深層水泥攪拌樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

      【摘要】：深層水泥攪拌樁是進(jìn)行軟基處理的一種有效形式，沿深度將各種固化劑與地基強(qiáng)制進(jìn)行就地?cái)嚢栊纬伤嗤翗痘蛩嗤翂K體的加固方法。本文介紹了水泥深層攪拌樁施工中加固原理、試樁、施工工藝流程、施工控制、質(zhì)量檢測(cè)、質(zhì)量保證措施、安全保證措施等控制環(huán)節(jié)。

　　【關(guān)鍵詞】：軟基處理、深層水泥攪拌樁、施工控制。

　　1、概述

　　深層水泥攪拌樁(Deepcementmixingpile簡(jiǎn)稱DCM))因具有施工時(shí)無振動(dòng)無噪聲、無泥漿廢水污染、無大量廢土外運(yùn)、土體擾動(dòng)小、施工速度快、造價(jià)較低等特點(diǎn),在我國(guó)軟土地區(qū)地基加固、基坑維護(hù)等工程中得到了廣泛應(yīng)用。深層水泥攪拌樁利用水泥作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土固結(jié)硬化而提高地基的強(qiáng)度。這種方法適用于軟土處理，處理效果顯著，處理后可以很快投入使用。

　　2、加固原理

　　通過土和水泥水化物間的物理化學(xué)作用，形成有一定強(qiáng)度和滲透性較低的水泥土固結(jié)體。當(dāng)水泥漿與軟粘土拌和后，水泥顆粒表面的礦物很快與粘土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，在顆粒間生成各種水化物。這些水化物有的繼續(xù)硬化形成水泥石骨料，有的則與周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)，通過離子交換或團(tuán)粒化作用使較小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒。通過凝硬反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，從而使土的強(qiáng)度提高。水泥水化物中游離子的氫氧化鈣能吸水和空氣中的二氧化碳，發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成不容于水的碳酸鈣,這種反應(yīng)也能使土的強(qiáng)度增加。

　　3、試樁

　　試樁通常是確定施工數(shù)據(jù)最有效、最準(zhǔn)確的途徑。首先要通過試樁來確定以下幾組數(shù)據(jù)和參數(shù)：

　�。�1）、確定灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間。

　�。�2）、確定攪拌下沉、提升速度以及重復(fù)攪拌、下沉提升速度；確定工作壓力。

　�。�3）、確定灰漿的水灰比。

　�。�4）、根據(jù)單樁承載力試驗(yàn)確定施工摻入比。

　�。�5）、校核復(fù)合地基承載力。

　　深層水泥攪拌樁試樁一般分兩部分進(jìn)行檢測(cè)：?jiǎn)螛冻休d力試驗(yàn)和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)以單樁承載力為準(zhǔn)，復(fù)合地基承載力試驗(yàn)為校核。單樁承載力試驗(yàn)試樁樁位一般采用“一”字行布置；復(fù)合地基承載力試樁樁為采用正三角形布置。為節(jié)約成本可取一根試樁作為兩種檢測(cè)方式的公用樁。

　　4、施工工藝流程

　　5、施工控制要點(diǎn)

　　深層水泥攪拌樁質(zhì)量控制應(yīng)貫穿施工全過程，應(yīng)堅(jiān)持全過程的施工監(jiān)理。施工過程中隨時(shí)檢查施工紀(jì)錄和計(jì)量紀(jì)錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行評(píng)定。檢查重點(diǎn)是：水泥用量、轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)速、攪拌提升和下沉速度、停漿處處理方法和單樁施工時(shí)間等。主要有以下幾個(gè)控制點(diǎn)：

　�。�1）、施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)對(duì)原材料質(zhì)量、計(jì)量設(shè)備、攪拌葉片的伸展直徑和機(jī)械性能進(jìn)行檢查。

　�。�2）、施工前應(yīng)檢查樁位放樣，其允許偏差應(yīng)控制在±50mm。

　�。�3）、施工中應(yīng)檢查機(jī)架的垂直度、機(jī)架底盤的水平度、水泥漿比重、攪拌機(jī)提升和下沉速度以及鉆機(jī)下沉最后30s的電流和鉆進(jìn)速度等。

　�。�4）、單樁施工完畢后應(yīng)對(duì)樁位偏差、樁徑、單樁水泥用量以及單樁施工時(shí)間進(jìn)行檢查。其樁位偏差不大于±50mm，單樁和單樁水泥用量不小于設(shè)計(jì)值。

　　6、質(zhì)量檢驗(yàn)

　　(1)、檢驗(yàn)方法：水泥攪拌樁成樁7天可采用輕便觸探法進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。

　　a、檢驗(yàn)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(jié)核”或未被攪勻的土團(tuán)。

　　b、觸探試驗(yàn)：根據(jù)現(xiàn)有的輕便觸探擊數(shù)(N10)與水泥土強(qiáng)度對(duì)比關(guān)系來看，當(dāng)樁身1d齡期的擊數(shù)N10大于15擊時(shí)，樁身強(qiáng)度已能滿足設(shè)計(jì)要求；或者7d齡期的擊數(shù)N10大于30擊時(shí)，樁身強(qiáng)度也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕便觸探的深度一般不超過4m。

　　c、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。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，送實(shí)驗(yàn)室做28天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，留一組試件做三個(gè)月齡期的無側(cè)限抗壓實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定樁身強(qiáng)度。鉆孔取芯頻率遵循設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無特殊要求則遵循現(xiàn)行施工規(guī)范。

　　d、對(duì)攪拌樁取芯后留下的空間應(yīng)采用同等強(qiáng)度的水泥砂漿回灌密實(shí)。

　　e、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。

　　(2)、外觀鑒定

　　a、樁體圓勻，無縮頸和回陷現(xiàn)象。

　　b、攪拌均勻，凝體無松散。

　　c、群樁樁頂齊，間距均勻。

　　7、質(zhì)量保證措施

　�。�1）、技術(shù)交底

　　開工前向全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，使全體人員了解各自崗位上的職責(zé)和設(shè)計(jì)要求。

　�。�2）、建立質(zhì)量保證體系

　　建立施工質(zhì)量保證體系，由項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)施工隊(duì)負(fù)責(zé)人、臺(tái)機(jī)長(zhǎng)和施工人員一條線管理。（3）、嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量

　　每批水泥必須有出廠合格證并抽樣檢驗(yàn)，經(jīng)過檢驗(yàn)合格后方可使用。制漿過程中發(fā)現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象停止使用，以保證水泥質(zhì)量。

　�。�4）、加強(qiáng)計(jì)量檢查，保證每根樁的水泥摻入量滿足設(shè)計(jì)要求做到一罐一樁。制備好的水泥漿不得離析、不得停置時(shí)間過長(zhǎng)，超過2小時(shí)的漿液不得使用。

　�。�5）、嚴(yán)格定位控制，樁位定位偏差不得大于5cm；樁體傾斜度小于1%。

　�。�6）、每天定時(shí)對(duì)攪拌葉片進(jìn)行測(cè)量。加強(qiáng)對(duì)攪拌葉片及輸漿設(shè)備的維修，保證各種參數(shù)的穩(wěn)定，土體攪拌均勻，漿量輸足。

　　（7）、前臺(tái)操機(jī)與后臺(tái)供漿密切配合，聯(lián)絡(luò)信號(hào)必須明確。前臺(tái)攪拌機(jī)噴漿貫入速度和提升速度必須符合已定的施工工藝，后臺(tái)供漿必須連續(xù)，一旦因故停泵，必須立即通知前臺(tái)，為防止缺漿和斷漿，應(yīng)將攪拌機(jī)提升至停漿點(diǎn)上0.5米。待恢復(fù)供漿后再下沉攪拌漿。