湯美娜 TANG Mei-na
（遼寧城市建設職業技術學院，瀋陽 110122）
（Liaoning Urban Construction Technical College，Shenyang 110122，China）
摘要： 近年來水泥攪拌樁在軟土地基中得到廣泛應用，但是由於使用的機械設備及地基土物理性能不同，其施工工藝也不同。本文以某試驗場高速環路環形段橋樑施工為例，闡述該橋所採用深層攪拌樁進行地基處理的施工工藝。
Abstract： In recent years， the cement mixing pile is widely used in soft ground， but because of different physical properties of mechanical equipment and foundation soil， the construction process is also different. Taking the bridge construction of the annular section of a testing ground high-speed loop for example， this paper described the construction process of deep mixing pile for foundation treatment of the bridge.
關鍵詞 ： 水泥攪拌樁；地基處理；基礎工程
Key words： cement mixing pile；foundation treatment；foundation engineering
中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）18-0089-02
作者簡介：湯美娜（1983-），女，遼寧瀋陽人，遼寧城市建設職業技術學院，講師，碩士，研究方向為橋樑工程。
0 引言
水泥攪拌樁作為一種主劑，其固化劑是水泥，它軟基處理的一種有效形式，通過攪拌樁機把水泥噴入土體且攪拌後，土和水泥會相互作用使軟土硬結，進而提高基礎強度。本文結合工程實例，將傳統的施工工藝 「一噴三攪」改進為「兩噴四攪」，並取得了良好的效果。
某汽車試驗場地表土為海相沉積，地基土層分布較均勻，以粘質粉土及粉砂為主，其3層土為淤泥質粉土，濕度大，承載力較低，對高環路基填築影響較大，根據地質報告及設計要求，在試驗場高速環路環形段採用深層攪拌樁進行地基處理。由於本工程土質以粉土及粉砂為主，若採用傳統的「一噴三攪」施工工藝，很容易出現噴漿不均的現象，實際效果很難滿足地基處理的需求。要想解決這個問題，應結合本工程地質情況，從而將水泥攪拌樁施工工藝由「一噴三攪」改進為「兩噴四攪」。本工程水泥攪拌樁樁徑0.5m，樁長12m。其中K0+960-K2+980，K4+900-K6+940段間距1.5m，三角形布置。過渡區K0+910-K0+960，K2+980-K3+030，K4+850-K4+900，K6+940-K6+990樁距採用2m。水泥攪拌樁頂設置40cm碎石墊層，內設一層雙向土工格柵。下面介紹一下本工程採用「兩噴四攪」的施工工藝。
1 深層水泥攪拌樁施工工藝流程
深層水泥攪拌樁施工工藝流程如圖1所示。
1.1 漿液配製與輸送
攪拌的漿液以普通矽酸鹽水泥為主配製，水泥一般設計用量為55kg/m（施工水泥用量應通過室內試驗和成樁試驗確定）。
配製與輸送：攪拌灰漿時，應先加水，後加入水泥，然後利用砂漿攪拌機對水泥漿進行充分的攪拌，保證每次攪拌時間必須超過四分鐘。從灰漿拌和機把水泥漿倒入到集料斗時，過濾篩是一個必要步驟，只有這樣才能將水泥硬塊剔出。另外應保證集料斗的容量為0.2m3，如此不僅可以滿足施工的需要，也能避免不必要的異常情況。同時要求漿液進入儲漿罐中必須不停頓攪拌，以保證漿液不離析。
水泥漿由擠壓式灰漿泵壓入內徑為φ32的膠管送到深層攪拌機的鑽杆內，最後射入攪拌葉的出漿口。
1.2 深層攪拌施工
水泥攪拌樁採用「兩噴四攪」法施工：濕噴樁機首先在下鑽時噴出總漿量的20～40%，然後在提鑽時再把剩餘的漿量噴出，即兩噴；全過程四次攪拌，即四攪。一直重複攪拌提升到樁體頂部時，關閉噴漿泵，停止攪拌，樁體完成，樁機移至下一樁位重複上述過程細碎機。
①測量放樣。按設計樁位進行放樣編號，以便順序施工。機械安裝、調試、待轉速、空壓正常後，開始就位；鑽機就位後用塔架將攪拌機吊至設計指定樁位，攪拌機的鑽杆須垂直並對準樁位。
②帶漿下鑽。在確認漿液從攪拌葉的出漿口噴出後，方可啟動攪拌機，攪拌機鑽頭下沉至設計深度後，停留攪拌噴漿約1～2min，攪拌頭自樁底反轉，繼續噴漿，鑽頭提升至地面以下0.25m。
③復攪。第二次鑽進不噴漿，重新復拌下沉至樁底後，以同樣的方式反轉鑽頭提升至地面以下0.25m，此樁完成作業，然後移機到下一樁位施工。
④下鑽和提鑽速度。要想控制噴漿量，必須控制好濕噴樁機下鑽和提鑽速度，一般情況下鑽進速度≤1.0m/min。鑽頭到達樁底後攪拌噴漿1～2min，間歇後提鑽，確保底部有足夠的灰量，提鑽速度≤0.8m/min。
⑤應該安排專人負責記錄濕噴樁機鑽杆下沉或提升的時間，保證時間誤差不大於5s。一旦復攪當中出現意外情況而影響到樁體質量，鑽機提升後必須進行重新噴漿復攪，要求其在十二小時內補救施工，並且搭接長度必須大於1.0m。
2 施工參數
根據地質報告地下水為弱腐蝕水，本工程水泥攪拌樁宜採用濕法施工，因地下水豐富，土壤中的天然含水量較高，所以水灰比宜低不宜高，暫定水灰比0.5，水泥摻入量55kg/m，P.c32.5復合矽酸鹽水泥，水泥土強度質量標準： R7d?芏1.0MPa，R90d?芏1.2MPa；鑽杆下鑽速度0.38～0.75m/min，提鑽速度0.3～0.5m/min。
3 施工工藝質量控制要求
水泥漿必須使用機械拌制，拌和時間不少於3min，且應過篩，不得產生離析。應安排專人記錄攪拌過程中的各項參數，比如比重、水泥用量、攪拌時間等。必須保證泵送的連續性，同時要求噴漿量及攪拌深度必須符合國家的相關規範標準，然後記錄好這些參數並列印出來，待完工後附在施工原始記錄後。若水泥漿已經到達了噴漿口，應先噴漿攪拌30s，待樁端土和水泥漿充分攪拌後再提升攪拌頭，邊噴漿、邊提升、邊旋轉攪拌，提升到原地面下30～50cm時，不停漿原地攪拌30s再下沉攪拌。
水泥攪拌樁開鑽之前，應保證整個管道的暢通，具體措施是用水清洗整個管道。開工前作試樁，確定合理的旋噴參數和漿液配比。確保原材料進場合格，進場後做好防潮防濕，確保成樁質量。水泥攪拌樁施工第一次下鑽時為避免堵管可帶漿下鑽，噴漿量應小於總量的1/2，杜絕帶水下鑽。要求第一次下鑽和提鑽時必須低檔操作，下一環節可適當提高檔位。每根樁的噴漿壓力需大於等於0.4MPa，通常成樁時間會超過四十分鐘。
在攪拌噴漿過程中，如果出現因機械故障中斷時，重新開始時，須鑽進至中斷處以下0.5m方可繼續噴漿提升，並在記錄中記明這種異常情況及其深度。相關工作人員需具有高度的責任心，必須保證攪拌機噴漿時連續供漿。在製作漿液的過程中必須嚴格遵守相關的規範標準，不能隨意更改任何參數，另外鑽杆的漿液必須經過濾篩，避免出現阻塞現象。
為了避免在攪拌樁施工時出現意外情況，應先進行噴漿，保證管道通暢後再進行提升。應對一線施工人員加強質量意識培訓，使每個員工都意識到質量安全的重要性，促進現場施工人員的職業素質和能力。安排專人負責記錄攪拌機每米下沉或提升速度、供漿與停漿時間、鑽探等，一旦發現問題及時採取解決措施，同時做好詳細記錄。
施工過程中應隨時檢查施工記錄，並對每根樁進行質量評定。對於不合格的樁應根據其位置和數量等具體情況，分別採取補樁或加強鄰樁等措施。（表1）
4 成品樁檢測及保護
攪拌樁應在成樁後7d內用輕便觸探器所帶勺鑽，在樁體中心鑽孔取樣，觀察顏色是否一致，檢查小型土攪拌均勻程度、根據輕便觸探擊數與水泥土強度的關係，檢查樁體強度能否達到設計要求，輕便觸探法的深度一般不大於4m。檢驗樁的數量應不少於已完成樁數的2%。
進行強度檢驗時，對承重水泥土攪拌樁應取90d後的試件；對支護水泥土攪拌樁應取28d後的試件。基槽開挖後，應檢驗樁位、樁數與樁頂質量，如不符合規定要求，應採取有效補救措施。水泥攪拌樁未達到規定強度時不得在樁頂上大量堆載或讓挖土機、推土機等大型設備在其上面行駛以防使樁產生斷樁等質量問題。
輕便觸探檢測結果顯示，樁身連續、攪拌均勻且強度符合要求的水泥攪拌樁占96.9%，樁身連續、攪拌基本均勻且強度符合要求者占3.1%，沒有出現嚴重缺陷樁，說明樁身質量可靠。樁頭開挖觀測結果表明樁頭整齊完整，強度較高，樁徑一般為0.51～0.52m，略大於設計樁徑0.5m，滿足設計要求。現場復合地基載荷試驗檢測結果顯示其復合地基承載力超過設計要求，說明成樁質量很好。綜合以上檢驗結果，可得出：採用改進的「兩噴四攪」（即：將「預攪下沉」改為「噴漿攪拌下沉」）工藝，其承載力比處理前提高了近50%，滿足設計要求；並且成樁樁身連續，水泥土攪拌均勻，樁身完整，成樁質量可靠。
5 結論
改進後的「兩噴四攪」相對於傳統的「一噴三攪」工藝能更加容易地控制噴漿速度和噴漿量，較好地解決了噴漿不均勻的問題，保證了樁的連續性；並且改進後的工藝可以提高復合地基的承載力；能更好地解決遇到較硬土層時下沉較慢的問題，同時不會對樁身強度造成影響，而傳統的「一噴三攪」會對樁身造成一定的不良影響。該工程採用改進後的「兩噴四攪」施工方法，處理軟土地基的效果顯著，並且處理後能很快投入使用，在確保工程質量的前提下能夠降低施工成本，縮短工期。此方法在技術條件允許及減輕對環境影響的情況下應廣泛使用。
參考文獻：
[1]楊瑜.水泥攪拌樁在軟土地基中的應用[J].山西建築，2008（29）.
[2]侯建傑.水泥攪拌樁處理鐵路軟弱地基施工技術[J].山西建築，2010（08）.
[3]王樹棟，婁國充.水泥攪拌樁在天津沿海軟基加固中的應用[J].鐵道建築，2008（10）.
（遼寧城市建設職業技術學院，瀋陽 110122）
（Liaoning Urban Construction Technical College，Shenyang 110122，China）
摘要： 近年來水泥攪拌樁在軟土地基中得到廣泛應用，但是由於使用的機械設備及地基土物理性能不同，其施工工藝也不同。本文以某試驗場高速環路環形段橋樑施工為例，闡述該橋所採用深層攪拌樁進行地基處理的施工工藝。
Abstract： In recent years， the cement mixing pile is widely used in soft ground， but because of different physical properties of mechanical equipment and foundation soil， the construction process is also different. Taking the bridge construction of the annular section of a testing ground high-speed loop for example， this paper described the construction process of deep mixing pile for foundation treatment of the bridge.
關鍵詞 ： 水泥攪拌樁；地基處理；基礎工程
Key words： cement mixing pile；foundation treatment；foundation engineering
中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）18-0089-02
作者簡介：湯美娜（1983-），女，遼寧瀋陽人，遼寧城市建設職業技術學院，講師，碩士，研究方向為橋樑工程。
0 引言
水泥攪拌樁作為一種主劑，其固化劑是水泥，它軟基處理的一種有效形式，通過攪拌樁機把水泥噴入土體且攪拌後，土和水泥會相互作用使軟土硬結，進而提高基礎強度。本文結合工程實例，將傳統的施工工藝 「一噴三攪」改進為「兩噴四攪」，並取得了良好的效果。
某汽車試驗場地表土為海相沉積，地基土層分布較均勻，以粘質粉土及粉砂為主，其3層土為淤泥質粉土，濕度大，承載力較低，對高環路基填築影響較大，根據地質報告及設計要求，在試驗場高速環路環形段採用深層攪拌樁進行地基處理。由於本工程土質以粉土及粉砂為主，若採用傳統的「一噴三攪」施工工藝，很容易出現噴漿不均的現象，實際效果很難滿足地基處理的需求。要想解決這個問題，應結合本工程地質情況，從而將水泥攪拌樁施工工藝由「一噴三攪」改進為「兩噴四攪」。本工程水泥攪拌樁樁徑0.5m，樁長12m。其中K0+960-K2+980，K4+900-K6+940段間距1.5m，三角形布置。過渡區K0+910-K0+960，K2+980-K3+030，K4+850-K4+900，K6+940-K6+990樁距採用2m。水泥攪拌樁頂設置40cm碎石墊層，內設一層雙向土工格柵。下面介紹一下本工程採用「兩噴四攪」的施工工藝。
1 深層水泥攪拌樁施工工藝流程
深層水泥攪拌樁施工工藝流程如圖1所示。
1.1 漿液配製與輸送
攪拌的漿液以普通矽酸鹽水泥為主配製，水泥一般設計用量為55kg/m（施工水泥用量應通過室內試驗和成樁試驗確定）。
配製與輸送：攪拌灰漿時，應先加水，後加入水泥，然後利用砂漿攪拌機對水泥漿進行充分的攪拌，保證每次攪拌時間必須超過四分鐘。從灰漿拌和機把水泥漿倒入到集料斗時，過濾篩是一個必要步驟，只有這樣才能將水泥硬塊剔出。另外應保證集料斗的容量為0.2m3，如此不僅可以滿足施工的需要，也能避免不必要的異常情況。同時要求漿液進入儲漿罐中必須不停頓攪拌，以保證漿液不離析。
水泥漿由擠壓式灰漿泵壓入內徑為φ32的膠管送到深層攪拌機的鑽杆內，最後射入攪拌葉的出漿口。
1.2 深層攪拌施工
水泥攪拌樁採用「兩噴四攪」法施工：濕噴樁機首先在下鑽時噴出總漿量的20～40%，然後在提鑽時再把剩餘的漿量噴出，即兩噴；全過程四次攪拌，即四攪。一直重複攪拌提升到樁體頂部時，關閉噴漿泵，停止攪拌，樁體完成，樁機移至下一樁位重複上述過程細碎機。
①測量放樣。按設計樁位進行放樣編號，以便順序施工。機械安裝、調試、待轉速、空壓正常後，開始就位；鑽機就位後用塔架將攪拌機吊至設計指定樁位，攪拌機的鑽杆須垂直並對準樁位。
②帶漿下鑽。在確認漿液從攪拌葉的出漿口噴出後，方可啟動攪拌機，攪拌機鑽頭下沉至設計深度後，停留攪拌噴漿約1～2min，攪拌頭自樁底反轉，繼續噴漿，鑽頭提升至地面以下0.25m。
③復攪。第二次鑽進不噴漿，重新復拌下沉至樁底後，以同樣的方式反轉鑽頭提升至地面以下0.25m，此樁完成作業，然後移機到下一樁位施工。
④下鑽和提鑽速度。要想控制噴漿量，必須控制好濕噴樁機下鑽和提鑽速度，一般情況下鑽進速度≤1.0m/min。鑽頭到達樁底後攪拌噴漿1～2min，間歇後提鑽，確保底部有足夠的灰量，提鑽速度≤0.8m/min。
⑤應該安排專人負責記錄濕噴樁機鑽杆下沉或提升的時間，保證時間誤差不大於5s。一旦復攪當中出現意外情況而影響到樁體質量，鑽機提升後必須進行重新噴漿復攪，要求其在十二小時內補救施工，並且搭接長度必須大於1.0m。
2 施工參數
根據地質報告地下水為弱腐蝕水，本工程水泥攪拌樁宜採用濕法施工，因地下水豐富，土壤中的天然含水量較高，所以水灰比宜低不宜高，暫定水灰比0.5，水泥摻入量55kg/m，P.c32.5復合矽酸鹽水泥，水泥土強度質量標準： R7d?芏1.0MPa，R90d?芏1.2MPa；鑽杆下鑽速度0.38～0.75m/min，提鑽速度0.3～0.5m/min。
3 施工工藝質量控制要求
水泥漿必須使用機械拌制，拌和時間不少於3min，且應過篩，不得產生離析。應安排專人記錄攪拌過程中的各項參數，比如比重、水泥用量、攪拌時間等。必須保證泵送的連續性，同時要求噴漿量及攪拌深度必須符合國家的相關規範標準，然後記錄好這些參數並列印出來，待完工後附在施工原始記錄後。若水泥漿已經到達了噴漿口，應先噴漿攪拌30s，待樁端土和水泥漿充分攪拌後再提升攪拌頭，邊噴漿、邊提升、邊旋轉攪拌，提升到原地面下30～50cm時，不停漿原地攪拌30s再下沉攪拌。
水泥攪拌樁開鑽之前，應保證整個管道的暢通，具體措施是用水清洗整個管道。開工前作試樁，確定合理的旋噴參數和漿液配比。確保原材料進場合格，進場後做好防潮防濕，確保成樁質量。水泥攪拌樁施工第一次下鑽時為避免堵管可帶漿下鑽，噴漿量應小於總量的1/2，杜絕帶水下鑽。要求第一次下鑽和提鑽時必須低檔操作，下一環節可適當提高檔位。每根樁的噴漿壓力需大於等於0.4MPa，通常成樁時間會超過四十分鐘。
在攪拌噴漿過程中，如果出現因機械故障中斷時，重新開始時，須鑽進至中斷處以下0.5m方可繼續噴漿提升，並在記錄中記明這種異常情況及其深度。相關工作人員需具有高度的責任心，必須保證攪拌機噴漿時連續供漿。在製作漿液的過程中必須嚴格遵守相關的規範標準，不能隨意更改任何參數，另外鑽杆的漿液必須經過濾篩，避免出現阻塞現象。
為了避免在攪拌樁施工時出現意外情況，應先進行噴漿，保證管道通暢後再進行提升。應對一線施工人員加強質量意識培訓，使每個員工都意識到質量安全的重要性，促進現場施工人員的職業素質和能力。安排專人負責記錄攪拌機每米下沉或提升速度、供漿與停漿時間、鑽探等，一旦發現問題及時採取解決措施，同時做好詳細記錄。
施工過程中應隨時檢查施工記錄，並對每根樁進行質量評定。對於不合格的樁應根據其位置和數量等具體情況，分別採取補樁或加強鄰樁等措施。（表1）
4 成品樁檢測及保護
攪拌樁應在成樁後7d內用輕便觸探器所帶勺鑽，在樁體中心鑽孔取樣，觀察顏色是否一致，檢查小型土攪拌均勻程度、根據輕便觸探擊數與水泥土強度的關係，檢查樁體強度能否達到設計要求，輕便觸探法的深度一般不大於4m。檢驗樁的數量應不少於已完成樁數的2%。
進行強度檢驗時，對承重水泥土攪拌樁應取90d後的試件；對支護水泥土攪拌樁應取28d後的試件。基槽開挖後，應檢驗樁位、樁數與樁頂質量，如不符合規定要求，應採取有效補救措施。水泥攪拌樁未達到規定強度時不得在樁頂上大量堆載或讓挖土機、推土機等大型設備在其上面行駛以防使樁產生斷樁等質量問題。
輕便觸探檢測結果顯示，樁身連續、攪拌均勻且強度符合要求的水泥攪拌樁占96.9%，樁身連續、攪拌基本均勻且強度符合要求者占3.1%，沒有出現嚴重缺陷樁，說明樁身質量可靠。樁頭開挖觀測結果表明樁頭整齊完整，強度較高，樁徑一般為0.51～0.52m，略大於設計樁徑0.5m，滿足設計要求。現場復合地基載荷試驗檢測結果顯示其復合地基承載力超過設計要求，說明成樁質量很好。綜合以上檢驗結果，可得出：採用改進的「兩噴四攪」（即：將「預攪下沉」改為「噴漿攪拌下沉」）工藝，其承載力比處理前提高了近50%，滿足設計要求；並且成樁樁身連續，水泥土攪拌均勻，樁身完整，成樁質量可靠。
5 結論
改進後的「兩噴四攪」相對於傳統的「一噴三攪」工藝能更加容易地控制噴漿速度和噴漿量，較好地解決了噴漿不均勻的問題，保證了樁的連續性；並且改進後的工藝可以提高復合地基的承載力；能更好地解決遇到較硬土層時下沉較慢的問題，同時不會對樁身強度造成影響，而傳統的「一噴三攪」會對樁身造成一定的不良影響。該工程採用改進後的「兩噴四攪」施工方法，處理軟土地基的效果顯著，並且處理後能很快投入使用，在確保工程質量的前提下能夠降低施工成本，縮短工期。此方法在技術條件允許及減輕對環境影響的情況下應廣泛使用。
參考文獻：
[1]楊瑜.水泥攪拌樁在軟土地基中的應用[J].山西建築，2008（29）.
[2]侯建傑.水泥攪拌樁處理鐵路軟弱地基施工技術[J].山西建築，2010（08）.
[3]王樹棟，婁國充.水泥攪拌樁在天津沿海軟基加固中的應用[J].鐵道建築，2008（10）.
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