雙向水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用探討

殷培南++徐旭東++盧玉華

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在處理邊坡和軟土地基問題時(shí)，常常采用單向水泥攪拌樁技術(shù)。而近年來在單向水泥攪拌樁的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了一種性能更佳、更利于控制施工質(zhì)量的雙向水泥攪拌樁。本文首先比較了單向水泥攪拌樁與雙向水泥攪拌樁的工作原理、施工工藝，同時(shí)，最后得出結(jié)論：在設(shè)計(jì)參數(shù)相同和工程地質(zhì)條件相同的基礎(chǔ)下，雙向攪拌樁技術(shù)有很好的經(jīng)濟(jì)性和適用性，節(jié)約成本、節(jié)省施工時(shí)間、質(zhì)量穩(wěn)定，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：雙向 水泥攪拌樁技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（c）-0051-01

近年來在單向水泥攪拌樁的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了一種性能更佳、更利于控制施工質(zhì)量的雙向水泥攪拌樁，這種施工方法具有較好的綜合社會效益和綜合經(jīng)濟(jì)效益，在施工中不會影響到相鄰建筑物、不污染環(huán)境、不排污、無振動、無地面隆起、無噪聲。本文就雙向水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 單向水泥攪拌樁與雙向水泥攪拌樁的工作原理

1.1 單向水泥攪拌樁工作原理

利用特制的鉆孔攪拌機(jī)械來鉆井鉆桿至設(shè)計(jì)土層深度，然后再灌入30 s的水泥漿液，將固化劑水泥與軟土在地基深處進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，最后使得二者產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，硬化后形成具有一定強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、整體性的優(yōu)質(zhì)地基（固結(jié)體—水泥攪拌樁）。

1.2 雙向水泥攪拌樁工作原理

改進(jìn)現(xiàn)行鉆孔攪拌機(jī)械的鉆頭、鉆桿及動力傳動系統(tǒng)，鉆桿采用同心雙軸鉆桿，將反向旋轉(zhuǎn)葉片安裝在外鉆桿上，將正向旋轉(zhuǎn)葉片按照在內(nèi)鉆桿上，并設(shè)置噴漿口，通過正反向旋轉(zhuǎn)葉片來雙向攪拌水泥土，還可以通過壓漿作用來控制水泥漿冒漿問題，保證水泥漿在樁體中能夠攪拌均勻、均勻分布，確保成樁質(zhì)量。

2 單向水泥攪拌樁與雙向水泥攪拌樁的施工工藝

2.1 單向水泥攪拌樁的施工工藝

（1）定位：做好施工平臺后放樣定位，攪拌樁機(jī)定位，設(shè)備保持水平，鉆頭對準(zhǔn)樁位；（2）制備水泥漿：水泥漿的配合比由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來定，水泥漿應(yīng)該在壓漿前就倒入集料中；（3）下沉噴漿攪拌：放松起重機(jī)鋼絲繩，將攪拌機(jī)電機(jī)啟動，沿導(dǎo)向架鉆桿攪拌機(jī)開始向下對切土進(jìn)行攪拌（由電機(jī)電流來監(jiān)測控制下沉速度，電機(jī)工作電流不超過70A），若在施工過程中，發(fā)現(xiàn)攪拌機(jī)下沉速度太慢，那么為了利于鉆進(jìn)，應(yīng)該從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水。（4）提升噴漿攪拌：當(dāng)攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后停止下沉，水泥漿利用灰漿泵壓入地基中，邊旋轉(zhuǎn)邊噴漿，然后提升攪拌機(jī)至預(yù)定的停漿面，提升速度要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來確定。（5）清洗：將適量清水注入集料斗，然后將灰漿泵開啟，緊接著將全部管路中殘存的水泥漿清洗干凈，同時(shí)，還應(yīng)該清理干凈粘附在攪拌頭的松軟土。（6）移位：將攪拌機(jī)關(guān)閉，然后將攪拌機(jī)移動至下一樁位。

2.2 雙向水泥攪拌樁的施工工藝

（1）定位：做好施工平臺后放樣定位，攪拌樁機(jī)定位，設(shè)備保持水平，鉆頭對準(zhǔn)樁位，鉆機(jī)主軸垂直度誤差不得過大，通常不超過1%。（2）制備水泥漿：首先將攪拌樁機(jī)下沉一定深度之后，然后再拌制水泥漿，水泥漿配合比由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來定。（3）鉆進(jìn)噴漿：攪拌機(jī)電機(jī)的啟動應(yīng)該在攪拌機(jī)冷卻水循環(huán)正常后，沿導(dǎo)向架鉆桿攪拌機(jī)開始向下對切土進(jìn)行攪拌；同時(shí)，將送漿泵開啟之后，將水泥漿噴在土體上，通過正反向旋轉(zhuǎn)葉片雙向攪拌水泥土，直到設(shè)計(jì)深度。（4）攪拌、噴漿提升：當(dāng)攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后停止下沉，為了使得能夠充分?jǐn)嚢杈鶆驑抖怂嗤?，?yīng)該繼續(xù)攪拌30 s。然后提升攪拌機(jī)至預(yù)定的停漿面，提升速度要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來確定，正反向旋轉(zhuǎn)葉片雙向繼續(xù)攪拌水泥土，以免堵塞噴漿口。（5）復(fù)攪復(fù)噴：有效樁長的樁身段應(yīng)該復(fù)攪復(fù)噴，目的在于提高樁身水泥土強(qiáng)度，并且實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢?。?）清洗：將適量清水注入集料斗，然后將灰漿泵開啟，緊接著將全部管路中殘存的水泥漿清洗干凈，同時(shí)，還應(yīng)該清理干凈粘附在攪拌頭的松軟土。（7）移位：將攪拌機(jī)關(guān)閉，然后將攪拌機(jī)移動至下一樁位。由于雙向水泥攪拌樁上部結(jié)構(gòu)與頂部結(jié)構(gòu)的部分接觸受力較大，為了提高該部分的強(qiáng)度，應(yīng)該在樁頂1.0～1.5 m范圍內(nèi)再增加一次輸漿。

3 雙向水泥攪拌樁技術(shù)的質(zhì)量控制

3.1 確保加固強(qiáng)度和均勻性

斷漿現(xiàn)象不得出現(xiàn)在壓漿階段，如果不得已，在成樁過程中斷漿，那么恢復(fù)供漿時(shí)，在斷漿面搭接不小于0.5 m噴漿攪拌施工。同時(shí)，對攪拌提升速度和噴漿速度嚴(yán)格控制，按試驗(yàn)確定的參數(shù)及設(shè)計(jì)噴漿量、樁數(shù)、樁長、樁位進(jìn)行施工，此外，還要有專門的監(jiān)測儀器來自動記錄攪拌深度和噴漿量。

3.2 保證垂直度

要密切注意導(dǎo)向架對地面的垂直度，成樁樁長、成樁直徑不得小于設(shè)計(jì)值，樁位偏差不得大于5 cm，攪拌樁垂直偏差不得超過110%。

4 實(shí)例分析

在沿海高速公路某段做了1600根總長12800 m的雙向水泥攪拌樁及單向水泥攪拌樁試驗(yàn)。雙向攪拌樁28天后進(jìn)行的取芯強(qiáng)度和承載力檢測數(shù)據(jù)明顯高于單向攪拌樁。具體數(shù)據(jù)見表1，單向攪拌樁與雙向攪拌樁主要技術(shù)參數(shù)見表2，雙向攪拌樁主要技術(shù)參數(shù)均要優(yōu)于單向攪拌樁。

5 結(jié)論與建議

（1）與單向水泥土攪拌樁相比，雙向水泥土攪拌樁受力合理、受到擾動較小、節(jié)省造價(jià)、工作效率較高，且改造方便，只需要在現(xiàn)有的單向水泥土攪拌樁機(jī)械上適當(dāng)改造即可。（2）與單向水泥土攪拌樁相比，雙向水泥土攪拌樁施工所產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力明顯更小，還能夠通過壓漿作用來控制水泥漿冒漿問題，有效地確保水泥攪拌樁的質(zhì)量。（3）總之，在設(shè)計(jì)參數(shù)相同和工程地質(zhì)條件相同的基礎(chǔ)下，雙向攪拌樁技術(shù)有很好的經(jīng)濟(jì)性和適用性，節(jié)約成本、節(jié)省施工時(shí)間、質(zhì)量穩(wěn)定，值得推廣應(yīng)用。

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