1工法簡介
水泥土攪拌技術(shù)是以水泥作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度樁體的地基處理方法。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高的黏性土等地基。按固化劑和施工工藝的不同分深層攪拌法和粉體噴攪法。杭州地鐵1號線工程湘湖停車場采用水泥土深層攪拌法施工，取得了良好的加固施工效果。
2工程概況
湘湖停車場總長1254.41m，其中DK1702.909～DK2320.385段，設(shè)計(jì)縱坡0%，施工原地貌平坦，無明顯溝壑。設(shè)計(jì)樁長6m～8m，工程數(shù)量113775m（17823根）。根據(jù)地質(zhì)勘查報告顯示場地未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性深大斷裂，無明顯的新構(gòu)造活動跡象，處于地質(zhì)構(gòu)造相對較穩(wěn)定地質(zhì)環(huán)境。
2.1工程地質(zhì)條件停車場場地平原區(qū)地層以第四系松散堆積層為主，總厚度為10m～50m，巖性主要為粉質(zhì)黏土、淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，其中淤泥、淤泥質(zhì)土最為發(fā)育，局部最厚近30m，軟塑~流塑，具低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性等特點(diǎn)。
2.2水文地質(zhì)條件停車內(nèi)淺部地下水屬潛水類型，主要賦存于上部填土層及粉土層中，補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水，其靜止水位深0.30m～1.60m，相應(yīng)高程3.28m～4.67m（黃海高程）。并隨季節(jié)性變化，地下潛水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。
2.3幾種軟基處理方案的比較需要進(jìn)行加固處理的地基長度為617.476m，平均站場寬度為80m。湘湖車站南鄰禮帽山、西側(cè)及北側(cè)為湖頭陳村居民住宅，建筑群密布，且多為高層建筑。本地可用石材數(shù)量不多，采用拋填片石換填的施工工藝，一是城市交通不便利，二是可用石材數(shù)量不足，運(yùn)距遠(yuǎn)，造價高；采用振動樁基加固噪聲大、振動對附近建筑群影響大；采用水泥土深層攪拌樁施工法所需水泥量少施工便捷、造價低。經(jīng)相關(guān)部門評議，決定采用水泥土深層攪拌樁法進(jìn)行站場內(nèi)路基加固。
3水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)
3.1樁位布置水泥土攪拌樁樁徑設(shè)計(jì)為500mm，樁長分別為DK1702.909～DK1870.11段為6m；DK1870.11～DK1912.11段為7m；DK1912.11～DK1984.11段為8m，樁體要求深入硬土層中不少于50cm。設(shè)計(jì)樁間距120cm×120cm，正方形布置，樁頂鋪設(shè)50cm厚碎石墊層。
為取得施工中合理的技術(shù)參數(shù)，在DK1710～DK1720段20m范圍內(nèi)施工6根試驗(yàn)樁，成樁7d內(nèi)對樁做輕型觸探。養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行復(fù)合地基承載力和復(fù)合地基回彈模量的測試，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行全段的施工。
3.2水泥摻入量采用425號普通硅酸鹽水泥，由3根試驗(yàn)樁確定水灰比為1∶0.5，樁身水泥摻入量50kg/m，以填筑中粗砂作為施工墊層，在壓實(shí)時避免對樁身的擾動和破壞。
3.3施工工藝流程
3.3.1工藝流程原地表的清理→測量放樣、定出樁位線→鋪設(shè)50cm中粗砂工作墊層→攪拌機(jī)械就位并安放平穩(wěn)、鉆桿保持垂直→預(yù)攪下沉同時拌制水泥漿→提升噴漿攪拌→重復(fù)上下攪拌→樁頂以下3.0m內(nèi)復(fù)攪→清洗集料斗及噴漿管道→移位至下一樁位→進(jìn)行3d，7d，28d試驗(yàn)檢測。
3.3.2施工質(zhì)量控制為了保證樁體的質(zhì)量，水泥漿的質(zhì)量、數(shù)量都必須嚴(yán)格控制，漿液倒入集料斗時必須加篩過濾以免漿內(nèi)結(jié)塊損壞泵體或堵塞管道。施工使用的固化劑和外摻劑必須通過室內(nèi)試驗(yàn)檢驗(yàn)方法使用，固化劑漿液要嚴(yán)格按配比拌制。
1）根據(jù)地質(zhì)條件，先按施工組織設(shè)計(jì)確定的攪拌樁施工工藝打設(shè)3根工藝性試樁，以取得漿液的泵送時間、攪拌機(jī)提升的速度、復(fù)攪深度和水灰比等各種參數(shù)和施工工藝。
2）攪拌機(jī)攪拌下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到硬土層時方可適量沖水，試驗(yàn)表明，土層中的含水量增加10%，水泥土強(qiáng)度會下降10%~12%.但設(shè)計(jì)通常是按地基中最軟的土層來確定水泥用量的，所以當(dāng)加水?dāng)嚢韬蟮膹?qiáng)度不低于下部的強(qiáng)度時，最終的水泥土強(qiáng)度還是可以滿足設(shè)計(jì)要求的，但應(yīng)考慮沖水對樁身強(qiáng)度的影響。
3）成樁過程中，由于電壓過低或其他原因造成停機(jī)，使成樁工藝中斷時，應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m處，等恢復(fù)供漿時再噴漿提升繼續(xù)制樁；凡中途停止3h以上者，需先拆卸輸漿管路，并加以清洗。
4）攪拌機(jī)械通常采用定量泵送水泥漿，轉(zhuǎn)速基本是恒定的。因此，灌入的水泥漿量完全取決于攪拌機(jī)噴漿的提升速度和復(fù)噴次數(shù)，施工過程不得隨意改變，并保證水泥漿能定量不間斷供應(yīng)。
5）由于鉆深過大，土質(zhì)很粘，有時會造成管道堵塞，疏通管道后，應(yīng)在上下各1.0m范圍內(nèi)復(fù)噴復(fù)攪，防止斷樁。同時，在樁底部噴漿時間不少于30s，使?jié){液完全達(dá)到樁端，然后噴漿攪拌提升。
4試驗(yàn)成樁的效果檢驗(yàn)
1）圓錐動力輕便觸探。根據(jù)《杭州市地鐵軟基處理規(guī)范》的規(guī)定，用動力輕便觸探水泥土攪拌樁的7d強(qiáng)度，且貫入深度不小于1.0m.試驗(yàn)擊數(shù)與水泥土攪拌樁的關(guān)系見表1。
2）用簡捷式鉆孔機(jī)具，在水泥攪拌樁樁體中心鉆孔取樣，顯示樁體顏色一致，無水泥集結(jié)成“結(jié)核”狀。
3）復(fù)合地基的回彈模量試驗(yàn)。
在10m×30m試驗(yàn)樁的范圍內(nèi)，按3/100m2規(guī)定共完成測試點(diǎn)9個。復(fù)合地基回彈模量設(shè)計(jì)值為30MPa。由回彈模量公式計(jì)算：
其中，E為復(fù)合地基的回彈模量，MPa；Ρ為壓板荷載，取0.2MPa；d為壓板的直徑，取300mm；μ為泊松比，取0.34；L為復(fù)合地基變形系數(shù)，mm。
試驗(yàn)結(jié)果見表2。
５、結(jié)語
水泥土攪拌樁在本軟土路基試驗(yàn)加固中取得了良好的效果，在施工中，最大限度地利用了原土，施工中無振動、無噪聲、污染小，有效地節(jié)約了資金。對于在華南地區(qū)軟弱土層中地鐵工程施工積累了關(guān)于水泥土深層攪拌樁的施工工藝、設(shè)計(jì)參數(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，特別適宜于在城市密集建筑群中進(jìn)行施工，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
