水泥攪拌樁施工技術(shù)在水利工程施工過程中的應(yīng)用

吳振海

摘 要：正在軟土地基上所建水工建筑物就必須對(duì)軟基進(jìn)行加固處理。因而一般采用樁基礎(chǔ)，加大基礎(chǔ)承載力的方法。水泥攪拌樁是最常用的軟基處理方式。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)水泥攪拌樁施工前、施工過程中質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行探討，并對(duì)實(shí)際工程水泥攪拌樁施工后的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，以確保工程的安全可靠。

關(guān)鍵詞：軟土地基；水泥攪拌樁；質(zhì)量控制

前言：水泥土攪拌樁是指利用水泥等材料作為固化劑，經(jīng)過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土與固化劑強(qiáng)制攪拌，由固化劑與軟土間產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土加固體。

1、試樁

在正式施工前要進(jìn)行試樁。試樁不少于5根，且必須待試樁成功后方可進(jìn)行水泥攪拌樁的正式施工。試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數(shù)、確定水泥漿的水灰比、泵送時(shí)間、泵送壓力、攪拌機(jī)提升速度、下鉆速度以及復(fù)攪深度等參數(shù)；確定灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間；確定攪拌下沉、提升速度和重復(fù)攪拌下沉、提升速度；確定噴漿壓力；鉆進(jìn)、提升阻力情況及特殊情況施工處理措施等，檢驗(yàn)施工設(shè)備及選定的施工工藝。

2、施工準(zhǔn)備

2.1施工場(chǎng)地

（1）攪拌樁施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整，考慮到攪拌樁頂空樁，并且樁頂端質(zhì)量較差之故。將場(chǎng)地平整至高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm。將來基坑開挖時(shí)，將攪拌樁頂端施工質(zhì)量較差的樁段用人工挖除。局部不平整的已挖填到位。清除樁位處地上、地下一切障礙（包括大塊石、樹根和生活垃圾等）。場(chǎng)地低洼時(shí)應(yīng)回填粘土，不得回填雜土。開挖臨時(shí)截、排水溝，施工用電使用高壓電，施工現(xiàn)場(chǎng)放置備用發(fā)電機(jī)，以備停電時(shí)連續(xù)施工。

（2）開挖臨時(shí)截、排水溝，施工用電使用高壓電，施工現(xiàn)場(chǎng)放置備用發(fā)電機(jī)，以備停電時(shí)連續(xù)施工。

2.2、測(cè)量放樣：首先用全站儀（或經(jīng)緯儀）準(zhǔn)確地放出施工段落的起始樁位及邊線位置，再用鋼尺量距定出樁位，現(xiàn)在已放樣完畢，各樁位均插木樁并灑白灰點(diǎn)以作標(biāo)記，對(duì)樁位進(jìn)行編號(hào)，并注明該段落加固深度，交監(jiān)理審核。

2.3、原材料的質(zhì)量控制

（1）水泥（固化劑）質(zhì)量是關(guān)鍵，所用水泥品種和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。水泥進(jìn)場(chǎng)之前，必須抽樣做安定性試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)z砂強(qiáng)度等指標(biāo)，合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用。進(jìn)場(chǎng)水泥數(shù)量應(yīng)能滿足施工進(jìn)度的要求，不合格或過期、受潮、硬化、變質(zhì)的水泥拒絕進(jìn)場(chǎng)使用。

（2）施工用水采用水質(zhì)良好的水，礦化度小于0.3g/L.水中的侵蝕CO3含量不超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥不具侵蝕性。

2.4、鉆機(jī)檢查準(zhǔn)備

開鉆前，在鉆機(jī)上標(biāo)注明顯的尺寸標(biāo)記，以掌握鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度，并進(jìn)行空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，噴漿機(jī)輸料管道是否暢通，確保試樁過程中各種機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱經(jīng)過標(biāo)定，不合格的儀表進(jìn)行更換。樁機(jī)鉆架垂直的兩個(gè)面上各設(shè)置一個(gè)2.0 kg 重的吊線錘，并畫上垂直線，以便控制垂直度。

3、施工工藝

（1）、工藝流程：（四攪兩噴）

樁位放樣鉆機(jī)定位制備漿液噴攪鉆進(jìn)噴攪提升重復(fù)攪拌成樁移位。

（2）、施工工法：

1）鉆機(jī)定位

檢查鉆頭直徑，連接好輸漿管路，檢查主機(jī)各部位間連接情況及水泥漿攪拌罐、輸送泵是否正常，做好必要的調(diào)整和緊固工作。將樁機(jī)移到指定位置，使鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位，誤差不大于50mm。鉆機(jī)就位后進(jìn)行鉆機(jī)調(diào)平：調(diào)節(jié)液壓支腿，調(diào)整樁機(jī)平臺(tái)，使之水平，前后用水平尺控制，左右用鉛錘控制。保證鉆機(jī)垂直度偏差不超過0.5%。

2）制備漿液

水泥采用固化劑強(qiáng)度等級(jí)為42.5Mpa的普通硅酸鹽水泥，水泥漿必須攪拌均勻，水泥漿每次攪拌時(shí)間不少于3分鐘，按水泥漿液比重1.84kg/L，隨時(shí)檢測(cè)水泥漿液比重，控制水灰比為0.50。備好的漿液要不停地?cái)嚢?，使其均勻穩(wěn)定，并將漿液倒入集料斗備噴。

3）噴攪鉆進(jìn)

開動(dòng)灰漿泵，出口壓力保持0.4～0.6MPa，證實(shí)漿液從噴嘴噴出時(shí)啟動(dòng)樁機(jī)向下旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，下沉速度≤1.0m/min。根據(jù)鉆桿標(biāo)記確定鉆進(jìn)到達(dá)地面下20cm開始噴漿，并在樁底噴漿攪拌30秒，進(jìn)行磨樁端。

4）噴攪提升

攪拌機(jī)邊噴漿邊提升攪拌，提升速度與噴漿量嚴(yán)密銜接，提升速度暫定≤0.8m/min。直至超出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.3m（將來人工挖除）停噴。

5）重復(fù)攪拌

為使已噴入土中的水泥漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆?，再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中（地面以下樁長(zhǎng)的1/3且不小于5m的范圍），進(jìn)行復(fù)攪復(fù)拌。

6）成樁移位

成樁后移位，重復(fù)上述一至五步驟，進(jìn)行下一根樁的施工。

4、施工控制

（1）、施工要點(diǎn)

1）嚴(yán)格控制樁的平面位置、樁徑的凈尺寸和樁的垂直度，開挖時(shí)隨時(shí)檢查，出現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。

2）漿體拌制后應(yīng)有防止其發(fā)生離析的措施，并保證在2小時(shí)內(nèi)使用完，否則降低標(biāo)號(hào)使用，拌制水泥漿的罐數(shù)、水泥用量、泵送時(shí)間等均安排有專人記錄；

3）水泥漿入泵時(shí)必須過篩，以保證水泥漿中的集料粒徑最大不超過0.5cm，，防止堵塞管道。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)，提升過程中始終保持送漿連續(xù)，中間不得間斷，使注漿泵出口壓力保持在0.4Mpa，如遇到漿液硬結(jié)堵管，立即拆卸輸漿管道，清洗干凈。

4）每次鉆進(jìn)、提鉆噴漿時(shí)在樁底部停留30秒，進(jìn)行磨樁端。

5）施工中因故停漿時(shí)，須將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下1m，待恢復(fù)供漿時(shí)再攪拌提升；

6）當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止提升，攪拌30秒，以保證樁頭均勻密實(shí)；

7）必須做好每一根樁的施工原始記錄。

8）為了確保樁體每米的水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，鉆機(jī)配備電腦記錄儀。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配備水泥漿比重測(cè)定儀，以備監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時(shí)抽查檢驗(yàn)水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計(jì)與施工要求。

9）停鉆施工時(shí)開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存水泥漿，直至基本干凈，把粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈，以免水泥凝固堵塞管路。

10）對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)不合格的樁不超過兩個(gè)小時(shí)在原位采用同等水泥量復(fù)打或工后不合格的樁在旁邊復(fù)打。

（2）、施工過程檢驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)人員認(rèn)真填寫施工記錄，記錄內(nèi)容為：施工樁號(hào)、施工日期、天氣情況；噴漿深度、停漿標(biāo)高；灰漿泵壓力、管道壓力；鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、電流強(qiáng)度；鉆進(jìn)速度、提升速度；漿液比重、漿液流量、每米噴漿量；復(fù)拌深度。

根據(jù)每一根樁的水泥用量、水泥漿液的均勻性或噴漿參數(shù)、攪拌次數(shù)和時(shí)間以及成樁深度等對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，如發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)視其所在部位和影響程度，及時(shí)采取補(bǔ)樁、注漿或其他加強(qiáng)措施。

5、結(jié)束語(yǔ)

水利工程軟基處理屬于隱蔽工程，水泥攪拌樁是一種有效處理軟基的辦法，如施工質(zhì)量不好，便構(gòu)成隱患且難以檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過程的管理是非常重要的，只有在施工過程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。

（作者單位：河北省水利工程局）