深層水泥攪拌樁在軟基處理施工中的應用

李輝

【摘 要】文章主要介紹了深層水泥攪拌樁在軟土地基加固處理中的技術要點并對此展開論述。

【關鍵詞】水泥攪拌樁；軟土地基；加固處理；技術要點

0.前言

建筑地基工程中深層水泥攪拌樁是通過特制的深層攪拌機在地基深層對軟土中加入水泥作為固化劑強制拌和，然后使軟土硬化，從而提高地基強度。深層水泥攪拌樁在施工時，由于產生的噪音小、污染小，很少會影響到鄰邊環(huán)境，施工上既安全又經濟，若在地質條件合適的情況下，是一種很好的地基處理形式。

1.深層水泥攪拌樁的加固原理及特點

1.1深層水泥攪拌樁的加固原理

軟土和水泥是形成深層水泥攪拌樁不可缺少的兩部分。對這兩部分進行加固的基本原理是基層水泥和軟土的物理化學反應的過程。在施工過程中，軟土首先被攪拌機切成很多大小不等的泥團，將水泥摻入其中，水泥便把泥團包裹住。而由于水泥的摻入量比較少，水泥和軟土之間就不能混合充分，這樣在水泥土中就會形成兩個區(qū)域：強度較大和水穩(wěn)性較好的水泥區(qū)和強度較低的土塊區(qū)。首先水泥和軟土表面先反應，然后慢慢的向軟土中心發(fā)展，經過很長的時間，土團內的軟土顆粒在水泥水解產物滲透的作用下，一點一點改變其性質。

1.2深層水泥攪拌樁的優(yōu)點

由于設備簡單，技術效果好，費用低等優(yōu)點，因此常被廣泛用于大范圍軟地基處理。在施工中不會產生振動、污染及噪音，不會影響到周邊環(huán)境，因此比較適合在市區(qū)施工。在施工中采用固化材料提高加固軟土的早期強度，縮短工期，由于固結屈服應力很大，在上部承重時，不會產生固結沉降。

2.深層水泥攪拌樁的應用

某一建筑工程，地下2層，地上12層，框架剪力墻結構，梁筏基礎，基礎底標高-9.90m。根據勘察單位勘察報告，場區(qū)的主要地層是由填土、粘土、淤泥質粉質粘土、粉土、粉細土、淤泥等組成。設計單位根據地質情況和工程上部結構情況，決定采用樁徑500mm，樁長7.5mm，樁間距1.0m正三角形布樁的水泥土深層攪拌樁對地基進行處理。

2.1深層水泥攪拌樁施工技術要點

深層水泥攪拌樁的施工技術要求有下面幾個要求：

（1）采用32.5R的普通硅酸鹽水泥。

（2）水灰比控制在0.45～0.5之間。

（3）每米攪拌樁摻入水泥60公斤。

（4）停漿面為平原地面。

（5）采用四噴四攪的施工工藝。

2.2施工現場準備

（1）深層攪拌樁施工現場的要求：施工場地需平整，無雜物（包括樹根、生活垃圾及建筑垃圾等）。

（2）布樁。根據設計單位設計的圖紙及要求進行放樁，布樁形式、布樁段落及樁間距，在放樁完畢后還要進行報檢，經監(jiān)理單位認可方可進行施工。

（3）水泥攪拌樁入位。為了更好的了解和控制水泥漿用量和噴漿均勻程度，選用的水泥攪拌樁要配備電腦記錄儀和打印設備。在施工前底座要用枕木墊平，懸掛上錘球，以控制好垂直度，調整卷揚機轉速。

（4）人員組成。這項工程施工需要的人員有施工負責人、技術負責人、機手、質檢員、鉆機班長、試驗員等。

（5）水泥的保管。為了防止水泥因受潮或雨水變硬，應把水泥堆放在墊有原木或塑料雨布的地方，在上面覆蓋防雨布，并配有專人巡查，入庫保存的水泥還要登記廠家、標號等。

（6）制樁試驗。施工前各個施工段要現場試制2～3條樁，以便調整樁機及其配套設備的性能，及時了解土層和樁基受力情況，確定泵漿時間、泵漿量、控制電機轉速和攪拌工藝等。

（7）懸掛標牌：明確施工負責人，水泥漿液的配比，對樁位要進行編號，開鉆、停鉆時間，樁的長度及其它參數。

2.3水泥攪拌樁的施工工藝

（1）主要工藝參數（如下表）。

（2）施工操作規(guī)范。

a.確定樁機對位，可以采用人工雙向目測法確定鉆頭對位；b.保證鉆桿的垂直度，可以利用液壓系統(tǒng)，采用鉛垂線對中法將鉆架調垂直；c.啟動壓漿泵，確定各管路暢通，無泄漏，及時排除異常，以便下沉攪拌；d.將管道內水排除后再進行正常作業(yè)；e.為保證管路暢通，噴漿正常，制漿過程中應邊噴漿，邊攪拌，邊提升連續(xù)作業(yè)，并經常觀察輸漿管脈動情況，以及有關儀表和集料斗中漿量變化。

2.4進行深層攪拌樁施工時應注意的事項

（1）定樁位時，應按規(guī)劃部門提供的現場控制坐標，放軸線，丈量樁位后再進行定位，經過監(jiān)理人員驗收合格后再進行施工。

（2）開工前或其它原因導致鉆桿長度發(fā)生鉆桿長度發(fā)生改變時，必須對鉆桿用鋼尺進行長度標定。

（3）按技術操作規(guī)范要求調直鉆架，保證莊垂直度小于或等于1.0%。

（4）樁深度不但要考慮設計深度，而且要根據實際底層變化，工作電流大小和下沉速度快慢等具體情況進行施工。如果沒有十足的把握，應及時報請現場監(jiān)理人員共同決定。

（5）攪拌頭下降到樁頭時，原位旋轉噴漿時間至少需30秒鐘。

（6）攪拌速度不變時，通過提高注漿泵電動機轉速增加水泥漿噴入量，從而確保水泥土強度滿足設計要求。

（7）制備好的漿液不能離析，必須連續(xù)泵送。按施工配合比計算出每桶加水量、水泥量及外摻劑量，準確加料，均勻攪拌，時間至少要3分鐘。

（8）每個攪拌樁中水泥的摻入量：每噴攪一次的耗漿量可以根據標定的泵漿量、攪拌的次數和樁的長度來計算。若不符合設計要求，就在下次噴攪中進行相應的調整，直到每米耗漿量符合設計要求為止。

（9）在對攪拌機進行預攪下沉時，不能沖水，若遇到硬土層不能下沉時，則可以加適量沖水。

（10）最后提升攪拌時應采用不大于0.5m/min的速度提升，不能過快，當噴漿口達到樁頂標高時，應停下來提升，攪拌數秒鐘。

（11）斷漿的處理方法。若因停電或機械故障引起噴漿中斷，應及時記錄中斷的深度。并在12h內采取補噴措施，將補噴情況記錄在施工日志中。補噴重復的地方不應小于100cm，若超過12h，就應該采取補樁措施。

（12）接樁的處理方法。要在24h內完成樁與樁之間的連接，若不能在這個時間內完成，就應該采取補樁處理。

（13）施工記錄。在施工中，應有專人及時記錄施工情況，內容要詳盡。其記錄的內容主要包括拌制漿液的罐數，泵送時間、水泥用量、攪拌機每米提成及下沉時間、樁的垂直度和樁的深度等。為了避免出現漏樁現象，在每根攪拌樁施工完后應馬上在施工圖中做出標記。

2.5樁基的檢測方法

（1）在成樁七天后，要先把樁頭挖出，其深度要超過停漿面以下500mm，用目測查看攪拌是否均勻，測量成樁的直徑，然后檢查總樁數的5%，本項目檢查的數量為125根，其檢測結果為全部合格。

（2）對樁體進行均勻性檢查時采用輕型動力觸探方式（N10），其檢查數量至少要占總樁數的1%.本項目檢查數量為25根，其中一類樁18根，二類樁7根，沒有三、四類樁。

（3）在成樁28天后，應對基槽進行開挖，進行水泥土深層攪拌樁的13組單樁荷載試驗和13組復合地基荷載試驗，其承載力應全部滿足設計要求。荷載-沉降P-S曲線都以圓滑形的形式出現，沒有明顯特征，也沒有明顯陡降段；沉降-時間S-LG曲線業(yè)也無明顯下彎現象，所有樁體在試驗范圍內并無破壞現象。

（4）采用雙管單動取樣器鉆芯取樣8根，樁體通常水泥土攪拌應均勻，檢驗芯樣抗壓強度的平均值要大于2.5MPa，這些措施都是為了保證樁體的質量。

3.結語

選用攪拌樁對該工程進行地基處理，不僅對地基土的加固效果好，而且質量穩(wěn)定。從而說明，水泥土攪拌樁是一種成熟的地基處理技術，該技術具有工程造價低、處理效果好、質量易控制、周期較短、施工工藝手環(huán)境制約少的特點。尤其是在軟土場地施工中具有很高的推廣價值。 [科]

【參考文獻】

[1]徐奇.深層攪拌樁在水工構筑物中的運用[J].山西建筑，2009，35（1）.

[2]楊孝全.水泥深層攪拌樁的施工技術[J].工程建設與設計，2009.

[3]鄭信榮.水泥深層攪拌樁在軟基處理施工中的應用與質量控制.福建建材，2011.