胡小敏

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司 ，山西 太原 030000 ）

行業(yè)內(nèi)都知道國內(nèi)常見的軟土路基處理方法由排水固結(jié)法、注漿加固法、加筋法、置換法、擠密法及強(qiáng)夯法。為推廣新技術(shù)，驗(yàn)證地基處理措施，為類似地質(zhì)情況地基處理積累經(jīng)驗(yàn)，基于這種目的，我們采用釘型樁施工工藝。

1 工程概況

新建連云港至鹽城鐵路VI 標(biāo)段線位于位于濱海平原區(qū)，其屬軟土地區(qū)，地質(zhì)狀況復(fù)雜，地層變化頻繁。水文情況，地表河流縱橫交錯(cuò)，河道密集，地下水豐富。

2 釘型樁工作機(jī)理

釘形樁它是利用水泥等材料做為固化劑，就地將地基土和固化劑強(qiáng)制攪拌，使地基土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基承載力，消減沉降。

釘形樁工作機(jī)理 ：

利用現(xiàn)有的雙向水泥攪拌樁或沉管灌注樁等通用設(shè)備上，配上專用的雙向攪拌樁動(dòng)力箱體設(shè)備與多功能鉆頭，采用同心雙軸鉆桿，在內(nèi)鉆桿上設(shè)置正向旋轉(zhuǎn)葉片并設(shè)置噴漿（灰）口，在外鉆桿上裝置反向旋轉(zhuǎn)葉片，經(jīng)過外鉆桿上葉片反向旋轉(zhuǎn)過程中的壓漿效果和正反旋轉(zhuǎn)葉片同時(shí)雙向攪拌水泥土的效果，阻斷水泥漿上冒，把水泥漿控制在兩組葉片之間，保證水泥漿在樁體中均勻分布，保證成樁質(zhì)量，外鉆桿葉片為可伸縮葉片，在施工過程中，利用土體的主被動(dòng)土壓力差，使鉆桿上葉片打開或收縮，樁徑隨之變大或變小，形成釘形樁，猶如一顆顆釘子釘在地基之上，使得地基軟土置換率加大，承載力面積增大，復(fù)合地基承載力更強(qiáng)，樁間距減小，投資減少。釘形樁受力模型見圖2.1。

3 釘型樁的施工工藝參數(shù)

在釘型樁樁施工前，需通過工藝性試驗(yàn)驗(yàn)證所確定的配合比、水灰比是否合適，掌握下鉆、提升的困難程度，確定下鉆、提升速度；確定單位時(shí)間注漿量、每延米注漿量（水泥摻量）等數(shù)據(jù)。

3.1 施工工藝

(1) 平整場(chǎng)地：清除施工場(chǎng)地內(nèi)地表附著物，做好場(chǎng)地內(nèi)的防排水措施。

(2) 樁位放樣：按照設(shè)計(jì)圖紙的樁位在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布樁。

(3) 釘形樁工藝性流程，見圖3.1。

a、釘型樁機(jī)樁機(jī)定位，移動(dòng)到指定樁位并對(duì)中；

b、啟動(dòng)釘型樁施工機(jī)械，調(diào)整攪拌葉片完全展開至擴(kuò)大頭直徑，機(jī)械沿導(dǎo)向架向下觸土，下面一組葉輪旋轉(zhuǎn)強(qiáng)制切土，同時(shí)開啟送灰泵及空壓機(jī)，通過固連在葉片上的噴嘴向土體中噴水泥，促使水泥就地黏附在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空隙的土中旋轉(zhuǎn)到半周，上面一組葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌，把土與水泥攪拌混合一起，保證噴灰均勻。

c、在擴(kuò)大頭底面位置處，通過反向旋轉(zhuǎn)外鉆桿，調(diào)整攪拌機(jī)葉輪工作半徑，攪拌葉片調(diào)整為樁下部直徑，攪拌樁機(jī)沿導(dǎo)向架再次向下觸土，葉輪被帶動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)強(qiáng)制切土，調(diào)整噴灰速度和噴灰量，向土體中旋噴水泥。下面葉輪旋轉(zhuǎn)切土并噴灰，上面葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌保證噴漿均勻，攪拌樁機(jī)持續(xù)下沉至根部樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成根部樁的“攪、噴、拌”過程。

d、關(guān)閉送灰泵，只開啟空壓機(jī)、準(zhǔn)備樁機(jī)提升，攪拌葉片保持下部樁成樁時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向，兩組葉片同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，通過在鉆機(jī)架上提前標(biāo)明的尺度上確定下部的外鉆桿葉片位于擴(kuò)大頭端標(biāo)高以下0.5m 左右處。

e、保持空壓機(jī)開啟狀態(tài)，改變外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，同時(shí)將外鉆桿攪拌葉片打開到擴(kuò)大頭端樁體直徑，攪拌樁機(jī)提升，兩組葉片同時(shí)旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到內(nèi)鉆桿下面的一組葉片位于大樁樁頂。

f、g、復(fù)噴擴(kuò)大頭位置。

h、關(guān)閉攪拌機(jī)械移位至下一樁位。

3.2 釘型樁施工參數(shù)

釘型樁漿液拌制需嚴(yán)格控制水泥用量，通過工藝性實(shí)驗(yàn)，我們得出在沿海淤積土施工地層條件下，每延米噴灰量為擴(kuò)大頭189.5kg/m,下部58.5kg/m，在擴(kuò)大頭范圍鉆進(jìn)速度為0.8m/min,下部為1m/min,提升過程中擴(kuò)大頭為0.8m/min,下部為1m/min；內(nèi)鉆桿轉(zhuǎn)速≥50r/min；外鉆桿轉(zhuǎn)速≥50r/min；下沉?xí)r噴漿壓力0.25 ～0.40MPa。,正反旋轉(zhuǎn)葉片直徑不小于設(shè)計(jì)值。

4 釘型樁樁施工的優(yōu)點(diǎn)

釘型樁地基處理與傳統(tǒng)水泥攪拌樁相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

采用釘型樁地基處理時(shí)，具有施工速度快，施工質(zhì)量易于控制，經(jīng)濟(jì)性較高，且更有利于現(xiàn)場(chǎng)文明施工控制等優(yōu)勢(shì)。

①施工工效快：與傳統(tǒng)水泥攪拌樁“兩噴四攪”相比，釘型樁樁擴(kuò)大頭以下部分采用“一噴四攪”只需要噴漿攪拌下沉、提升一次，施工工藝在成樁時(shí)間上節(jié)省一半。

②釘型樁擴(kuò)大頭部分猶如一顆顆釘子釘在地基之上，使得地基軟土置換率加大，承載力面積增大，復(fù)合地基承載力更強(qiáng)，樁間距可以適當(dāng)加大，從而節(jié)約投資。

③強(qiáng)度提高：由于葉片的同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途徑，并且使固化劑與土體就地充分?jǐn)嚢?，不在出現(xiàn)層狀的水泥漿攪拌體，水泥土強(qiáng)度大幅度提高。

④擾動(dòng)?。和碾p軸同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)，使土體對(duì)葉片產(chǎn)生的水平旋轉(zhuǎn)力相互平衡，降低了施工對(duì)樁周體的作用，樁周土擾動(dòng)小。

⑤易于推廣：使用常規(guī)固化劑，機(jī)械操作簡(jiǎn)單，施工人員接受短期指導(dǎo)即可施工。

5 釘型樁施工中注意事項(xiàng)及常見問題的解決

釘型樁施工過程中常見問題及處理辦法見下表。

常見問題 發(fā)生原因 處理方法下沉困難、電流值高、電機(jī)跳閘電壓偏低 調(diào)高電壓土質(zhì)硬、阻力大 增大動(dòng)力頭功率遇大塊石等障礙物 挖除障礙物下沉困難、電流正常 土質(zhì)粘性大，箱體自重小 增加自重或提高轉(zhuǎn)速土體與鉆頭同步旋轉(zhuǎn) 灰土濃度大 重新設(shè)定配合比攪拌葉片角度設(shè)置不恰當(dāng) 調(diào)整鉆頭上葉片角度鉆至設(shè)計(jì)深度而漿桶內(nèi)有剩余或不夠輸漿管內(nèi)有水泥或輸漿管堵塞 管道用水沖洗灰漿泵輸出量偏小或偏大 調(diào)整灰漿泵輸出量投料量不準(zhǔn)確 重新計(jì)數(shù)投料量事故樁 機(jī)械故障及電路故障 3 小時(shí)內(nèi)，鉆桿下沉0.5m 3 小時(shí)以上，重新打樁提升困難 機(jī)架傾斜較大 調(diào)整機(jī)架的垂直度

6 試驗(yàn)及質(zhì)量檢驗(yàn)

連鹽鐵路VI 標(biāo)段釘型樁共8802 根，在成樁28d 后任意抽取總樁數(shù)的2‰分別進(jìn)行取芯檢測(cè)及單樁載荷試驗(yàn)，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)芯樣的目測(cè)，釘型樁在本地區(qū)施工樁體是連續(xù)的，水泥與土攪拌較均勻，對(duì)芯樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，強(qiáng)度均大于1.5Mpa，滿足設(shè)計(jì)要求。地基承載力采用單樁平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)，承重加載均達(dá)到設(shè)計(jì)值的2 倍，在加載過程中均未出現(xiàn)極限荷載，p-s 曲線平緩無明顯陡降段，地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)語

通過對(duì)連鹽鐵路VI 標(biāo)段軟土路基地基加固工程中釘型樁實(shí)際應(yīng)用和施工質(zhì)量檢測(cè)，驗(yàn)證了采用釘型樁樁施工工藝與方法。釘型樁具有施工工效高、能夠克服傳統(tǒng)地基處理樁基存在的攪拌不均勻等問題，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工能夠得到有效保障。釘型樁依據(jù)自身擴(kuò)大頭特點(diǎn)，通過試驗(yàn)檢測(cè)，樁體自身強(qiáng)度及軟土地基承載力明顯提高，且由于其間距大，承載力易保證，綜合成本較雙向水泥攪拌樁等地基處理樁基費(fèi)用更低，勢(shì)必在后續(xù)建設(shè)中大量使用。