天然氣場站水泥土攪拌樁地基監(jiān)理質(zhì)量控制研究

馬淑乾

（魯焱工程技術(shù)咨詢有限公司，山東 濟南 250000）

天然氣場站是國家能源戰(zhàn)略建設(shè)的重要組成部分，其中地基工程的穩(wěn)定性和可靠性對于整個場站的正常運行和安全生產(chǎn)具有重要的意義。在施工過程中攪拌樁在作為軟地基的技術(shù)比較常用，因其施工簡便、效果明顯，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于天然氣場站等工程中。然而，水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵，涉及施工監(jiān)理等多個環(huán)節(jié)，需要運用嚴格的技術(shù)標準和監(jiān)理規(guī)范來保障地基工程的質(zhì)量和安全。

本文以天然氣宿州-黃山干線巢湖-江北產(chǎn)業(yè)集中區(qū)段項目白橋末站水泥土攪拌樁地基為研究對象，主要聚焦于監(jiān)理質(zhì)量控制的關(guān)鍵問題。我們在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，對水泥土攪拌樁地基施工監(jiān)理質(zhì)量控制的方法和技術(shù)手段進行了深入探討，旨在為工程監(jiān)理和相關(guān)從業(yè)人員提供更多實用的指導(dǎo)意見。本文還通過實際工程案例的分析與總結(jié)，提出了在水泥攪拌樁施工中通過監(jiān)理質(zhì)量控制手段和措施，并對天然氣場站水泥土攪拌樁地基監(jiān)理質(zhì)量控制的未來發(fā)展進行了探討。我們相信，這些研究成果將對實際工程中的監(jiān)理質(zhì)量控制工作具有重要的參考和借鑒作用。

1 天然氣場站水泥土攪拌樁地基技術(shù)

1.1 水泥土攪拌樁技術(shù)簡介

水泥土攪拌樁技術(shù)是在土體中注入水泥漿的同時機械攪拌，使土體與水泥漿充分混合，并在攪拌過程中形成樁體，以達到加固土體、承載荷載和抗側(cè)移的目的。該技術(shù)在天然氣場站的地基工程中被廣泛應(yīng)用，對地基的承載力和穩(wěn)定性提升有很大的幫助，保證工程的安全可靠性。水泥土攪拌樁技術(shù)具有操作簡單的優(yōu)點，施工速度快且成本低廉，且適用范圍廣泛。由于水泥土攪拌樁地基具備隱蔽性，不易進行質(zhì)量監(jiān)管，因此需要引入監(jiān)理質(zhì)量控制的手段來確保工程質(zhì)量。

1.2 水泥土攪拌樁在工程中的應(yīng)用情況

隨著天然氣場站建設(shè)的快速發(fā)展，水泥土攪拌樁作為一種新的普遍地基處理技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類工程中。水泥土攪拌樁起到了不同于傳統(tǒng)地基加固技術(shù)的作用，其特點在于可以達到較大的承載力和較好的變形性能。因此，在天然氣場站工程中，遇到軟地基后，比較常用的就是水泥攪拌樁作為處理方法，以保障設(shè)施和設(shè)備的穩(wěn)定運行。天然氣場站水泥土攪拌樁地基的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，當場地承載力不足或者地基土層狀況復(fù)雜時，通過用水泥攪拌樁施工對地基承載力有快速的提高，保證工程安全運行；其次，水泥土攪拌樁可以消除場地差異性或者地基變形等問題，從而保證設(shè)備的長期穩(wěn)定性；最后，采用水泥土攪拌樁還可以減少工程建設(shè)周期和投資成本，提高施工效率。

因此，天然氣場站水泥土攪拌樁地基技術(shù)在工程中得到了廣泛應(yīng)用，而合理的監(jiān)理質(zhì)量控制則是保障工程質(zhì)量和安全的重要因素。

2 天然氣場站水泥土攪拌樁地基監(jiān)理質(zhì)量控制

天然氣宿州-黃山干線巢湖-江北產(chǎn)業(yè)集中區(qū)段項目白橋末站位于和縣白橋鎮(zhèn)。該工程站址用地面積：3710.7m2，建筑面積：1119.3m2，包括：通風區(qū)、工藝單元區(qū)、閥門組區(qū)、輔助生產(chǎn)室等。本場地1層為素填土,不可利用。第2 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土承載力低，不可直接利用，對這種地基，根據(jù)設(shè)計要用水泥攪拌樁進行處理，然后覆蓋褥墊層作為持力層。經(jīng)過多方案比較和論證，本項目設(shè)計攪拌樁的直徑為500mm，樁間距沿擋土墻長度為1.5%。樁間距沿擋土墻寬度為1.5%。廣場布局，面積更換率約為0.5%。樁尖須穿過軟土層，進入3 層不少于1.5%的粉質(zhì)粘土層。單軸攪拌樁根據(jù)設(shè)計圖紙要求，要求用P.O42.5 級的普通硅酸鹽水泥，20%水泥摻量，水灰比0.5。采用“四攪二噴”施工工藝有效樁長上部3m 復(fù)噴。施工時嚴格控制水灰比不超過要求：應(yīng)預(yù)先取土進行室內(nèi)配比試驗、水灰比根據(jù)現(xiàn)場工藝性試樁最終確定。嚴格控制攪拌樁的垂直度，樁身垂直偏差不得大于1/200，攪拌樁位置的偏差不得大于50mm。正式施工前應(yīng)進行工藝性試樁、工藝性試樁（不少于3 組）需在監(jiān)理人員監(jiān)管下施工，確保按設(shè)計水泥摻入量將水泥與土充分攪拌，并應(yīng)嚴格控制漿液自鉆桿冒出現(xiàn)象。水泥攪拌樁完成后，應(yīng)進行樁身強度、樁身完整性和單樁承載力的測試。承載力試驗應(yīng)在成樁后28 天進行。質(zhì)量檢驗點的數(shù)量不得少于施工孔數(shù)量的1%，不得少于3 個點。施工中樁體的試塊（邊長70.7mm 立方體）按照設(shè)計要求標準養(yǎng)護90d的立方體抗壓強度平均值不小于25MPa。對施工完成的樁，豎向承載力特征值經(jīng)過檢測要求不低于125KN。對施工完成的樁，復(fù)合地基承載力的特征值經(jīng)過靜載檢測要求不低于130KPa，應(yīng)通過復(fù)合地基靜載試驗確定。復(fù)合地基的靜載試驗次數(shù)不得少于3 次。樁頂設(shè)褥墊層，最薄處為200mm，緩沖層可選擇中砂、粗砂或碎石，緩沖層最大粒徑不應(yīng)大于20mm，褥墊層的夯填度不大于0.9。

2.1 施工準備階段的監(jiān)理質(zhì)量控制

熟悉設(shè)計圖紙：首先應(yīng)詳細了解設(shè)計圖紙，熟悉軟土地段的地質(zhì)、地層分布，以及有關(guān)設(shè)計的樁的各種參數(shù)，掌握成樁的質(zhì)量控制指標和檢測方法等。制定實施細則：施工前還應(yīng)制定實施細則，用以指導(dǎo)后面工作的開展。施工現(xiàn)場準備：施工前，現(xiàn)場應(yīng)平整，清除礦井周圍一定范圍內(nèi)的障礙物，在樁基施工開工前要完成通水、通電、道路通，做好必要的施工準備。原材料質(zhì)量控制：根據(jù)中心實驗室的檢測結(jié)果，選擇水泥的品種、規(guī)格和質(zhì)量，防止水泥因水分結(jié)塊或變質(zhì)。對于施工機械及設(shè)備的質(zhì)量控制，監(jiān)理部對進場水泥攪拌樁提供的攪拌鉆機和輸送水泥物料的輸送設(shè)備進行進場驗收，鉆機設(shè)備在開工前需進行檢查，驗收合格后才能進行鉆探。[1]為了了解和控制水泥的用量，使材料混合均勻，這些機械設(shè)備可配備相應(yīng)的計算機記錄儀和配套打印設(shè)備，以便隨時打印數(shù)據(jù)，而且對泵壓力表、打樁機上的轉(zhuǎn)速表和電流表應(yīng)進行檢修或更換。

2.2 現(xiàn)場工藝性試樁

水泥攪拌樁是將水泥和地基土混合后所形成的樁，使其凝固、硬化，從而提高整體強度。一般情況下，攪拌次數(shù)越多，攪拌越均勻，這樣得到的質(zhì)量會很好，攪拌的此次會相應(yīng)增加時間，降低效率。[2]因此，經(jīng)過試樁現(xiàn)場實際情況與設(shè)計要求來確定最佳的攪拌次數(shù)、水泥漿的水灰比、泵送和壓力，并可以掌握鉆進速度、提升速度和重新攪拌深度，為下一步大型攪拌樁施工確定合理的工藝流程，為試樁提供依據(jù)，使工程的質(zhì)量和施工速度得到很大提高。[3]這一段有3 個試樁。本部門主管目睹了試驗過程，并對關(guān)鍵工序進行了邊站監(jiān)督。試樁所獲得的工藝參數(shù)能夠滿足設(shè)計要求，可作為大型工程施工的指導(dǎo)依據(jù)。

2.3 施工階段的監(jiān)理質(zhì)量控制

為了保證施工質(zhì)量，根據(jù)工藝樁試驗確定的各項施工技術(shù)參數(shù)，制定監(jiān)理控制要點，并對路基施工質(zhì)量控制的有關(guān)監(jiān)理人員進行培訓和通知，以便于現(xiàn)場施工過程有針對性的管理和控制，并經(jīng)常對原始記錄進行現(xiàn)場施工檢查。

1.水泥攪拌樁垂直度控制：鉆機到位后，檢查鉆機水平，檢查施工單位經(jīng)緯儀測得的垂直度，允許垂直度偏差小于1%。

2.在邊站監(jiān)督過程中，檢查鉆機的鉆孔深度、注漿標高和停止面，以確保攪拌樁的長度和注入水泥漿的量符合設(shè)計要求，攪拌樁的長度不得短于干式設(shè)計樁的長度，干式試樁時不得確定整個樁的水泥量。噴射混凝土的質(zhì)量控制措施：對水泥漿的水灰比和泥漿比重進行抽檢，水泥漿的用量和均勻性對質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。為了保證水泥漿的均勻性，監(jiān)理在巡檢中要求施工單位嚴格按照設(shè)計要求進行鉆頭提升速度和抽檢泥漿比重。從注漿開始到鉆頭有時間的間隔，所以鉆頭必須停留在柱子的底部，讓它預(yù)先噴霧并攪拌30秒才能升起。另外，旁站過程中，督促施工單位現(xiàn)場技術(shù)人員對噴漿壓力、水泥漿用量、水泥漿輸送管進行檢查，防止噴漿過程出現(xiàn)異常，如果出現(xiàn)斷漿，要求通過攪拌池向攪拌樁里注漿，這樣對樁的成型有好處，進行補漿的部位和斷漿處要有50cm 的搭接，監(jiān)理人員對此問題處理情況進行詳細記錄。檢查攪拌樁水泥漿液拌制情況，對工藝試驗確定配合比的執(zhí)行情況進行檢查，檢查施工單位現(xiàn)場的水泥漿液比重自檢記錄，并進行不定時的抽檢，保證漿液比重滿足工藝試驗確定的參數(shù)要求，同時對拌漿量進行檢查，保證滿足單根樁施工需要的用量，否則不得進行下一根樁的施工，制備好的漿液在儲漿池內(nèi)應(yīng)連續(xù)攪拌防止離析。

3.在日常的施工過程中，督促施工單位現(xiàn)場技術(shù)人員經(jīng)常對輸漿管進行檢查，不得泄漏及堵塞，對使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不得大于10mm（建筑地基處理技術(shù)規(guī)范）。

4.為防止施工單位疏于對攪拌樁施工現(xiàn)場的管理，對施工單位路基管控技術(shù)負責人員到崗情況進行檢查，主要技術(shù)負責人員不在場不得進行攪拌樁施工。

5.檢查施工單位對軟件基處理班組的技術(shù)交底記錄，嚴禁未交底或交底不清即進行施工。

6.軟基處理區(qū)域監(jiān)理應(yīng)熟悉本段設(shè)計樁長指標，并經(jīng)常檢查水泥攪拌樁鉆進深度，做好記錄。[4]

7.監(jiān)理人員要加強鉆進過程中水泥漿的流量、壓力、體積和比重的檢查和記錄，重點對計算機接收樁數(shù)據(jù)的打印過程進行邊站監(jiān)理，督促現(xiàn)場技術(shù)管理人員對水泥攪拌樁施工質(zhì)量進行自檢自控。

8.水泥攪拌樁施工中發(fā)現(xiàn)問題或異常情況，須要求施工單位及時糾正，并采取補救措施。施工單位不糾正的，應(yīng)當及時向上級報告，以便及時解決，不給軟基處理質(zhì)量留下隱患。

3 水泥土攪拌樁樁基檢測基監(jiān)理過程控制

本工程水泥攪拌樁施工完成后，根據(jù)依據(jù)設(shè)計及規(guī)范要求，檢測方法及檢測數(shù)量：（1）單樁豎向抗壓靜載試驗根據(jù)規(guī)范JGJ106-2014 中3.4 項規(guī)定“在相同條件下，試樁次數(shù)不得少于樁總數(shù)的1%，也不得少于3 次；當樁的總數(shù)小于50 時，檢測樁的數(shù)量不應(yīng)小于2”。（2）復(fù)合地基載荷試驗根據(jù)規(guī)范JGJ340-2015 中5.1.4 要求“單位工程檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的0.5%且不應(yīng)少于3 個點”。（3）低應(yīng)變法：在低應(yīng)變試驗中對樁身完整性進行100% 抽查。[5]通過此三種的檢測目的：在施工單位攪拌樁完成后，填報見證取樣委托單，通過實驗室安排靜載設(shè)備到現(xiàn)場，檢測豎向抗壓的承載力及復(fù)合地基來判斷樁是否合格；低應(yīng)變法是用來判斷樁身完整性的，通過這種檢測方法能得到樁身缺陷位置以及了解缺陷程度。監(jiān)理事前應(yīng)從以下幾方面著手工作：水泥質(zhì)量檢查（附：材料的試驗報告等）；嚴格要求施工單位按照設(shè)計及規(guī)范要求進行試樁，來判斷水泥摻量和設(shè)計要求一致，及時按照現(xiàn)場試樁情況填寫試樁記錄，按照試樁記錄及設(shè)計要求指導(dǎo)后序施工；監(jiān)理部通過施工單位報審的施工組織設(shè)計及施工技術(shù)方案，總監(jiān)理工程師組織審查。重點是質(zhì)量檢驗體系；監(jiān)理部在施工過程增加巡檢措施，成樁后按照規(guī)范進行成樁質(zhì)量檢驗；施工中重點控制點對靜載設(shè)備的進場，樁基試驗堆載以及開始加載和最后一級加載進行旁站監(jiān)理，中間各級加載監(jiān)理可進行巡視監(jiān)督，對現(xiàn)場施工的原始記錄及影像資料及時歸檔留存，試驗結(jié)束后，監(jiān)理員簽字認可。事后控制檢查試驗報告內(nèi)容及資料管理（附工程質(zhì)量現(xiàn)場檢測見證確認表）。

水泥攪拌樁檢測監(jiān)理控制要點，以保證水泥攪拌樁施工質(zhì)量及檢測評定規(guī)范化、科學化。具體研究目的包括分析水泥攪拌樁復(fù)合地基承載力的可靠度探討，對攪拌樁樁身質(zhì)量的檢測所用方法和判斷標準的優(yōu)缺點，以及探討軟土地基下水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制及檢測方法。通過綜合分析各方面因素，監(jiān)理在施工過程中嚴格按照設(shè)計要求進行驗收，提出了通過各種控制措施確保攪拌樁的質(zhì)量和樁基靜載檢測的規(guī)范性、科學化的有效控制要點。

4 結(jié)論

水泥攪拌樁的質(zhì)量控制方面，本文從多個角度出發(fā)，對攪拌樁內(nèi)的質(zhì)量通過施工過程控制進行研究，提出了幾種有效的檢測方法，如單樁豎向抗壓靜載試驗、復(fù)合地基檢測、低應(yīng)變檢測等手段。通過對這些方法的優(yōu)缺點進行分析，根據(jù)施工現(xiàn)場實際狀況選用符合要求的檢測方法，可以有效地提高水泥攪拌樁的施工質(zhì)量與安全性。另外，在水泥攪拌樁的監(jiān)理方面，研究者們也提出了多種有效的監(jiān)理控制方法。例如，通過嚴格的施工管理，加強施工過程的控制，對于施工質(zhì)量進行全程監(jiān)測等手段。這些方法不僅能確保水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，還能提升施工的效率，大大降低施工成本。綜上所述，水泥攪拌樁的質(zhì)量控制與監(jiān)理是影響工程穩(wěn)定性和安全性的重要因素。