淺談水泥攪拌樁在謝寨站地基處理中的應用

陳 橋

（安徽省阜南縣水利局，安徽 阜南 236300）

1 工程概況

謝寨站位于大洪河左堤阜南縣境內(nèi)，35+750 樁號處，具有排澇和灌溉功能。工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3 級；設計提水流量10.0m3/s，設3 臺1000HDB-60 型潛水混流泵，配套電機450kW，共1350kW；設計排澇流量2.4m3/s，設1 臺900ZDB-100 型潛水軸流泵，配套電機200kW，本站裝機總容量為1550kW。因壓力水箱及控制閘段持力層主要位于老洪河河道淤泥粉質壤土內(nèi)，該層屬高～中壓縮性，承載力低。為滿足建筑物對地基承載力的要求，采用水泥攪拌樁進行地基加固處理。

2 設計技術要求

壓力水箱至出口段采用水泥攪拌樁干噴法施工，共1045 根，水泥摻入量為15%，樁徑為500mm，中心距為0.9m，平均長度6.8m，停粉面高出設計樁頂0.5m，樁總長7.3m，用于水泥攪拌樁的水泥（PO32.5普通硅酸鹽水泥）為干粉。設計要求水泥攪拌樁地基承載力達到：復合地基承載力≥140kPa，單樁豎向地基承載力≥75kPa。

3 施工準備

3.1 技術交底

開工前，工程技術負責人組織對樁基工程進行安全和技術質量復核，制定科學可行的施工方案、質量保證措施和驗收計劃。技術人員將樁位進行編號，繪圖打印后對樁機人員進行交底。測量人員根據(jù)勘測設計單位提供的設計坐標及導線點數(shù)據(jù)進行復核自檢，確保樁位符合設計圖紙要求。施工前技術人員編制記錄表格，在施工過程中對每根樁進行認真記錄，做到打設一根，記錄一根，圖上標注一根，防止漏打。

3.2 場地整理

將地面雜物徹底清理干凈，如場地處于低洼地段，應進行粘性土分層回填夯實作業(yè)，以滿足機械行走要求。

3.3 設備準備

施工現(xiàn)場配備一臺水泥土攪拌樁機，并已按照要求進行報驗，另外配備挖掘機一臺配合樁機整理施工場地，調(diào)運灰罐等輔助工作。

3.4 試樁

水泥攪拌樁的施工工藝，應根據(jù)設計系數(shù)和實測施工參數(shù)，通過試樁確定，試樁數(shù)量以5 根為宜，鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力等也應根據(jù)試樁確定。

3.5 先導孔

施工開始前，在樁區(qū)內(nèi)按縱向每隔10m、橫向每隔5m 的間距鉆孔試樁，以確定軟土和底層的深度，作為后續(xù)工程施工的基礎。

3.6 打樁

水泥攪拌樁施工時，樁頂應比設計高度高0.5m。在開挖過程中，應人工挖除樁頂以上的質量較差部分。為確保打樁質量，施工期間機械設備的垂直和水平布置準確。

4 施工工藝流程及技術要點

4.1 施工工藝流程

（1）測量放樣。在圖紙上找到基準坐標點，按設計要求放出點位及控制高程。使用全站儀對四周控制樁進行放樣，測量測定試樁樁位后，做好標識，并注意保護，中間部分樁位使用50m 鋼尺按照設計圖紙標注的尺寸進行放樣，在樁位上灑白灰線做好標記，在樁機就位時，再進行鉆頭位置復核。放樣完成后請監(jiān)理人員復核并驗收。

（2）樁機就位。樁機就位后進行測量復核，首先通過設備的自行水平裝置調(diào)平，后將機架調(diào)整豎直，垂直誤差角度不大于1%，最后就是在鉆桿上標出鉆孔深度的刻線作為標尺，確保鉆管下鉆時深度能夠達標。同時檢查鉆桿長度，鉆頭直徑，連接好輸灰管路，復核樁位；檢查樁機攪拌頭翼片的數(shù)量、寬度、與攪拌軸的垂直夾角及攪拌頭的回轉數(shù)，保證加固深度范圍內(nèi)的土體均能充分攪拌。由現(xiàn)場技術人員檢查確認無誤后開機作業(yè)。

（3）第一次下鉆攪拌。檢查并定位樁機，自動縱向和橫向移動樁機，并將鉆頭調(diào)整到鉆孔的位置。攪拌機啟動，鉆頭旋轉鉆孔。為避免鉆孔過程中堵塞孔洞，不注入硬化材料，只使用壓縮空氣，確保鉆孔順利進行，并降低負載扭矩。鉆孔過程中，固結的散裝材料在現(xiàn)場混合。當鉆至孔底時，鉆孔停止，重新啟動攪拌機，改變鉆機的旋轉方向，同時打開計量裝置前的控制閥，將所需水泥量的一半注入攪動的松土中，同時提升攪拌機，最大限度地進行攪拌和注入，以獲得均勻的混合物，使散裝水泥與軟土完全混合。

（4）第二次下鉆攪拌。打開攪拌機第二次下鉆，在鉆進過程中攪拌，使水泥與周圍土體完全混合，邊提升邊噴射邊攪拌，利用噴粉樁機的步履功能移動鉆機至新孔位，重復以上過程。

（5）施工記錄報監(jiān)理審核。施工員詳細記錄成樁時各項指標的完成時間，持續(xù)時間以及現(xiàn)場情況，完成后報送監(jiān)理部進行審核簽字。

4.2 施工技術要點

（1）開始施工時，基坑應高出攪拌樁頂邊緣至少1.0m，施工面應平整、無雜物，施工設備要求平穩(wěn)、安全。應在距離攪拌樁頂邊緣1.0m 處用人工挖土。

（2）實際樁頂邊緣應比設計樁頂邊緣至少高出0.5m。設計樁頂在挖掘時用人工清除。嚴禁用挖掘機或其他機械清除，以免損壞樁身結構。

（3）為確保樁的質量，在施工過程中，應堅持校正機械的垂直度和水平度，打樁時垂直度偏差不得超過1.0%，樁位偏差不得超過20mm，樁深不得超過設計深度，樁徑不得小于50cm。

（4）控制樁的下沉和提升速度，每米不超過0.8m/min。樁底鉆孔后，應將鉆孔底座旋轉就位1～2min，打開噴灰蓋，從噴嘴噴出水泥粉后，方可起吊。施工和處理過程中遇到的問題應及時處理。

（5）為防止粉塵從地面逸出，散落到空氣中污染環(huán)境，應控制好最后一道工序中螺旋鉆的提升時間，確保螺旋鉆在噴灑過程中距地表50cm 左右停止噴灑。

（6）鉆孔復攪深度應為樁長的1/2 或1/3。根據(jù)樁芯取樣、樁身檢查的結果看，一次噴粉提升成樁影響樁身的強度，在整個攪拌樁過程中應確保樁身的均勻性。

5 水泥攪拌樁施工

施工期間場地應平整，并在地面兩側設置排水設施。樁的位置應清晰、可辨、準確。水泥須放置在高地上，下面有良好的通風，而且放置水泥的場地排水良好。嚴禁將不同廠家和型號的水泥混合在一起，以保持施工秩序。

每天認真核對樁機的收料量，確保每批樁機的收料量與打樁機生產(chǎn)的攪拌樁長度數(shù)量相對應，并核對數(shù)據(jù)的準確性。加強數(shù)據(jù)管理，在施工過程中準確錄入相關技術數(shù)據(jù)，確保所有數(shù)據(jù)必須準確可靠。

對于攪拌樁的成樁條件、混合料的均勻程度以及7d 和28d 的強度，由第三方檢測機構進行檢測。

6 樁體檢測與復核地基靜載試驗

6.1 全程質量控制

水泥攪拌樁的質量控制應貫穿在施工的全過程，機械操作要熟練，水泥漿用量及復攪深度應滿足要求。水泥土攪拌過程中鉆頭的下降和上升速度應與第一次相同，每根水泥土攪拌樁的下降和上升時間應由專人記錄，如有不符，應在“備注”欄中注明。施工前應全面檢查樁機，用水平儀和懸掛球調(diào)平機架，驅動架上沖桿的傾斜度不得超過1%。在施工過程中，必須及時、正確地完成初步調(diào)整，如有問題應及時糾正。

6.2 成樁檢測

樁基施工后3d 內(nèi)，應通過觸探法檢查每米樁身的均勻性，頻率為總樁數(shù)的1%，不得少于3 根。成樁7d 后，淺部開挖樁頭（低于樁面0.5m），目測檢查樁身的均勻性，并測量樁徑,檢查數(shù)量占總樁數(shù)的5%。成樁28d 后，在壓力水箱和控制閘范圍內(nèi)各抽取三組，進行單樁復合地基垂直承載力靜載試驗。單樁復合地基的承臺板面積為1.0m×1.0m，加載方式為均勻堆載。檢測結果表明，復合地基的承載力符合設計荷載要求。

7 結語

水泥攪拌樁是一種高效、經(jīng)濟和安全的地基處理技術，不僅可以用于一般工民建等工程，也可以用于大中型水利工程基礎處理。通過謝寨站地基處理實際應用，有效提升了謝寨站地基承載力，也使地基變形情況得到有效控制■