1、項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目所處區(qū)域?yàn)樘旖蚴袞|部，基本為南北走向，位于渤海灣西岸的大清河水系沖積平原，地形平坦，大部為鹽田、蝦池，和去土坑。在地貌上因平原沉降帶和渤海沉降區(qū)而主要表現(xiàn)為大清河、子牙河水系的沖積平原及海漫、海浪造成的沖積平原。
2、地質(zhì)條件分析
根據(jù)本工程的地質(zhì)詳堪資料，在鉆孔所揭示的深度范圍內(nèi)，場地地層均屬第四紀(jì)沉積層。對(duì)其地基土層時(shí)代、成因和工程地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行了綜合分析表明，擬建工程場區(qū)范圍多為蝦池及魚塘，存在大量溝渠，地基土層工程地質(zhì)性質(zhì)多數(shù)為差～較差，存在厚度較大的軟土和軟弱土，特別是在第I海相層(Q42m)中③-2層及③-3層存在天然含水量大、壓縮性大的高壓縮性軟弱土，呈可塑～軟塑狀態(tài)，局部流塑狀態(tài)，壓縮性高，力學(xué)強(qiáng)度低。這種地基土承載力較低，含水量高、壓縮性大、土層性質(zhì)復(fù)雜多變，不能滿足工程建設(shè)的要求，甚至導(dǎo)致建筑物在建成后很久仍在沉降，造成不穩(wěn)定隱患。
3、基礎(chǔ)處理方案的選擇
目前，國內(nèi)在對(duì)深層軟土基礎(chǔ)的處理中，樁基工程設(shè)計(jì)存在很多問題，主要在于對(duì)“土”性的認(rèn)識(shí)不夠，獲取“土”性的手段不夠，大多僅局限于室內(nèi)試驗(yàn)和原位測試實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致獲取的土質(zhì)參數(shù)不符合實(shí)際。而且在施工過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)不斷變更，對(duì)樁基沉降計(jì)算可靠性低，對(duì)樁基設(shè)計(jì)隨意性大。
常見的深層軟土處理方法主要分為排水固結(jié)和復(fù)合地基處理。排水固結(jié)效果好，造價(jià)低，但需要施工工期長，路基要有一定的時(shí)間進(jìn)行預(yù)壓，鑒于本次工期緊張，設(shè)計(jì)推薦采用復(fù)合地基處理軟土。本項(xiàng)目軟土深度較深，對(duì)于這種大規(guī)模軟土地基深層處理，在滿足規(guī)范要求和完工后沉降和穩(wěn)定性的前提下，還應(yīng)充分考慮工程造價(jià)和工期要求。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的雙向釘形水泥土攪拌樁 (以下簡稱釘形攪拌樁)來處理軟基。
釘形攪拌樁是通過對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)水泥土攪拌樁成樁機(jī)械進(jìn)行簡單改造（圖1），配上專用的動(dòng)力設(shè)備及多功能鉆頭，采用同心雙軸鉆桿，在內(nèi)鉆桿上設(shè)置正向旋轉(zhuǎn)葉片并設(shè)置噴漿口，外鉆桿上安裝反向旋轉(zhuǎn)葉片。通過外桿上葉片反向旋轉(zhuǎn)過程中的壓漿作用和正反向旋轉(zhuǎn)葉片同時(shí)雙向攪拌水泥土的作用，阻斷水泥漿上冒途徑，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。
1—外鉆桿上的反向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片；
2—內(nèi)鉆桿上的正向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片；
3—內(nèi)鉆桿；
4—外鉆桿
圖1雙向攪拌樁機(jī)械示圖
4、本項(xiàng)目釘形攪拌樁的應(yīng)用
4.1 施工準(zhǔn)備
（1）施工前應(yīng)根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求，確定攪拌樁水泥摻入比。
（2）每個(gè)工點(diǎn)施工前必須先打不少于3根的工藝試驗(yàn)樁（位置選擇在橋頭的密集段的邊坡范圍），以檢驗(yàn)機(jī)具性能及施工工藝中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。
（3）掌握滿足設(shè)計(jì)單樁噴漿量（由水泥摻入量、水灰比計(jì)算）的各種技術(shù)參數(shù)；
檢驗(yàn)樁身的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求；檢驗(yàn)復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。
（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和試樁資料選取專門的施工機(jī)械；應(yīng)核實(shí)場地地基承載力是否滿足機(jī)械施工要求，如不滿足應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施；
（5）按照設(shè)計(jì)圖表的要求進(jìn)行施工放線、確定樁位，并對(duì)場地進(jìn)行大致平整；
（6）構(gòu)造物基底額樁頂高程應(yīng)根據(jù)構(gòu)造物的底高程進(jìn)行計(jì)算確定，同時(shí)應(yīng)考慮鑿除50cm樁頭的影響；
（7）攪拌機(jī)具運(yùn)至現(xiàn)場后進(jìn)行安裝調(diào)試，待轉(zhuǎn)速、壓力及計(jì)量設(shè)備正常后就位；
（8）根據(jù)試樁得到的最佳灰漿稠度、工作壓力、鉆進(jìn)及提升速度等技術(shù)參數(shù)，制定質(zhì)量控制措施及施工組織設(shè)計(jì)（包括打樁順序）。
4.2 釘形攪拌樁的施工工藝
（1）釘形攪拌樁的施工工藝流程如下：
a）攪拌樁定位：攪拌機(jī)到制定樁位并對(duì)中；
b）噴漿下沉：啟動(dòng)攪拌機(jī)，是攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架向下切土，同時(shí)開啟送漿泵向土體噴水泥漿，兩組葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)（外鉆桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)鉆桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）切割、攪拌土體，攪拌機(jī)持續(xù)下沉，直到擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度；
c）施工下部樁體：改變內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉片收縮到下部樁體直徑；噴樁切土下沉，兩組葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機(jī)持續(xù)下沉，直到設(shè)計(jì)深度，在樁端應(yīng)就地持續(xù)噴漿攪拌10秒以上；
d）提升攪拌：攪拌機(jī)提升、關(guān)閉送漿泵，兩組葉片同時(shí)正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直至擴(kuò)大頭底面標(biāo)高；
e）伸展葉片：改變內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉片伸展至擴(kuò)大頭徑；提升攪拌，提升鉆桿，兩組葉片同時(shí)正反方向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到地表設(shè)計(jì)或樁頂標(biāo)高以上50cm；
f）切土下沉：攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架向下切土，同時(shí)開啟送漿泵，向土體噴水泥漿，兩組葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機(jī)持續(xù)下沉，直到擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度；
g）提升攪拌：關(guān)閉送漿泵，兩組葉片同時(shí)正反方向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，直到地表或設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上50cm。
（2）成樁要求
a）釘形攪拌樁屬于非擠土樁，一般情況下對(duì)施工順序無特殊要求；若施工場地一側(cè)靠近建（構(gòu)）筑物，應(yīng)從靠近建（構(gòu)）筑物一側(cè)由近向遠(yuǎn)施工；若施工現(xiàn)場一側(cè)靠近邊坡，應(yīng)從靠近邊坡一側(cè)由近向遠(yuǎn)施工，在邊坡施工時(shí)應(yīng)采取可靠的防護(hù)措施，防止邊坡失穩(wěn)和機(jī)械安全。
b）樁位偏差不大于50cm，樁徑和擴(kuò)大頭高度不小于設(shè)計(jì)值。
c）樁長由設(shè)計(jì)和施工工藝參數(shù)控制，施工至設(shè)計(jì)樁底附近應(yīng)注意最后30s電流和進(jìn)尺參數(shù)，其值由工藝性試樁確定。
d）成樁過程中應(yīng)控制水泥漿的比重，并符合有關(guān)技術(shù)要求。
（3）水泥漿應(yīng)連續(xù)供應(yīng)，如發(fā)生斷漿現(xiàn)象，必須復(fù)打，復(fù)打重疊長度必須大于1.0m。漿液拌和均勻，不得有結(jié)塊；漿液不得離析或停滯時(shí)間過長，超過2小時(shí)應(yīng)停止使用。
5、質(zhì)量檢驗(yàn)
釘形攪拌樁必須由專門的檢測單位進(jìn)行質(zhì)量檢測
（1） 成樁質(zhì)量檢查
釘形攪拌樁質(zhì)量控制應(yīng)貫穿施工全過程，應(yīng)堅(jiān)持全程的施工監(jiān)理。在施工過程中隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。檢查重點(diǎn)是：水泥用量、樁長、內(nèi)外鉆桿轉(zhuǎn)速、攪拌機(jī)提升和下沉速度、停漿處理方法和單樁施工時(shí)間等。
（2） 樁身質(zhì)量檢測
a）釘形攪拌樁成樁7天后采用淺部開挖觀察樁體成型情況和攪拌均勻程度，并可檢驗(yàn)樁身直徑，檢查頻率為1‰，且不少于3根。
b）釘形攪拌樁成形28天后應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和取芯進(jìn)行室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，鉆孔直徑應(yīng)不小于108mm，以保證試塊尺寸；檢驗(yàn)樁數(shù)應(yīng)隨機(jī)抽取總樁的5‰，且不少于3根。
c）釘形攪拌樁擴(kuò)大頭部分宜在小直徑樁外取芯，通過芯樣對(duì)樁長、擴(kuò)大頭長度、強(qiáng)度、均勻性等綜合評(píng)價(jià)；
d）鑿除軟樁頭后長度不小于設(shè)計(jì)樁長，擴(kuò)大頭高度為3m。樁芯28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足表1
樁芯28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 表1
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樁身上部（樁頂～2/3L）
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樁身下部（2/3L～樁尖）
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≥1.0MPa
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≥0.8MPa
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（3） 釘形攪拌樁質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)詳見表2
釘形水泥雙向攪拌樁質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn) 表2
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項(xiàng)目
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序號(hào)
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檢查項(xiàng)目
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容許偏差值
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檢查方法
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檢查頻率
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單位
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偏差值
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保證
項(xiàng)目
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1
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樁徑
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不小于設(shè)計(jì)值
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鋼卷尺量測
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≥2%
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||
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2
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樁長
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不小于設(shè)計(jì)值或電流、鉆進(jìn)速度控制值
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鉆芯取樣結(jié)合施工記錄
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100%
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3
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擴(kuò)大頭高度
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不小于設(shè)計(jì)值
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鉆芯取樣結(jié)
合施工記錄
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≥0.5%
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4
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水泥摻入量
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不小于設(shè)計(jì)值
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查施工記錄
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100%
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5
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樁身強(qiáng)度
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不小于設(shè)計(jì)值
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標(biāo)貫試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)
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≥0.5%
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|||
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6
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承載力
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不小于設(shè)計(jì)值
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荷載試驗(yàn)
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≥0.1%
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|||
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7
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水泥質(zhì)量
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符合國家標(biāo)準(zhǔn)
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送檢
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2000m3且每單項(xiàng)工程不少于一次
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一般項(xiàng)目
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1
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提升和下沉速度
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m/s
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±0.05
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測單樁下沉
和提升時(shí)間
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10%
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2
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水灰比
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g/cm3
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±0.05
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水泥漿比重
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每臺(tái)泵不少于一次
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3
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外加劑
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±1%
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按水泥重量比計(jì)量
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每臺(tái)泵不少于一次
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4
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噴漿量
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±1%
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標(biāo)定
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每臺(tái)泵一次
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允許偏差項(xiàng)目
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1
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樁位
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mm
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±50
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鋼卷尺量測
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2%
|
|
|
2
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垂直度
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1%
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測機(jī)架垂直度
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5%
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|||
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3
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樁頂標(biāo)高
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mm
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+30，-50
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扣除樁頂松散體
|
2%
|
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（4）承載力的檢測
釘形攪拌樁復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基靜載試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足載荷試驗(yàn)條件，并宜在成樁28d后進(jìn)行。檢驗(yàn)數(shù)量為總樁載的2‰，且每個(gè)單項(xiàng)工程不少于3點(diǎn)。
6、結(jié)束語
釘形水泥土雙向攪拌樁由于樁身強(qiáng)度的大幅度提高及樁身結(jié)構(gòu)的更趨合理，它能攪拌均勻，上層葉片的同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途徑，強(qiáng)制對(duì)水泥漿就地?cái)嚢�，冒漿現(xiàn)象徹底解決；對(duì)樁周土體擾動(dòng)小，受力合理，能將上部荷載傳到地基深處，減小復(fù)合地基沉降，與常規(guī)水泥土攪拌樁相比復(fù)合效果更佳，從現(xiàn)有的工程實(shí)例看，其綜合經(jīng)濟(jì)效益比常規(guī)水泥土攪拌樁節(jié)省投資約25%，并且隨著處理軟土深度的增加，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越發(fā)明顯。
