雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)及應(yīng)用

張 玲

(中鐵十局六公司，210015)

雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)及應(yīng)用

張 玲

(中鐵十局六公司，210015)

雙向水泥土攪拌樁技術(shù)能夠克服水泥土攪拌樁的技術(shù)問題，保障成樁質(zhì)量，其使用范圍越來越廣，并取得了良好的效果。文章簡要介紹了雙向水泥土攪拌樁技術(shù)，希望能夠促進雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)的不斷推廣。

雙向水泥土攪拌樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1.傳統(tǒng)水泥土攪拌樁施工的常見問題

水泥土攪拌樁施工的優(yōu)點有振動小、速度快、施工便利等，能夠使軟土地基的穩(wěn)定性得到提高，并對其沉降量進行有效的控制。然而由于不合理的成樁工藝和施工機械設(shè)備，加之施工操作的不規(guī)范，對樁身全長的質(zhì)量檢測的手段落后，造成了施工質(zhì)量的下降。樁體的強度會受到樁體攪拌不均勻、沿樁體垂直分布的水泥漿不均勻等因素的影響。傳統(tǒng)雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)具有較小的有效處理深度和樁長，對其應(yīng)用范圍造成了束縛，當(dāng)深度達到7米之后該技術(shù)的優(yōu)勢就難以發(fā)揮。雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)具有較低的工效，施工時需要四攪兩噴。

2.雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)

所謂的雙向水泥土攪拌樁技術(shù)指的是通過在雙向水泥土攪拌樁機外同心桿和內(nèi)同心桿的攪拌葉片上分別安裝動力系統(tǒng)，使其能夠同時從兩個方向?qū)λ嗤吝M行攪拌的技術(shù)[1]。

2.1 雙向水泥土攪拌樁機

通過改進傳統(tǒng)水泥土攪拌樁成樁機械的鉆頭、鉆桿和動力傳動系統(tǒng)，設(shè)計了雙向水泥土攪拌樁機。將反向旋轉(zhuǎn)葉片安裝在外鉆桿上，將噴漿口和正向旋轉(zhuǎn)葉片安裝在內(nèi)鉆桿上，并使用同心雙軸鉆桿和雙向動力傳動系統(tǒng)來進行正反兩個方向的旋轉(zhuǎn)。

在施工的過程中通過外鉆桿葉片來進行壓漿，上下兩組葉片能夠?qū)λ酀{進行控制，使其不能上冒，從而使樁體中的水泥漿摻入量得到了保障，并能夠分布均勻。這樣能夠?qū)嚢铇都捌渖顚拥馁|(zhì)量進行保障。

2.2 雙向水泥土攪拌樁的鉆頭技術(shù)要求

一般情況下鉆頭葉片的厚度為25至30毫米，寬度為80至100毫米，只有這樣才能保障水泥土攪拌樁的均勻。在攪拌的過程中，對攪拌均勻造成直接影響的就是鉆頭葉片的傾角，因此鉆桿與葉片之間的傾角應(yīng)該為10度至20度，如果是沙性土可以將夾角調(diào)小。為了避免“糊鉆”現(xiàn)象，攪拌鉆頭葉片之間的間距一般在20至40厘米左右。在內(nèi)鉆桿葉片的三分之二處設(shè)置噴漿口，并根據(jù)現(xiàn)場測定的情況來設(shè)置噴漿的大小[2]。

實驗證明，在水泥土樁的任意一點使用雙向水泥土攪拌樁機進行20次以上的攪拌，能夠取得最好的施工效果。施工時要保障鉆桿的下降速度、提升速度和回轉(zhuǎn)數(shù)，鉆頭翼片與攪拌軸的垂直夾角、寬度和枚數(shù)都符合相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。

（3）根據(jù)工程實際情況，采用合適的經(jīng)濟手段，對那些有較大貢獻的人員，應(yīng)給予獎勵，即引入獎懲機制，提高施工和管理人員的積極主動性。

2.3 雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)的施工工藝

在施工時首先要進行放線和定位工作，使用方形或梅花形來布置雙向水泥土攪拌樁。進而就位樁機，將攪拌機移動到制定位置，并進行安裝和對中。第三，進行切土下沉，也就是將攪拌機啟動，沿著導(dǎo)向架使用攪拌機進行切土，并使用灰漿泵來噴射水泥漿液，進行10秒以上的樁底持續(xù)噴漿攪拌。最后，就行提升攪拌，將灰漿泵關(guān)閉，提升攪拌機。

2.4 水灰比和水泥摻入

要根據(jù)單樁的承載力來確定雙向水泥土攪拌樁水泥摻入比，以被加固濕土質(zhì)量的百分之十五左右為宜。如果水泥摻入量在百分之七以下，則會影響水泥土的強度。在百分之二十二的范圍內(nèi)，水泥土強度隨著水泥摻入比的增加而增加。根據(jù)工藝性試樁將水泥漿液的水灰比確定下來，以0.5至0.6為宜。如果溫度較高、樁徑較大時可以取大值。水灰比不能小于0.45，也不能大于0.7，否則會影響成樁的質(zhì)量，并造成施工的困難[3]。

2.5 雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)的適用地質(zhì)

在進行軟弱地基的處理時往往使用雙向水泥土攪拌樁技術(shù)，包括無流動地下水的松散砂土、軟粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土和淤泥等。在使用雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)對具有腐蝕性的地下水、塑性指數(shù)超過25的粘性土、有機質(zhì)土和泥炭土進行處理時要先進行現(xiàn)場試驗。一些特殊土質(zhì)會影響雙向水泥土攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用。例如有機質(zhì)含量較高的軟土和泥炭土中的有機質(zhì)會對水泥水化過程進行延緩，從而對水泥土的結(jié)構(gòu)形式進行破壞，使水泥土的強度降低。粘性土的塑性指數(shù)過大也會造成“糊鉆”。如果地下水中的硫酸鹽含量過高，水泥會與硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)，形成結(jié)晶性侵蝕，造成水泥土的崩解和開裂。

3.雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工藝性試樁

工藝性試樁的目的在于用科學(xué)的技術(shù)參數(shù)來指導(dǎo)施工，保障施工的質(zhì)量，工藝性試樁的主要內(nèi)容有以下幾點：要計算水灰比和水泥摻入量，據(jù)此來對單樁對噴漿量以及其他技術(shù)參數(shù)制定出來，例如進入持力層電流、攪拌機轉(zhuǎn)速、噴漿壓力、鉆桿提升和下沉速度、鉆進速度等。要對提升和下沉的阻力情況進行掌握，將合適的攪拌葉片的傾角和寬度、電機功率以及攪拌鉆頭形式選擇出來。要對室內(nèi)實驗的水灰比和配合比進行檢驗，確定是否需要添加外加劑。對復(fù)合地基的承載力進行檢驗，并在同一工程地質(zhì)條件下至少進行3根工藝性試樁。

3.2 控制施工質(zhì)量

首先，在配制水泥漿液時要嚴(yán)格按照配合比，不要將制備好的漿液擱置超過兩小時，先對其進行加篩和過濾，再倒入存漿桶，以免泵體受到結(jié)塊漿液的損壞。必須配備專人對漿液拌制現(xiàn)場進行記錄，記錄內(nèi)容包括停漿面、噴漿深度和送漿的時間等等，從而對水泥漿液的噴入量和噴入深度進行保障。要對鉆機內(nèi)外桿的速度、鉆機提升和下沉的速度進行控制，使水泥漿液能夠與破碎的土體進行拌合。要確保攪拌樁機的導(dǎo)向架和底盤水平的垂直，將其樁位偏差控制在50毫米以內(nèi)，垂直度偏差控制在百分之一以內(nèi)。

3.3 處理常見的施工問題

①處理樁頂部位的問題。樁頂?shù)膯栴}主要是蜂窩狀土層，處理方法為挖除樁頂質(zhì)量較差的部分，或者對其進行人工修整和二次噴漿攪拌。

②處理施工間斷問題。如果由于突發(fā)狀況不能進行連續(xù)供漿，要將攪拌機鉆頭退到停漿前的1米處，避免缺漿或斷樁。如果需要半小時以上的停機檢查，為了避免鉆桿內(nèi)水泥漿的硬化，要沖洗鉆桿，并每隔半小時轉(zhuǎn)動一次轉(zhuǎn)桿，以免出現(xiàn)內(nèi)外鉆桿抱死的現(xiàn)象。

③處理“糊鉆”。“糊鉆”的產(chǎn)生主要是土質(zhì)的含水量過小、塑性指數(shù)過大造成的，這就會造成在樁體的單位體積內(nèi)鉆桿和鉆頭占有較大的以及比例，難以均勻的攪拌水泥漿和土體。其處理辦法為適當(dāng)增大樁徑、對鉆桿和葉片之間的夾角以及水灰比進行調(diào)整、使攪拌葉片之間增大距離等。

④處理局部密實土質(zhì)。密實土質(zhì)指的是含水量較小的硬塑粘性土和厚度較大、標(biāo)貫擊數(shù)較大的砂性土，這些土質(zhì)不適合使用雙向水泥攪拌樁施工技術(shù)，應(yīng)該調(diào)整施工方案，選擇其他的施工技術(shù)。

4.結(jié)語

總而言之，雙向水泥土攪拌樁施工技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)水泥土攪拌樁施工技術(shù)的不足，使成樁效果得到顯著的提高，對成樁的質(zhì)量進行保障。這樣一來，在軟弱地基的處理中就可以廣泛的使用雙向水泥土攪拌施工技術(shù)，發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢。與此同時雙向水泥土攪拌施工技術(shù)還具有操作便利、易于推廣的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]李兵. 水泥土雙向攪拌樁在上海S32高速公路軟基加固中的應(yīng)用研究[J].公路工程. 2010(04)

[2]劉松玉. 釘形攪拌樁與常規(guī)攪拌樁加固軟土地基的對比研究[J]. 巖土工程學(xué)報. 2011(07)

[3]李仁民. 釘形水泥土雙向攪拌樁施工技術(shù)及應(yīng)用[J]. 建筑施工. 2011(04)

TU75

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1007-6344（2015）06-0291-01