釘形雙向攪拌樁在高速公路軟基處理中的應用

許 剛 王曉飛

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230008)

釘形雙向攪拌樁在高速公路軟基處理中的應用

許 剛 王曉飛

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230008)

以安徽省某高速公路軟基處理為例，介紹了釘形雙向攪拌樁處理工藝在該工程中的實踐應用，歸納總結了釘形雙向攪拌樁的施工工藝流程，并通過對成樁檢測結果的分析，驗證了雙向攪拌樁的處理效果，可為類似工程提供參考借鑒。

釘形雙向攪拌樁，軟基，復合地基

1 概述

釘形雙向攪拌樁主要是對成樁設備進行了一定的改造，由動力系統(tǒng)帶動內外兩組攪拌葉片同時正反向攪拌，同時還可以通過葉片的伸縮，使樁身截面根據需要調整大小。本文應用該工藝的項目在安徽省馬鞍山和縣境內，位于長江北側，地貌單元為沿江平坦(低)平原區(qū)，地面標高一般在6.0 m～12.0 m之間。路基填土高度為3.0 m～9.0 m。雙向攪拌樁施工段落為K82+870～K83+030，軟土層厚6 m～8 m,表層覆有4 m～5 m粉質粘土。軟土天然含水量35.9%～54.4%，天然孔隙比1.035～1.524，液限指數0.97～1.53，壓縮系數0.52 MPa-1～0.91 MPa-1,標準貫入錘擊數2.0擊～3.0擊，承載力基本容許值為50 kPa～80 kPa,極限摩阻力標準值為15 kPa～20 kPa,軟土承載力低，工程性質差，具有低承載力和高壓縮性等特點。軟土滲透性較差，為弱透水性。

2 布樁方案與施工參數

經計算，設計采用釘形雙向攪拌樁處理該段軟土，樁長10 m，下部樁長5 m，樁徑為0.5 m，上部樁長為5 m，樁徑1 m，樁間距為2.4 m(見圖1～圖3)。為保證應力更好的均勻分布，在樁頂設置

30 cm厚碎石墊層。經現場樁位布置，共71排，43列～51列。在全面施工前，選取代表段落進行試樁，最終決定取第51排～53排、34列～41列作為試樁研究。

雙向攪拌樁加固材料選用32.5級以上復合水泥，施工時決定采用盤固牌P.C32.5級復合水泥。樁底分別穿透軟土層進入粉土、粉質粘土、軟土地質，將軟土層全部加固，形成復合地基，樁基樁位布置形式采用正三角形布置。試樁時根據實驗室配比采用水泥摻量15%及水灰比0.46，0.48，0.5進行試樁，最終確定釘形雙向攪拌樁施工最佳水灰比摻量和最佳水灰比以滿足雙向攪拌樁試驗檢測要求。施工技術參數見表1，主要設備參數如表2所示。

表1 施工技術參數

表2 主要設備參數

3 成樁檢測

1)成樁7 d后，采用淺部開挖觀察樁體成型和攪拌均勻程度，并可檢驗樁身直徑，做好記錄，同時采用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，根據輕便觸探擊數用對比法判斷樁身強度，檢查釘形雙向攪拌樁12根。

2)成樁28 d后在指定樁體的不同部位(樁頭、樁身及樁底)鉆孔取芯。其中釘形雙向攪拌樁取芯位置除在樁中心位置取芯外還在擴大頭邊部進行取芯，取芯長度為樁長+1 m(釘形樁中心取芯11 m,擴大頭邊部取芯5 m)，通過芯樣對樁長、擴大頭長度、強度、均勻性等綜合評價。

取芯后芯樣進行無側限抗壓強度試驗，取樣數量為全部試樁數量，要求7 d齡期強度qu≥0.8 MPa，28 d齡期強度qu≥1.6 MPa，90 d齡期強度qu≥2.4 MPa。

3)成樁28 d及樁身強度滿足荷載試驗條件后，進行雙向攪拌樁復合地基承載力檢測。復合地基承載力檢測包含復合地基靜載試驗和單樁載荷試驗。復合地基承載力需大于150 kPa，單樁載荷承載力應滿足設計值要求。

4 施工工藝流程

釘形雙向攪拌樁上部及下部均采用兩噴四攪，按以下施工順序實現:

釘形雙向攪拌樁施工工藝：地上、地下清障、地面整平碾壓→施工放樣→攪拌樁機定位調平→配制水泥漿→切土噴漿攪拌下沉→縮徑噴漿攪拌下沉→提升攪拌→擴徑提升攪拌→擴徑攪拌噴漿下沉→縮徑噴漿攪拌下沉→提升攪拌→移至下一根樁。

釘形雙向攪拌樁施工工藝流程圖見圖4。

5 成樁檢測結果

成樁28 d后，對樁體不同部位進行了取芯，大部分芯樣較完整、連續(xù)、紋理清晰，呈長、短柱狀，攪拌基本均勻。少量樁在中間

部位水泥攪拌不均勻，夾水泥結核。取芯后對每根樁樁頭、樁身及樁底分別取樣進行強度試驗，在深度1 m～2 m范圍內，無側限抗壓強度最大值3.9 MPa，最小值1.5 MPa，平均值2.8 MPa。在深度4 m～7 m范圍內，無側限抗壓強度最大值2.8 MPa，最小值1.1 MPa，平均值1.8 MPa。在深度8 m～10 m范圍內，無側限抗壓強度最大值2.1 MPa，最小值1 MPa，平均值1.4 MPa。

復合地基試驗從試驗開始加載至300 kPa，歷時90 min本級沉降3.2 mm～4.3 mm，累計沉降量9.5 mm～14.2 mm，卸載至0時殘余沉降量3 mm～7.5 mm，回彈率47%～65%。根據《建筑地基處理技術規(guī)范》取s/b=0.06所對應的荷載確定單樁復合地基試驗的承載力，試樁的單樁復合地基承載力在215 kPa～250 kPa之間。

根據我省其他項目攪拌樁施工數據，一般攪拌樁在深度1 m～2 m范圍內，無側限抗壓強度最大值2.8 MPa，平均值2.2 MPa。在深度4 m～7 m范圍內，無側限抗壓強度最大值1.6 MPa，平均值0.7 MPa。在深度8 m～10 m范圍內，無側限抗壓強度最大值0.8 MPa，平均值0.6 MPa。由此可見，總體相比而言，雙向攪拌樁比一般攪拌樁強度要高，成樁質量效果明顯。

6 結語

1)與一般水泥土攪拌樁施工工藝相比，釘形雙向攪拌樁工藝同樣簡便，僅在原有水泥攪拌樁施工設備上簡單改造即可。雙向攪拌施工工藝比一般攪拌工藝更能使水泥土攪拌均勻，成樁效果有明顯的改善，樁強度明顯提高。2)釘形攪拌樁采用上下不同直徑的樁型式，一方面充分利用復合地基中上部附加應力，提高樁的承載能力，另一方面使得下部水泥用量大大減小，有效節(jié)省材料用量，節(jié)約造價，充分體現樁身結構的優(yōu)越性。3)目前該樁形成復合地基的沉降、位移等數據暫未收集，對路基整體效果尚未進行對比論證。且該工藝作為一項新型的地基加固方法，對其加固機理尚需更多的工程實踐。

[1] 劉松玉，鐘文華.釘形樁成樁的工藝方法：CN200310106224.2.2005.

[2] 李仁民.釘形水泥土雙向攪拌樁施工技術及應用.建筑施工，2007(4)：11-12.

[3] 朱志鐸，劉松玉，席培勝，等.釘形水泥土雙向攪拌樁加固軟土地基的效果分析.巖土力學，2009(7)：2063-2068.

Application of nail-style double-direction mixing pile in soft highway foundation treatment

Xu Gang Wang Xiaofei

(AnhuiTrafficPlanning&DeignInstituteHeadquarterCo.,Ltd,Hefei230008,China)

Taking the soft highway foundation treatment in Anhui province as an example, the paper introduces the practical application of nail-style double-direction mixing pile processing technology in the engineering, and summarizes its construction technology procedures. Through analyzing pile-formed detection results, it proves the processing effect of double-direction mixing piles, which has provided some guidance for similar engineering.

nail-style double-direction mixing pile, soft foundation, composite foundation

2015-09-14

許 剛(1987- )，男，工程師； 王曉飛(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0083-02

TU472.36

A