑強(qiáng)行拌和，使軟土結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥土樁體從而形成復(fù)合地基，提高地基強(qiáng)度并達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一定的壓縮性通過控制水泥的摻入量，該樁強(qiáng)度等級(jí)通常都在C5-C25之間。具體說來，其施工工藝流程如下：場(chǎng)地平整→樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.4m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→鉆機(jī)移位施工下一根樁。采用水泥土攪拌法加固軟土，不僅最大程度上地利用了原土條件，對(duì)周圍環(huán)境條件的影響非常小，并且可以在密集建筑群中進(jìn)行施工；根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，同鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約鋼材并降低造價(jià)。

2 水泥土攪拌樁在民用建筑地基處理中的應(yīng)用

2.1 施工機(jī)具要求

濕噴樁機(jī)必須采用專用濕噴樁機(jī)，嚴(yán)禁采用粉噴樁機(jī)改裝。鉆頭應(yīng)為雙十字鉆頭。輸送管長(zhǎng)度一般不大于60m，接頭最多不超過兩個(gè)。機(jī)械動(dòng)力應(yīng)大于45kw，鉆頭葉片三層，每片葉片寬10cm：所有的電流表、電壓表合和電腦計(jì)量裝置以及泥漿泵壓力表等裝置必須經(jīng)過計(jì)量部門的標(biāo)定認(rèn)可，對(duì)檢查合格的機(jī)組進(jìn)行編號(hào)、掛牌，要表明鉆機(jī)的編號(hào)、機(jī)長(zhǎng)、質(zhì)檢員、技術(shù)員等相關(guān)內(nèi)容。施工前丈量鉆桿的長(zhǎng)度，并標(biāo)上顯著的標(biāo)志。合理地配置水泥土攪拌樁施工機(jī)械，不僅可以大大節(jié)約原材料，還避免了人工洗管所帶來的麻煩，可以在一定程度上提升施工效率，節(jié)省施工作業(yè)時(shí)間。

2.2 施工材料要求

供噴射的水泥體對(duì)制作原料的要求極高，因此從原料進(jìn)場(chǎng)開始保證水泥的質(zhì)量就十分重要，水泥采用普通硅酸鹽水泥PO32.5，應(yīng)對(duì)廠家進(jìn)行考察、了解根據(jù)不同單樁的承載力的要求和設(shè)計(jì)強(qiáng)度，水泥的用量也有所不同，同時(shí)還要摻入適當(dāng)?shù)谋盟蛣?，并且按照施工氣候變化添加適量的外加劑，外加劑應(yīng)保證具有產(chǎn)品合格證，其滲入量應(yīng)該通過試驗(yàn)來進(jìn)行確定，施工方必須嚴(yán)格依據(jù)抗?jié)B等級(jí)要求，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)驗(yàn)室科學(xué)計(jì)算出的配合比，自動(dòng)設(shè)定好計(jì)量，才能進(jìn)行水泥體的攪拌工作。外摻劑為生石膏粉，參考摻入量占水泥重量的2%，生石膏粉中SO4含量不小于40。

2.3 施工工藝要求

2.3.1 實(shí)驗(yàn)樁施工

在水泥土攪拌樁開始施工之前，為工程施工的安全經(jīng)濟(jì)考慮，應(yīng)該進(jìn)行5根以上的實(shí)驗(yàn)樁施工，實(shí)驗(yàn)裝施工完成后兩周開始對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，借以確定日后水泥土攪拌樁施工的各種施工工藝參數(shù)，比如說設(shè)計(jì)文件中的地質(zhì)報(bào)告是否屬實(shí)，施工中是否存在易竄孔土層，混合料各性能是否能滿足要求等，并以此確定泵送混合料操作時(shí)泵量、泵壓以及鉆桿提升速度。

2.3.2 平整場(chǎng)地

為保證攪拌樁的施工質(zhì)量，即便長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)有著較強(qiáng)的場(chǎng)地適應(yīng)性，但我們還應(yīng)該對(duì)場(chǎng)地實(shí)施簡(jiǎn)單的平整處理。通常由于鉆機(jī)的自重性能要求，施工作業(yè)對(duì)原狀土強(qiáng)度不能小于50kPa，并保證施工場(chǎng)地平整性良好，場(chǎng)地表面坡度不會(huì)超過2°，針對(duì)承載力不符合規(guī)定要求的地段要采取換填素土處理。在攪拌樁開始施工以前，我們可以使用裝載機(jī)或推土機(jī)對(duì)場(chǎng)地實(shí)施清理、平整和碾壓工作，以滿足如后攪拌樁的施工需要。

2.3.3 測(cè)量放樣

場(chǎng)地平整以后，測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求開始測(cè)量放樣工作，通過使用白灰或木樁等標(biāo)志物，在施工場(chǎng)地上標(biāo)明各個(gè)施工段的所有樁位，以確保水?dāng)嚢铇妒┕みB續(xù)不間斷。

2.3.4 鉆機(jī)鉆孔與水泥噴射

施工階段還要對(duì)樁機(jī)噴漿的提升速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，灌入地基中的水泥量在施工中不可以隨意變動(dòng)，在水泥土深層混凝土攪拌樁鉆孔下沉的同時(shí)開始準(zhǔn)備漿液的制備，因?yàn)樯顚铀嗤翑嚢铇兜男纬蛇^程是鉆孔后傾倒?jié){液的過程，施工方法是在鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，將灰漿泵口打開，使?jié){液能順利按照設(shè)定的速度從灰漿口噴射而出，然后控制攪拌機(jī)械緩慢上升以形成均勻的攪拌樁。在攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r，如果碰到了較堅(jiān)硬的表土層導(dǎo)致攪拌樁下沉速度達(dá)不到預(yù)期要求是，我們可以適當(dāng)?shù)丶铀鲁?。樁端持續(xù)噴漿攪拌30秒可以使樁端阻力得到更好的發(fā)揮。水泥土土漿液一次噴射的過程并不能與周圍土壤形成緊密的結(jié)合，深層混凝土攪拌樁的形成需要經(jīng)過二次噴射攪拌才能達(dá)到預(yù)期的效果，重復(fù)攪拌的具體操作如下：當(dāng)攪拌機(jī)械第一次到達(dá)設(shè)定樁頂標(biāo)高停止操作后，關(guān)閉泵口，此時(shí)的泵中應(yīng)該正好清空，而后攪拌機(jī)下沉，重復(fù)灌漿邊噴射邊提升的過程，依照設(shè)計(jì)規(guī)范保證四次攪拌。

2.4 成樁檢測(cè)

檢測(cè)工作中較為常用的方法并非直接對(duì)復(fù)合地基的承載力實(shí)施檢測(cè)，而是對(duì)樁阻極限承載力進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)闄z測(cè)樁阻極限承載力較為安全；小應(yīng)變檢測(cè)雖然一貫作為樁身完整性的評(píng)價(jià)依據(jù)，但我們知道水泥土攪拌樁身由素混凝土構(gòu)成，在施工中很容易受到碰裂，一次即便小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果判定樁身存在裂隙，但這也不影響復(fù)合地基的荷載性能。通常，成樁檢測(cè)頻率占單樁靜載檢測(cè)總數(shù)的5‰-1%，而且所用的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)小于5個(gè)；每單位工程樁數(shù)按總數(shù)的十分之一進(jìn)行小應(yīng)變檢測(cè)，以確保攪拌樁身的完整性。

3 結(jié)論

作為民用建筑地基處理的新技術(shù)，水泥土攪拌樁樁不但施工工藝簡(jiǎn)單、擠密效果好、承載力提高幅度大等優(yōu)點(diǎn)，還能夠很好地通過攪拌法施工制成樁，共同構(gòu)成復(fù)合地基，經(jīng)過處理以后的軟土路基，不但承載力有力很大程度的提高，而且能很好地對(duì)軟土路基的沉降實(shí)施控制，給工程的施工質(zhì)量帶來諸多便利?？梢?，在我國(guó)民用建筑工程中，涉及到水泥土攪拌基施工問題已逐步趨于擴(kuò)大推廣的階段，相信在不久的將來隨著各種新技術(shù)的研發(fā)，水泥土攪拌樁施工技術(shù)在軟土地基中的應(yīng)用與發(fā)展將前景無限。

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