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探討水泥攪拌樁在建筑工程軟基處理的應用
摘要：水泥攪拌樁通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，使軟土硬結而提高地基強度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用。
關鍵詞：水泥攪拌樁;建筑工程;軟基處理
1、水泥攪拌樁的類型
水泥攪拌樁是一種應用較廣泛的地基加固方法，根據水泥水化的化學機理，其施工工藝主要有兩種：一種稱為，先在地面把水泥制成水泥漿，然后送至地下與地基土攪和，待其固化后，使地基土的物理力學性能得到加強：另一種，采用壓縮空氣把干燥，松散狀態(tài)的水泥粉直接送入地下與地基土拌和，利用地基土中的孔隙水進行水化反應后，再行固結，達到改良地基的目的。目前我國水泥攪拌樁施工較多采用“噴漿”工藝。
2、水泥攪拌樁的施工工藝流程及質量控制
水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，使軟土硬結而提高地基強度。這種方法適用于處理處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉質土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用。
2.1 施工準備
(1)攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹根和生活垃圾等)。場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。
(2)水泥攪拌樁應采用合格的R32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，承包人應將水泥的樣品送中心試驗室或監(jiān)理工程師指定的試驗室檢驗。
(3)水泥攪拌樁施工機械應配備電腦記錄儀及打印設備，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監(jiān)理工程師每天收集電腦記錄一次。
(4)水泥攪拌樁施工機械必須具備良好及穩(wěn)定的性能，所有鉆機開鉆之前應由監(jiān)理工程師和項目經理部組織檢查驗收合格后方可開鉆。
2.2 施工工藝流程樁位放樣一鉆機就位一檢驗、調整鉆機一正循環(huán)鉆進至設計深度一打開高壓注漿泵一反循環(huán)提鉆并噴水泥漿一至工作基準面以下O.3m一重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度一反循環(huán)提鉆至地表一成樁結束一施工下一根樁。
3、施工控制
(1)水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。
(2)為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。
(3)對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數。
(4)為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場應配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。
(5)水泥攪拌配合比：水灰比O.45～0.50、水泥摻量12%、每米摻灰量46.25kg、高效減水劑0.5%。
(6)水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。
(7)為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30s，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30s。
(8)在攪拌樁施工過程中采用“葉緣噴漿”的攪拌頭。這種攪拌頭的噴漿口位于攪拌葉片的最外緣，當漿液離開葉片向樁體中心環(huán)狀空間運移時，隨著葉片的轉動和切削，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。長期使用證明，“葉緣噴漿”攪拌頭能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題。
(9)施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加50k 若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。
(1O)施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應按監(jiān)理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12h內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段應大于100cm，超過12h應采取補樁措施。
(11)現(xiàn)場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：① 施工樁號、施工日期、天氣情況：②噴漿深度、停漿標高;③灰漿泵壓力、管道壓力;④鉆機轉速;⑤ 鉆進速度、提升速度;⑥漿液流量;⑦每米噴漿量和外摻劑用量;⑧ 復攪深度。
4、質量檢驗
4.1檢驗方法
(1)水泥攪拌樁成樁7d可采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。
�、贆z驗攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鉆，在攪拌樁身中心鉆孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的“結核”或未被攪勻的土團。
②觸探試驗：根據現(xiàn)有的輕便觸探擊數(N10)與水泥土強度對比關系來看，當樁身1d齡期的擊數N10大于15擊時，樁身強度已能滿足設計要求;或者7d齡期的擊數N10大于30擊時，樁身強度也能達到設計要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。
(2)水泥攪拌樁成樁28d后，用鉆孔取芯的方法檢查其完整性、樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定相對均勻部位，送實驗室做(3個一組)28d齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做3個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率為1～15%。
(3)如果某段或某一橋頭水泥攪拌樁取芯檢測結果不合格率小于10%，則可認為該段水泥攪拌樁整體滿足要求：如果不合格率大于10%小于20%時，則應在該段同等補樁;如果不合格率大于30%，則該段水泥攪拌樁為不合格。
(4)對攪拌樁取芯后留下的空間應采用同等強度的水泥砂漿回灌密實。
(5)在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28d后，由監(jiān)理工程師隨機指定抽檢單樁或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的O.2%，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。
4.2 外觀鑒定①樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象;② 攪拌均勻，凝體無松散;③ 群樁頂齊，間距均勻。
5、工程實例
2010年我參與了田灣核電擴建工程某箱涵施工的管理工作，箱涵基礎主要采用了水泥攪拌樁復合加固地基處理的方法，地基深攪樁具體施工工藝要求及質量控制如下：
5.1施工設計要求
(1)深攪樁樁徑600mm，樁間距1.20m，樁長8.0m，正方形布樁。
(2)水泥攪拌樁采用P·C32.5級復合硅酸鹽水泥，水泥摻入量為15%，水灰比0.50。
(3)攪拌樁按兩噴四攪施工，升降速度v≤0.55m/mi(4)施工時應做到樁體均勻。攪拌樁樁位偏差不應大于50mm，樁身垂直度偏差不應大于0.5%。
(5)處理后地基承載力不小于120KPa。
5. 2 施工布置根據工期要求，計劃進1臺深攪樁機，深攪樁機型號為PH一5A型，平均每日能完成打樁約25～28根，計劃6d內完成。
5. 3 施工工藝及質量控制
(1)施工工藝
�、� 根據圖紙坐標及方格網測放樁位，每根樁位用毛竹樁釘好。
�、跇稒C就位，樁機安裝必須水平、穩(wěn)固，機底必須用枕木墊平、墊實。機架正、側面和攪拌管必須垂直，攪拌頭對準樁位，并用線錘測設樁架垂直度，符合要求后方可開鉆。
�、蹟嚢柘鲁痢⒅茲{：借深層攪拌機的自重，從實際樁頂至樁底以O.5～1.0m/min的速度沿導向架邊旋轉邊切土下沉直至設計樁底標高。
④水泥滲入為15%，水灰比為0.5，攪拌時間大于90秒，攪出的水泥漿應具有良好的和易性及流動性，水泥為復合硅酸鹽32.5級，水泥進場后必須經檢驗合格后方可使用，制漿應在旋噴前1h以內拌和均勻。嚴禁使用受潮結塊過期的水泥。水泥堆放點，采用底部石塊墊高，下部用塑料布及蓬布覆蓋的方法，保證水泥堆放現(xiàn)場地干燥、防潮、防雨。
(2)質量控制
�、� 施工前，應對全體管理人員和施工人員進行一次全面的質量、安全教育，認真學習國家有關規(guī)范規(guī)程，講明工程的重要性，了解設計圖紙和施工的重點，并進行有針對性的技術交底。做到分工負責、環(huán)環(huán)緊扣，各道工序必須經建設單位、監(jiān)理單位驗收合格后方可進行施工。
�、谧龅絿栏裼嬃浚扛鶚端盟嗔�、外加劑量應嚴格把關，在開鉆前，應將本號樁的水泥用量算好，做好水泥及外加劑的計量工作，且必須有記錄，有專人負責，攪拌桶上用紅油漆做好標志，嚴格控制水灰比，不得任意加水。
③ 認真做好施工原始記錄和資料的收集整理工作�，F(xiàn)場記錄要求：
現(xiàn)場記錄必須由專人負責，每班一人，做好每根樁的現(xiàn)場記錄，記錄必須認真負責，做到準確、真實、規(guī)范，記錄上應詳細記錄攪拌機每次下沉與提升的時間，以及噴漿與停漿的時間。
�、� 樁長控制措施：開鉆前應在鉆桿上做出明顯標志，以便施工時控制好樁長以及空攪部分。
�、輼洞怪倍瓤刂拼胧簶稒C鉆架上分別設置線錘，現(xiàn)場架設垂標。偏差不應超過0.5%。
6、結束語
水泥攪拌樁通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，使軟土硬結而提高地基強度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用，在建筑工程施工中確保工程質量的前提下能夠降低施工成本、縮短了基礎處理施工工期，在工期緊、出于成本考慮不易進行基坑大開挖或基礎土質換填，考慮使用水泥攪拌樁進行基礎處理應該是經濟、科學的施工方案。
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