水泥攪拌樁施工及質(zhì)量控制

水泥攪拌樁多用于軟土層的地基加固處理工程中，其基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，可通過(guò)專用機(jī)械設(shè)備將水泥噴入處理的軟土地基內(nèi)，并在噴注過(guò)程中上下攪拌均勻，使水泥與土發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆粒或小土團(tuán)凝結(jié)在一起形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體，這就是水泥骨架作用，同時(shí)，水泥在水化過(guò)程中生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子進(jìn)行離子交換作用，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而進(jìn)一步提高土體的強(qiáng)度，達(dá)到提高地基承載力的目的。用水泥攪拌樁處理軟弱地基效果顯著，處理后可很快投入使用。它的施工方法根據(jù)噴注的是漿液還是粉體可分為濕法和干法兩種。為解決高速公路橋頭下沉問(wèn)題，我們已在石黃高速公路衡水支線和青銀高速公路進(jìn)行了濕法水泥攪拌樁的施工，且取得了良好效果。筆者結(jié)合施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將施工中一些質(zhì)量控制匯總?cè)缦拢�望與同行探討切磋。

　　一、水泥攪拌樁的施工準(zhǔn)備

　　首先是試驗(yàn)準(zhǔn)備，備好滿足設(shè)計(jì)要求的水泥，并按規(guī)定頻率進(jìn)行抽檢試驗(yàn)，在溫州市甌海大道城市快速公路用的p.o32.5#水泥。根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求，確定水泥摻入比。按設(shè)計(jì)文件要求水泥摻入比一般在12～15%之間，并根據(jù)實(shí)際土質(zhì)的干容重計(jì)算出每延米樁體的水泥用量。每延米水泥用量約為50～55千克/米左右。水泥漿液的配制要嚴(yán)格控制水灰比，一般為0.45～0.50，比重一般為1.65～1.7，要求調(diào)制出的水泥漿有較好的流動(dòng)性、和易性。施工中可用泥漿比重計(jì)控制水泥漿稠度來(lái)確保最佳的水灰比。其次是施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地應(yīng)事先平整好，清除樁位處地上、地下一切障礙。場(chǎng)地低洼時(shí)應(yīng)填好粘土，不得回填雜土。正式大面積開(kāi)工前，應(yīng)進(jìn)行不少于5顆的工藝試驗(yàn)樁，試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數(shù)、泵送時(shí)間、泵送壓力、攪拌機(jī)提升速度、下鉆速度以及噴漿時(shí)間等參數(shù)，以指導(dǎo)下一步水泥攪拌樁的大規(guī)模施工。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)一定要做好水泥的防雨、防潮措施。

　　二、水泥攪拌樁的施工質(zhì)量控制

　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試樁石黃高速公路衡水支線和青銀高速公路的水泥攪拌樁采用的施工工藝均為二攪二噴。二攪二噴的工藝流程為：鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓注漿泵（預(yù)噴持續(xù)30秒）→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿（提升速度為0.6米/每分鐘左右）→上升至工作基準(zhǔn)面以下30厘米至50厘米(持?jǐn)?0秒)→正循環(huán)復(fù)攪并噴漿下沉→到底部噴漿停止→反循環(huán)提鉆至地面(提升速度為0.7米/每分)→成樁結(jié)束→施工下一顆樁→清樁頭驗(yàn)樁。

　　施工過(guò)程的監(jiān)控和管理是成樁質(zhì)量的關(guān)鍵所在。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐筆者認(rèn)為施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

　　1、選擇合理的位置開(kāi)挖配制水泥漿用的灰漿池，并用水泥砂漿抹面進(jìn)行防水處理；測(cè)量放線布樁時(shí)要重點(diǎn)對(duì)控制性軸線、樁位進(jìn)行復(fù)查，滿足要求后方可開(kāi)鉆。

　　2、樁長(zhǎng)、樁位、樁徑的控制：樁長(zhǎng)的控制不僅要看表，而且要在鉆機(jī)搭架上做出明顯的標(biāo)記，在設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)深度位置、沒(méi)進(jìn)鉆的鉆頂?shù)奈恢觅N上（劃上）明顯標(biāo)記并寫上數(shù)字，其它刻度用較小的標(biāo)記；樁位控制時(shí)測(cè)量放樣后應(yīng)釘小樁，然后鉆白灰點(diǎn)，垂直度是樁位控制的關(guān)鍵，因?yàn)榇怪倍扔绊憳兜某休d力。最好用吊錘球的方法控制垂直度；樁徑控制要求不小于設(shè)計(jì)直徑，要經(jīng)常檢查鉆頭，發(fā)現(xiàn)磨損超限時(shí)及時(shí)焊補(bǔ)。

　　3、水泥劑量的控制：為確保樁體水泥每米摻入量以及水泥漿用量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每臺(tái)機(jī)械均應(yīng)配備電腦記錄儀，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用比重計(jì)控制水泥漿稠度。最好做到一樁一配漿，一樁一清池（灰漿池）。另外項(xiàng)目經(jīng)理部最好指派專人負(fù)責(zé)水泥攪拌樁的施工，全過(guò)程旁站水泥攪拌樁的施工過(guò)程。所有施工機(jī)械均應(yīng)編號(hào)，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、鉆機(jī)長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、水泥攪拌樁樁長(zhǎng)、樁距等制成標(biāo)牌懸掛于鉆機(jī)明顯處，確保人員到位，責(zé)任到人。

　　4、水泥攪拌樁樁頭復(fù)攪的控制：當(dāng)鉆機(jī)反循環(huán)提鉆并噴漿升至工作基準(zhǔn)面以下30～50厘米時(shí)，持噴30秒水泥漿，目的是保證樁的上部密實(shí)度和強(qiáng)度，根據(jù)荷載的擴(kuò)散及傳遞原理，有必要加強(qiáng)水泥樁上部的密度和強(qiáng)度。

　　5、噴漿時(shí)間的控制：每根樁開(kāi)鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。

　　6、成樁的檢驗(yàn)：制樁完成后，須達(dá)到要求的齡期后方可進(jìn)行開(kāi)挖，清理樁頭時(shí)不得使用重錘或重型機(jī)械，宜用小錘、短釬等輕便工具操作以免損傷樁頭。群樁樁頂應(yīng)平齊，間距應(yīng)均勻；樁體圓勻，無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象。水泥攪拌樁成樁28天后，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(zhǎng)度。鉆芯時(shí)不應(yīng)在樁中心，應(yīng)偏外側(cè)些。取出的芯樣攪拌應(yīng)均勻，凝體無(wú)松散，其顏色應(yīng)深淺一致，不應(yīng)存在水泥漿聚集的“結(jié)核”。每根樁取出的芯樣由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)指定相對(duì)均勻部位，送試驗(yàn)室做28天齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，取出樁芯后留下的空洞應(yīng)用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。在特大橋橋臺(tái)或軟土層深厚的地方，或?qū)κ┕べ|(zhì)量有懷疑時(shí)，可在成樁28天后，由監(jiān)理工程師隨機(jī)指定抽檢單樁承載力或復(fù)合地基承載力。隨機(jī)抽查的樁數(shù)不宜少于樁數(shù)的0．2％，且不得少于3根。試驗(yàn)用最大載荷量為單樁或復(fù)合地基設(shè)計(jì)荷載的兩倍。

　　三、水泥攪拌樁的施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理

　　1、噴漿阻塞：原因可能是水泥受潮結(jié)塊或制漿池濾網(wǎng)破損或者是清漿不徹底。處理措施應(yīng)改善現(xiàn)場(chǎng)水泥存儲(chǔ)環(huán)境及時(shí)清渣并時(shí)常檢查濾網(wǎng)的破損狀況。

　　2、噴漿不足：原因可能是輸漿管彎折、外壓、泄漏或輸漿管道過(guò)長(zhǎng)，沿程壓力損失大。處理措施應(yīng)及時(shí)檢查、維護(hù)管道并選擇適當(dāng)?shù)奈恢瞄_(kāi)挖制漿池。當(dāng)場(chǎng)地條件不具備時(shí)，可適當(dāng)調(diào)增泵送壓力。

　　3、進(jìn)尺受阻：原因可能是地下存有尚未清除的孤石、樹(shù)根或其它。處理措施應(yīng)停機(jī)排除障礙或移位。

　　4、速度失穩(wěn)：原因可能是設(shè)備自身控制系統(tǒng)問(wèn)題或機(jī)組人員操作不規(guī)范、不熟練，處理措施做到不合要求的設(shè)備不得進(jìn)場(chǎng)，制定完善明確的責(zé)任制并搞好崗前培訓(xùn)。

　　水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工的各環(huán)節(jié)，嚴(yán)格。水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不好，一旦被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工的各環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過(guò)程的管理非常重要。施工質(zhì)量的控制更是一項(xiàng)細(xì)致的技術(shù)工作。最好建立施工班組

　　組自檢互檢，技術(shù)負(fù)責(zé)人抽檢和配合監(jiān)理旁站監(jiān)督的質(zhì)量保證體系。