雙軸攪拌樁在基坑工程中的應(yīng)用與施工管理探討

宋甲文

0 引言

水泥攪拌樁是我國在20 世紀(jì)末發(fā)展起來的地基處理新技術(shù)，以水泥為固化劑，通過成樁機(jī)械，將水泥和地基土進(jìn)行攪拌，使形成的凝結(jié)體具有一定強(qiáng)度和擋水性能的地基處理方法。在上海地下水位比較高的地貌情況下，又由于紅線范圍比較小，經(jīng)常用水泥攪拌樁來加固軟土地基，然后再進(jìn)行土方開挖，處理后可以很快投入使用，也可以縮短工期，土方開挖時相對安全、環(huán)保。本文主要介紹雙軸水泥攪拌樁的施工及注意事項(xiàng)和施工要點(diǎn)。

1 工程概況

本工程位于上海市徐匯區(qū)欽州南路以西，田林東路以南，坐落于田林中學(xué)校園內(nèi)。項(xiàng)目總建筑面積約4 425.3 平方米；新建一幢地下一層、地上二層的體育綜合樓及門衛(wèi)室，其中地下建筑面積為2 900.8 平方米，地上建筑面積1 524.5 平方米。

體育樓建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類型為樁承臺基礎(chǔ)，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋面。樁基采用預(yù)制鋼筋混凝土方樁，樁邊長350 mm，樁長20 m，方樁總共278 根?；娱_挖深度大于5 米，體育綜合樓建筑要求：地上一層為文體活動室；二層為室內(nèi)運(yùn)動場；地下為車庫。

2 管理在工程中的應(yīng)用價值

在一個項(xiàng)目中，施工工藝的管理是決定工程質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。為了保證工藝的先進(jìn)性、合理性，項(xiàng)目經(jīng)理部針對分部分項(xiàng)工程編制作業(yè)指導(dǎo)書，并下發(fā)各基層項(xiàng)目部基數(shù)人員，施工前做好基數(shù)交底，合理安排創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，保證工程質(zhì)量[1]。另外加強(qiáng)施工過程中各個環(huán)節(jié)的技術(shù)質(zhì)量檢驗(yàn)制度和力度，一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保提高工程質(zhì)量。杜絕返工現(xiàn)象和損失，減少浪費(fèi)。

3 雙軸攪拌樁可行性論證

3.1 基本概念

水泥攪拌樁是以水泥為固化劑，通過成樁機(jī)械，將水泥和地基土進(jìn)行攪拌，使形成的凝結(jié)體具有一定強(qiáng)度和擋水性能的地基處理方法。水泥攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。

3.2 方案可行性論證

本基坑工程存在如下特點(diǎn)：本工程普遍側(cè)距離紅線較近，放坡空間不足，且距離周邊居民區(qū)及市政道路較近，周邊還有原有建筑要高度保護(hù)，道路下有管線需要保護(hù)，另本基坑地下車庫最大開挖深度5.25 m，局部集水井落深0.70～1.20 m，在安全、合理、經(jīng)濟(jì)、可行的基本原則下，針對本工程的基坑開挖深度、面積、場地內(nèi)的土層地質(zhì)及周邊環(huán)境等實(shí)際情況，通過幾種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的比較，最終確定本工程采用土工法+鋼支撐的圍護(hù)方式[2]，詳見附圖1。本文重點(diǎn)探討水泥攪拌樁施工的工藝及控制。

圖1 圍護(hù)樁平面布置圖

4 施工工藝流程設(shè)計與控制要點(diǎn)

4.1 雙軸攪拌樁施工工藝流程設(shè)計

樁位定位→鉆機(jī)到位→檢查、調(diào)整好鉆機(jī)→正方向循環(huán)鉆進(jìn)到設(shè)計標(biāo)高→打開高壓注漿泵→反方向循環(huán)提鉆并且噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3 米→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計標(biāo)高→反方向循環(huán)提鉆至地面標(biāo)高→一根樁成樁完成→開始按照上面的順序施工下一根樁。

4.2 工藝控制要點(diǎn)

4.2.1 雙軸水泥土攪拌樁主要技術(shù)參數(shù)

（1）雙軸水泥土攪拌樁運(yùn)用的是P42.5 硅酸鹽水泥，單樁的截面面積為Φ700@500 mm，兩頭搭接200 mm，水泥摻入比為13%，暗浜填土區(qū)域水泥摻入比提高至15%。外摻劑由施工單位根據(jù)本場地地質(zhì)情況和經(jīng)驗(yàn)確定。土的天然重度按18 kN/m3計算，水灰比是0.55，樁身28 d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于0.8 MPa。

（2）水泥土攪拌樁要連續(xù)搭接施工，相鄰樁施工間歇時間不大于12 小時，如有特殊原因造成搭接時間大于12 小時，就要對最后一根樁進(jìn)行空鉆留出榫頭用來下一批樁搭接；如間歇時間很長超過24 小時與下一根沒有辦法搭接時，那就要采取一部分補(bǔ)樁或注漿措施，補(bǔ)樁要和無法正常搭接的樁數(shù)量和樁深度相同。

（3）攪拌樁施工還要堅(jiān)持兩噴三攪的施工順序，并且噴漿攪拌時鉆頭高（下降）的速度不能大于0.5 m/min，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈提高（或下降）的距離以1.0 cm～1.5 cm 正好，最后一次提高攪拌宜采用慢速提高。等噴漿口達(dá)樁頂標(biāo)高的時候，就要停止提高，攪拌幾十秒，來保證樁頭的均勻密實(shí)度。

（4）水泥攪拌樁的垂直度的偏差不能大于1%，樁位的偏差不能大于0.05 m，樁徑de 偏差不能大于4%。

4.2.2 雙軸水泥土攪拌樁質(zhì)量檢測要求

基坑開挖前的質(zhì)量檢測宜在壓頂板澆筑前進(jìn)行，檢測內(nèi)容包括樁身強(qiáng)度和樁數(shù)復(fù)核，樁身強(qiáng)度檢測宜采用制作水泥土試塊和鉆孔取芯進(jìn)行檢測，檢測要求如下。

據(jù)他推斷，這些熱斑可能是由磁場中的激波產(chǎn)生的，就和太陽表面噴出的太陽耀斑一樣。不過，根策爾團(tuán)隊(duì)也在論文中謹(jǐn)慎地表示，這個模型可能過于簡單了。根策爾博士說，相對論效應(yīng)將黑洞的鄰居變成了無數(shù)面鏡子，通過它們，我們可以一窺黑洞的面貌，“目前，我們的陳述還太模糊，沒有太多證據(jù)。我們必須繼續(xù)深入研究，這樣才能更好地理解這些‘鏡中現(xiàn)象’，還原出事情的真相。”

（1）試塊制作應(yīng)采用 70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm 立方體試塊，每個機(jī)械臺班抽查2 根樁，每根樁不少于2 個取樣的點(diǎn)，要在基坑的坑底上面1 m 的范圍內(nèi)和坑底上面最軟弱的土層處的攪拌樁內(nèi)設(shè)置取樣點(diǎn)。每個取樣點(diǎn)制作3 件水泥土試塊。試塊應(yīng)在水下養(yǎng)護(hù)并測定28d 齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

（2）鉆取樁芯應(yīng)要采用φ110 的鉆頭，在開挖的前期或攪拌樁的齡期已經(jīng)到28D 后再繼續(xù)鉆取整個樁長范圍內(nèi)的樁芯，樁芯一定要呈硬塑的狀態(tài)而且沒有明顯的夾雜泥土和砂土。芯樣要很快密封并且很快就做強(qiáng)度的試驗(yàn)。整個樁長范圍內(nèi)的樁身強(qiáng)度都要符合設(shè)計的要求。取樣的數(shù)量大于總樁數(shù)的0.5%而且大于3 根。每根樁的取芯數(shù)量大于3 點(diǎn)，每個點(diǎn)再取3 件試塊。鉆取樁芯后得到的標(biāo)塊強(qiáng)度要乘以1.2 或1.3 的系數(shù)。鉆芯之后的空隙一定要及時地用注漿來填充。

4.3 雙軸攪拌樁施工要點(diǎn)

（1）開始施工前一定勘測和清楚一切的障礙物，需要回土的地方，一定要分層回填并且夯實(shí)，來保證樁的施工質(zhì)量。

（2）打樁機(jī)械行駛的軌跡一定要堅(jiān)實(shí)，樁機(jī)垂直方向的偏差小于0.004，來保證攪拌樁垂直的偏差小于0.005。

（3）水泥采用P42.5 硅酸鹽水泥，水泥的摻入量設(shè)置為13%，雙軸攪拌樁的水灰比設(shè)置為1.8～2.0，最后施工時再根據(jù)現(xiàn)場試樁的結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（4）一定要控制好注漿的量和提高的速度，杜絕出現(xiàn)有夾心層或者斷漿的情況。

（5）攪拌樁的頭下降速度要控制在1 米每分鐘以內(nèi)，提升速度控制在2 米每分鐘以內(nèi)，注漿泵的壓力要控制在0.8 MPa～1.0 MPa 為宜。

（6）相鄰樁的施工和樁搭接的時間都不大于12 h，如果大于12 h 時那就作為施工冷縫來處理。

（8）如果因?yàn)橄喔魰r間長使第二根樁沒有辦法搭接時，就在設(shè)計認(rèn)可的情況下進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的措施。

（9）打樁機(jī)械預(yù)攪時下沉要根據(jù)原狀土的情況，確保一定破壞原狀土的樣子，使它迅速的和水泥漿均勻的拌拌在一起。

（10）一定要控制水灰比的比例，水泥漿的漿量大于2 m～3 m的攪拌樁的施工的漿液，過濾后倒入集中坑里，之后不停地攪拌，杜絕水泥離析，壓漿也要連續(xù)的進(jìn)行，不能中斷。

（11）雙軸水泥攪拌樁28D 之后檢測無側(cè)抗壓的強(qiáng)度。

（12）工地現(xiàn)場的質(zhì)量員還要填寫好每根樁的成樁記錄，做好施工的日記，各種使用的原材料都要有質(zhì)量保證單并測試合格后才可以投入使用。

4.4 確保樁身和均勻性的技術(shù)措施

（1）嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計的要求施工。

（2）原土體一定要充分?jǐn)嚢?，?yán)格控制下降的速度，要使原狀土充分破壞后才利于它和水泥漿均勻的拌和。

（3）漿液一定不能出現(xiàn)離析，水泥漿液一定要按預(yù)定的配合比配制，為了防止?jié){液離析，放漿前一定要攪拌30 秒后再倒入存漿的桶。

（4）壓漿的階段不能出現(xiàn)斷漿的現(xiàn)象，輸漿的管道一定不能堵塞，全樁一定要注漿均勻，不能發(fā)生夾心層的現(xiàn)象。

（5）如果發(fā)現(xiàn)管道有堵塞的情況，應(yīng)立即停止施工、趕緊處理。等處理完成后立刻把攪拌鉆頭提升或下降1.0 米后才能注漿，等過10 秒～20 秒恢復(fù)了之后再繼續(xù)攪拌，以防止斷樁。

5 結(jié)論

現(xiàn)在，雖然水泥攪拌樁的施工工藝有了一定的發(fā)展而且逐漸地趨于完善，但是水泥攪拌樁的施工質(zhì)量一直是人們比較重視的問題。水泥攪拌樁一般用在工程施工的基礎(chǔ)部位，基礎(chǔ)的質(zhì)量對它上方整個建筑物結(jié)構(gòu)的質(zhì)量都有一定的影響，因此，重視提高水泥攪拌樁施工時的質(zhì)量和加強(qiáng)對其的控制。只有施工的一線人員提高了水泥攪拌樁的施工質(zhì)量控制的意識，加強(qiáng)管理的水平，才能使施工的質(zhì)量有一定的保證。

在田林三中新建體育綜合樓這個項(xiàng)目的水泥攪拌樁施工過程中，施工隊(duì)在施工方案的理論數(shù)據(jù)的支撐下，嚴(yán)格按照規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的要求施工，遵循設(shè)計的工藝要點(diǎn)及施工要點(diǎn)，最終高質(zhì)高量地完成了預(yù)期的施工目標(biāo)。