丘陵地區(qū)水泥攪拌樁成樁合格率存在的問題及對策

梅永源，彭乾于

（中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524005）

軟土地基壓縮性強(qiáng)、局部流塑、含水率高、地基承載力低，并且含有一定的有機(jī)物質(zhì)，作為地基時若處理不好極容易引起大范圍的沉降。水泥攪拌樁施工技術(shù)是常用的一種軟基處理方法，其是利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(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)度的優(yōu)質(zhì)地基，該技術(shù)施工簡單、適用土質(zhì)范圍廣、加固處理效果明顯、施工周期短、成本低。

1 工程簡介

陽安大道位于成都市簡州新城起步區(qū)，是一條南北貫通的城市交通主干路，道路長度約7.5km，道路紅線寬50m，設(shè)計速度60km/h。道路沿線分布有藕塘、魚塘，場地地層主要由軟塑狀粉質(zhì)黏土構(gòu)成，修建位置多為丘洼地，其中洼地、沖溝地貌單元中的粉質(zhì)黏土含水率高、壓縮性強(qiáng)、局部流塑、含水率高、地基承載力低，厚度3～9m不等，差異較大。根據(jù)設(shè)計要求，軟基處理采用水泥攪拌樁，共150012.3m2、378107根、全長87357.4m，采用四攪四噴施工工藝，樁徑60cm，正三角形布置，樁間距為1.5m，平面布置如圖1所示。

表1 抽樣調(diào)查統(tǒng)計表

表2 質(zhì)量問題分析表

圖1 水泥攪拌樁軟基處理平面布置圖

2 存在問題

2019年1月5日—2月10日對四川丘陵地區(qū)周邊同類工程水泥攪拌樁進(jìn)行了抽樣調(diào)查，共檢查1000個點(diǎn)，其中160個點(diǎn)存在質(zhì)量問題，合格率為84%，合格率偏低。抽樣調(diào)查統(tǒng)計表如表1所示，質(zhì)量問題分析表如表2所示。

從表2可以看出，樁身完整性差、樁身強(qiáng)度不足占丘陵地區(qū)水泥攪拌樁質(zhì)量問題總數(shù)的85%，是造成丘陵地區(qū)水泥攪拌樁成樁合格率低的主要原因。

經(jīng)過項目小組開會討論，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法、因果分析法從人、機(jī)、料、法、環(huán)等5個方面對可能引起樁身強(qiáng)度不足、樁身完整性差的原因展開了詳細(xì)分析，并對分析結(jié)果進(jìn)行了確認(rèn)，確認(rèn)過程如表3所示。

由表3可知可能造成樁身強(qiáng)度不足、樁身完整性差的原因有12條，通過調(diào)查分析、現(xiàn)場測量、現(xiàn)場試驗等方法對各要因進(jìn)行了確認(rèn)，根據(jù)要因確認(rèn)結(jié)果，確認(rèn)了丘陵地區(qū)水泥攪拌樁樁身完整性差、樁身強(qiáng)度不足的主要原因有3條：（1）水泥漿比重偏??；（2）未進(jìn)行二次補(bǔ)漿；（3）第三攪、第四攪速率過快。

表3 要因確認(rèn)表

3 對策實施

3.1 確保水泥漿比重符合要求

（1）確保原材料和試驗配比符合設(shè)計要求。采用送檢合格的42.5級以上普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為18%，水灰比為0.5～0.6。按照設(shè)計單樁長及每米水泥用量設(shè)計參數(shù)計算出單樁水泥用量，嚴(yán)格按照設(shè)計要求配料。

（2）重新確定配合比。根據(jù)水泥漿水灰比與水泥漿比重關(guān)系：泥漿比重=1+[1/（水灰比×3+1）×2]，可以看出水泥漿水灰比與水泥漿比重呈反比關(guān)系。

（3）水灰比隨樁進(jìn)行檢測?，F(xiàn)場安排專人詳細(xì)記錄拌制水泥漿液的灌數(shù)、水泥用量以及來漿與停漿的時間、泵送漿液的時間，詳細(xì)記錄攪拌機(jī)每米下沉或提升的時間，同時現(xiàn)場配備比重計測定標(biāo)準(zhǔn)配制的水泥漿比重，明確測定值范圍：1.45～1.49g/cm3，以判定水泥漿水灰比是否合格。配備2名試驗檢測人員，水泥漿比重檢測偏小時，報試驗室、技術(shù)員，并及時對水泥漿比重進(jìn)行調(diào)配，最后檢測合格后才予使用。

通過采取以上措施后，3月15日—3月24日對水泥漿比重隨樁檢測情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，水泥漿比重檢測平均合格率達(dá)到97.8%，如表4所示。

3.2 二次補(bǔ)漿

（1）移機(jī)前對水泥土攪拌樁施工記錄進(jìn)行檢查，如有攪拌速率過快的，要對其水泥漿用量進(jìn)行復(fù)核。

（2）對操作手進(jìn)行交底，派專人進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)管，第三攪、第四攪完成后應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)漿，補(bǔ)漿后待現(xiàn)場主管復(fù)核水泥漿用量后再進(jìn)行移機(jī)。

（3）對水泥攪拌樁單樁水泥用量進(jìn)行統(tǒng)計分析，實際水泥用量均大于計算水泥用量，尤其是補(bǔ)漿的水泥用量大于單樁計算水泥用量100%。

表4 水泥漿比重隨樁檢測情況統(tǒng)計表

3.3 控制下攪速率

（1）重新進(jìn)行技術(shù)交底，安排專人對第三攪、第四攪的攪拌速率進(jìn)行培訓(xùn)和現(xiàn)場指導(dǎo)。對水泥土攪拌樁四攪四噴的速度分別進(jìn)行界定，如表5所示。

（2）每周對水泥攪拌樁施工進(jìn)行抽查，發(fā)現(xiàn)速率過快、流量計工作不正常、壓力不足、水泥漿使用量不足等不良作業(yè)行為的班組執(zhí)行質(zhì)量獎懲措施。

統(tǒng)計5月10日—6月3日及6月4日—6月28日兩個階段（每個階段25d）的水泥攪拌樁施工記錄中的攪拌速率，統(tǒng)計后進(jìn)行對比分析，分析情況如圖2所示。通過統(tǒng)計分析，水泥攪拌樁攪拌速率不超過最大攪拌速率，控制在90%以上。

3.4 實施效果

在對策實施后，7月27—8月1日同各班組對陽安大道K0+280～K0+520的丘陵地區(qū)水泥攪拌樁的施工質(zhì)量進(jìn)行了檢查，該次共檢查1000個點(diǎn)，25個點(diǎn)存在質(zhì)量問題。其中“樁身完整性差”“樁身強(qiáng)度不足”不合格總數(shù)由實施前的136個不合格點(diǎn)下降為6個不合格點(diǎn)，占水泥攪拌樁質(zhì)量問題總數(shù)的85%下降到24%，成樁合格率由84%提升到97.5%，大大提高了丘陵地區(qū)水泥攪拌樁成樁合格率，減少了后期返工的費(fèi)用，如表6所示。

表5 攪拌速率與流量控制要求

圖2 水泥土攪拌樁攪拌速率合格率統(tǒng)計圖表

表6 丘陵地區(qū)水泥土攪拌樁質(zhì)量問題統(tǒng)計表

4 結(jié)語

水泥攪拌樁是指軟基處理的一種有效形式，其施工質(zhì)量對于提高地基承載力、有效降低沉降量、保證對軟土路基的處理效果具有非常重要的意義。文章根據(jù)工程實際，簡要介紹了水泥攪拌樁施工過程中成樁合格率偏低的原因及解決措施，有效加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制。陽安大道項目水泥攪拌樁施工質(zhì)量良好，處于可控狀態(tài)，軟基處理效果好，滿足設(shè)計要求，其施工技術(shù)和控制措施對后續(xù)類似工程具有指導(dǎo)與參考意義。