雙孔不均衡噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)

楊廣鴻

（寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315200）

水泥土攪拌法處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基，在東南沿海各省地基處理中應(yīng)用較為廣泛。雙孔不均衡噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)，通過工程應(yīng)用實(shí)踐，與傳統(tǒng)的單孔均衡噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)相比，可使水泥土攪拌工程施工在確保施工質(zhì)量的前提下，節(jié)約水泥用量10%～15%，實(shí)現(xiàn)建筑施工節(jié)能降耗、提高工程質(zhì)量、節(jié)約施工成本的目標(biāo)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 施工特點(diǎn)

1）雙孔噴漿水泥土攪拌施工工法改進(jìn)了水泥土施工設(shè)備的攪拌頭，攪拌頭上增加一個(gè)噴漿裝置，改變以往設(shè)備單孔噴漿的不足。

2）水泥土攪拌施工過程中根據(jù)土層特性、設(shè)計(jì)承載要求，對不同高度部位的水泥土采用不均衡噴漿攪拌施工技術(shù)，在確保工程質(zhì)量的前提下，可減少水泥用量，節(jié)能降耗，節(jié)約工程成本。

3）雙孔噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)與傳統(tǒng)單孔噴漿水泥土攪拌施工技術(shù)相比，能使水泥與攪拌土摻和更均勻合理，提高工程質(zhì)量和施工效率。

2 使用范圍

“雙孔不均衡噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)”適用于水泥土深層攪拌法形成的水泥土加固體，用作豎向承載的復(fù)合地基、基坑工程圍護(hù)擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕，大體積水泥穩(wěn)定土的施工。尤其在基坑工程圍護(hù)擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕以及大體積水泥穩(wěn)定土的施工中經(jīng)濟(jì)效果更為顯著。

3 工藝原理

1）根據(jù)流體力學(xué)理論，運(yùn)用淋浴頭原理，開發(fā)研制一種雙噴漿式攪拌頭，實(shí)現(xiàn)雙孔噴漿，提高水泥漿與攪拌土拌合均勻度，減少水泥用量，提高水泥攪拌土的施工質(zhì)量（見圖1）。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)受力工況與土層特性，施工時(shí)，在不同埋深的土層水泥漿與攪拌土拌合時(shí)，采用不均衡噴漿，提高施工質(zhì)量和水泥利用率，降低水泥用量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排降耗。

圖1 雙噴漿攪拌頭剖面

4 施工工藝流程及要點(diǎn)

4.1 工藝流程（見圖2）

圖2 雙孔不均衡噴漿攪拌水泥土施工工藝流程

4.2 工藝要點(diǎn)

4.2.1 雙孔不均衡噴漿水泥攪拌土施工前

1）計(jì)算每米攪拌樁水泥含量 根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告分析土層性質(zhì)、分布及土層厚度，比對圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的攪拌樁規(guī)格和攪拌土設(shè)計(jì)水泥含量，計(jì)算每米攪拌樁水泥含量。

2）水泥攪拌樁放樣定位 依據(jù)施工圖紙、擬建工程規(guī)劃坐標(biāo)控制網(wǎng)，進(jìn)行水泥攪拌樁定位放樣。

3）樁機(jī)就位調(diào)平 按照攪拌樁施工方案擬定的施工路線圖，把組裝維修保養(yǎng)過的水泥土攪拌機(jī)械移動到施工路線圖指定的初始樁位上。

4）水泥漿拌制 按照施工圖紙要求的水泥類型、強(qiáng)度等級、水灰比，在攪拌器中拌制出符合設(shè)計(jì)要求的水泥漿。

5）計(jì)算每立方體積水泥漿中水泥含量 按設(shè)計(jì)要求的水灰比配制水泥漿，測量水泥漿比重，計(jì)算每立方體積水泥漿中水泥含量。由于水泥品種不同水泥的密度不同，同樣水灰比的水泥漿，單位體積中水泥的含量也不相同。

6）計(jì)算噴漿孔每分鐘流量 按1m/min的提升、鉆進(jìn)速度及攪噴工藝，計(jì)算所需噴漿孔每分鐘流量；噴漿、攪拌工藝不同，所需噴漿孔每分鐘流量也不同。

7）機(jī)械設(shè)備調(diào)試與試攪試噴 確定水泥漿泵輸漿量、水泥漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間和起吊設(shè)備提升速度等施工技術(shù)參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過工藝性成樁試驗(yàn)確定施工工藝。

4.2.2 雙孔不均衡噴漿水泥攪拌土施工

1）攪拌樁機(jī)底盤和導(dǎo)向架要保持垂直，攪拌樁垂直偏差不得大于1%；樁位偏差不大于50 mm；成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計(jì)值。

2）所制備好的水泥漿不能離析，進(jìn)入輸漿系統(tǒng)前必須用篩網(wǎng)過濾，泵送必須連續(xù)。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外加劑用量以及泵送漿液的時(shí)間等應(yīng)有專人記錄。

3）攪拌機(jī)噴漿提升的速度和次數(shù)必須和施工工藝要求相符，要有專人記錄。

4）水泥漿液到達(dá)出漿口后，要噴漿攪拌30s，以便水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再開始提升攪拌頭。

5）不均衡噴漿的部位、提升速度和水泥漿量要事先計(jì)算，標(biāo)注在施工圖上，由現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人向施工操作人員進(jìn)行詳細(xì)的書面技術(shù)交底；施工操作人員要嚴(yán)格按照技術(shù)交底進(jìn)行施工。

6）攪拌機(jī)預(yù)攪拌下沉?xí)r，遇到硬土層下沉太慢時(shí)，可適量沖水，但要考慮沖水對樁身強(qiáng)度的影響。

7）如果施工時(shí)因故停漿，要將攪拌頭下沉至停漿點(diǎn)以下500 mm處，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿攪拌提升。預(yù)計(jì)停機(jī)時(shí)間超過3h，停止攪拌前要用清水清洗輸漿管路；若因停電、噴漿泵故障等停機(jī)時(shí)間不可控，停機(jī)時(shí)間超過3h，要先拆缷輸漿管路，并清洗。

8）樁壁加固時(shí)，相鄰樁的施工時(shí)間間隔不要超過24h。如果間隔時(shí)間太長，與相鄰樁無法搭接時(shí)，要采取局部補(bǔ)樁或注漿等補(bǔ)強(qiáng)措施。

5 材料與設(shè)備

5.1 材料

1）雙孔不均衡噴漿水泥土攪拌施工所用的水泥應(yīng)符合設(shè)計(jì)及GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》要求，要有出廠合格證并經(jīng)隨機(jī)抽樣送檢復(fù)試合格后方可使用；外加劑符合GB 8076—2008《混凝土外加劑》、GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》等和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。

2）施工用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

5.2 機(jī)具設(shè)備（見表1）

表1 機(jī)具設(shè)備

6 質(zhì)量控制

1）認(rèn)真研究施工圖紙，積極參加設(shè)計(jì)交底，詳細(xì)了解領(lǐng)會設(shè)計(jì)意圖。

2）根據(jù)《施工組織設(shè)計(jì)》《水泥土攪拌施工專項(xiàng)方案》，組織施工人員進(jìn)行作業(yè)前技術(shù)交底。

3）加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)管力度，責(zé)任落實(shí)到人。

4）做好機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)，確保機(jī)械設(shè)備的良好工作狀態(tài)和精度。

5）檢查進(jìn)入施工現(xiàn)場原材料的質(zhì)保文件，按照規(guī)范要求做好復(fù)驗(yàn)測試工作，不合格材料不準(zhǔn)進(jìn)入施工現(xiàn)場。

6）優(yōu)化施工方案，合理分配各項(xiàng)資源，做到人盡其才，物盡其用，提高工程質(zhì)量，確保施工進(jìn)度。

7）依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的樁型、樁的承載特征，計(jì)算不均衡噴漿部位的標(biāo)高、噴漿量，并在施工圖上準(zhǔn)確標(biāo)注，對施工操作人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底。

8）在正式攪拌樁施工前，按施工組織設(shè)計(jì)和水泥土攪拌施工專項(xiàng)方案確定的攪拌施工工藝制作數(shù)根試樁，最后確定水泥漿的水灰比、泵送時(shí)間、攪拌機(jī)提升速度和復(fù)攪深度等參數(shù)。

9）嚴(yán)格控制施工中噴漿提升速度，因?yàn)槌蓸顿|(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵是注漿量、水泥漿與軟土攪拌的均勻程度。

10）按照施工方案要求，對每一延米的施工質(zhì)量技術(shù)數(shù)據(jù)做好詳實(shí)記錄，記錄人要簽名并對記錄的真實(shí)性、準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)，確保施工質(zhì)量可追溯。

11）依據(jù)圖紙和質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、監(jiān)理規(guī)范規(guī)定對工序質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄，形成工程檔案資料。

7 安全控制措施

1）認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合本單位的實(shí)際情況和工程具體特點(diǎn)，組成專職安全員和班組兼職安全員及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，認(rèn)真抓好安全生產(chǎn)。

2）施工現(xiàn)場按照符合防火、防雷、防風(fēng)、防觸電等安全規(guī)定和工地安全文明施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識。

3）各類房屋、庫房、料場的消防安全距離符合公安消防部門的規(guī)定，室內(nèi)不堆放易燃品；嚴(yán)格做到不在材料庫等處抽煙；隨時(shí)清除現(xiàn)場的易燃雜物；不在有火種的場所或近旁堆放生產(chǎn)物資。

4）施工現(xiàn)場的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照J(rèn)GJ 46—2012《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5）供電電纜線路采用“三項(xiàng)五線制”接線方式，電氣設(shè)備和電氣線路必須有良好的絕緣，施工現(xiàn)場內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距，除按照安全規(guī)定要求布設(shè)外，并將其布置在專用的電線桿上。

6）施工現(xiàn)場使用的手持照明燈具，使用36V安全電壓。

7）室內(nèi)配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護(hù)裝置。

8）制定施工現(xiàn)場施工安全應(yīng)急預(yù)案，使施工發(fā)生時(shí)損失降到最低。

9）建立完善的施工安全保障體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保施工安全。

8 環(huán)保措施

1）成立施工現(xiàn)場環(huán)境保護(hù)管理小組，在工程施工工程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)、規(guī)章，加強(qiáng)對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、廢渣、揚(yáng)塵的控制和治理，遵守有防火和廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。

2）在散裝水泥罐放料口設(shè)置圍擋，防止粉塵四處飄散。

3）對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移動的實(shí)施措施，加強(qiáng)實(shí)施中的監(jiān)測、應(yīng)對和驗(yàn)證。同時(shí)，將相關(guān)實(shí)施方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。

4）設(shè)立專用廢漿、污水收集排放系統(tǒng)，認(rèn)真做好無害化處理，從根本上防止施工中的廢水、廢漿亂流。

5）廢水除按照環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求指定的地點(diǎn)排放，棄渣及其他工程材料廢棄物按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)和方案進(jìn)行合理堆放和處置。

6）優(yōu)先選用低噪的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔聲墻、隔聲罩等消聲措施，降低施工噪聲到允許值以下，同時(shí)盡可能避免夜間施工，以防擾民。

7）對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水、打掃，防止塵土飛揚(yáng)，污染周邊環(huán)境。

9 效益分析

1）節(jié)約水泥 創(chuàng)新型雙噴漿攪拌頭和不均衡噴漿技術(shù)的應(yīng)用，提高了建筑材料的使用效率，與傳統(tǒng)的水泥攪拌土施工技術(shù)相比，可節(jié)約水泥用量10%～15%。

2）提高施工質(zhì)量 雙噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)較好地解決了施工材料用量與質(zhì)量控制的矛盾，可提高工程施工質(zhì)量，降低水泥用量和工程施工成本。

3）社會效益顯著 水泥得到高效使用，減少因生產(chǎn)水泥消耗標(biāo)準(zhǔn)煤排放二氧化碳對環(huán)境的污染，改善了大氣環(huán)境，對建設(shè)低耗、節(jié)能、減排的節(jié)約型社會有較大的推動作用。

10 應(yīng)用實(shí)例

浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)某工程地下1層，地上主體7層。地下室層高4.5m，基礎(chǔ)挖深超過6m，深基坑圍護(hù)采用水泥攪拌樁重力擋土墻、排樁+支撐體系。在水泥攪拌樁重力擋土墻施工過程中，應(yīng)用雙孔噴漿攪拌水泥土不均衡噴漿技術(shù)施工，提高了水泥攪拌樁施工質(zhì)量，節(jié)約15%水泥用量，節(jié)約14%用水，該工程被評為寧波市“甬江杯”優(yōu)質(zhì)工程。

11 結(jié)語

雙孔不均衡噴漿攪拌水泥土施工技術(shù)用于豎向承載的復(fù)合地基、基坑工程圍護(hù)擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕，大體積水泥土穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的施工，通過分析結(jié)構(gòu)受力和設(shè)計(jì)意圖，根據(jù)流體力學(xué)原理，創(chuàng)新改進(jìn)水泥土攪拌設(shè)備，對需要加固的土體進(jìn)行不均衡噴漿攪拌，較好地解決了施工材料用量與質(zhì)量控制的矛盾，工程施工質(zhì)量可靠，節(jié)省水泥用量，降低工程施工成本。水泥得到高效利用，減少因生產(chǎn)水泥消耗標(biāo)準(zhǔn)煤排放二氧化碳對環(huán)境的污染，改善了大氣環(huán)境，對建設(shè)低耗、節(jié)能、節(jié)水、減排的節(jié)約型社會、實(shí)現(xiàn)建筑綠色施工有較大的推動作用。