攔河壩軟基水泥攪拌樁處理

1、<p>　　攔河壩軟基水泥攪拌樁處理</p><p>　　[摘要]水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，是軟基處理的一種有效形式，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高基礎強度。 </p><p>　　[關鍵詞]壅水壩基礎；水泥攪拌樁；固化劑；地基強度；不均勻沉降 </p><p><b>　　1

2、、前言 </b></p><p>　　水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，是軟基處理的一種有效形式，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學反應，使軟土硬結而提高基礎強度。軟土基礎經(jīng)處理后，加固效果顯著，可很快投入使用。適用于處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉土土質。 </p><p>　　2、概況（地質條件） </p><p>

3、　　廣西桂林市桃花江市區(qū)整治工程（鐵路立交橋～蘆笛公園）中改造的徐家壩為攔河壩，拆除原有干砌石矮壩后改建成橡膠壅水壩，壅水壩單跨長度74m，最大壩高2.5m，壩前齒槽底板高程141.40m，壩基底板高程為141.90m。壅水壩左壩段壩基持力層為強透水圓礫層，下臥土層為淤泥質粉質粘土、軟～流塑粉質粘土、含軟塑粉質粘土圓礫、粉砂層；右壩段壩基持力層為強透水圓礫層和中砂層，下臥土層為淤泥質粉質粘土、含軟塑粉質粘土圓礫、軟～流塑紅粘土。壩基存在

4、的主要工程地質問題有： </p><p>　?。?）地基強度問題 </p><p>　　壩基土層承載力特征值持力層為90kPa～140kPa，下臥層承載力特征值持力層為60kPa～100kPa，承載力較低，不能滿足建筑物基礎強度要求。 </p><p>　?。?）不均勻沉降問題 </p><p>　　壩基持力層主要為圓礫層和中砂層，持力層承載

5、力特征值為90kPa～140kPa，承載力較低，壓縮模量為4.5MPa～9MPa，壓縮系數(shù)為（0.1～0.2）MPa-1，屬中壓縮性土層；下臥層為淤泥質粉質粘土、軟～流塑紅粘土；下臥層承載力特征值為60kPa～100kPa，承載力較低，壓縮模量為3MPa～6MPa，壓縮系數(shù)為（0.2～0.541）MPa-1，屬中～高壓縮性土層。壩基持力層與下臥土層物理力學性質差異過大，土層均勻性相當差，在壩體自重和水壓力作用下，易造成不同壩段的差異沉降

6、，致使壩體的傾斜和不均勻沉陷，導致壩體破壞。 </p><p>　　針對徐家壩址地基強度低、不均勻沉降的問題，進行地基處理方案比選。通過分析方案的施工質量可靠性、施工工期影響及工程投資，確定采用水泥攪拌樁的地基處理方案。 </p><p>　　3、方案設計及技術要求 </p><p>　　采用水泥攪拌樁地基處理方案，其關鍵是水泥與土攪拌后，水泥與土是否固結并達到一定

7、的強度。為確保該方案切實可行，地質專業(yè)人員在徐家壩壩址布孔，全孔取樣，取樣深度最深達12m，進行水泥土配合比試驗。根據(jù)《建筑地基處理技術規(guī)范》（GB-2003），實驗采用水泥土配合比水泥摻入量為15%，對比較軟弱的淤泥質土，其配合比水泥摻入量采用15%和20%兩個級別。根據(jù)水泥土配合比試驗成果，水泥與土攪拌后固結較好，水泥土無側限抗壓強度值最高為圓礫水泥混合土達6.9Mpa，最低為淤泥質混合土，為1.7Mpa，試驗表明，水泥土即樁身強度

8、為1.7Mpa，達到樁身強度要求，因此壩基采用水泥攪拌樁地基處理方案可行，具體設計如下： </p><p>　?。?）根據(jù)地質勘察報告和上部結構的要求，設計采用樁徑為φ500的水泥攪拌樁進行基礎處理，樁間中心距為1m，梅花形布置，樁基深入灰?guī)r面，共設1866根樁。 </p><p>　?。?）設計要求本場地經(jīng)攪拌樁處理后的復合地基承載力標準值f spk≥170kPa。 </p>

9、<p>　　（3）固化劑采用強度等級為42.5級普通硅酸鹽水泥，要求水泥土90天室內無側限極限抗壓強度大于1800KPa（水泥摻入比15%～20%、水灰比0.5～0.6、可添加一定比例的減水劑，具體施工配比由試驗確定）。 </p><p>　　（4）深層攪拌樁施工前應現(xiàn)場進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根。當樁周為成層土時，應對相對軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。 </p><

10、p>　?。?）樁位按設計圖尺寸布置，施工時樁位偏差小于50mm，垂直度偏差不超過0.5°，樁體施工時應進行兩次復攪，樁頭部位多復攪一次，保證樁身攪拌均勻，無斷樁、縮頸現(xiàn)象。當填土層硬雜質較多時，應增加攪拌次數(shù)，使水泥和土攪拌均勻。 </p><p>　　（6）樁基礎施工工作平臺高程為143.00m。施工停漿面應高于樁頂設計標高0.3m～0.6m，開挖基坑時應將樁頂端施工質量較差的樁段用人工挖除，在

11、基礎和施工平臺之間設0.3m～1.1m左右的級配砂石褥墊層，最大粒徑小于20mm，待攪拌樁施工完后再清除褥墊層。 </p><p>　?。?）施工中如發(fā)現(xiàn)不良地質情況（如土洞等），及時通知相關單位及時調整方案。 </p><p>　　（8）單樁施工完成后7天內，隨機選取總樁數(shù)的2%做輕便觸探試驗，判斷樁身強度和攪拌均勻程度；施工完畢后按規(guī)范進行復合地基靜載荷試驗。 </p>

12、<p>　?。?）其它未盡事宜詳見《建筑地基處理技術規(guī)范》。 </p><p><b>　　4、施工 </b></p><p><b>　　4.1施工分類 </b></p><p>　　目前，水泥攪拌樁按主要使用的施工方法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁；按材料噴射狀態(tài)可分為濕法和干法兩種。本項目采用三軸攪拌樁、濕法的

13、施工方法。 </p><p><b>　　4.2施工準備 </b></p><p>　?。?）攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙（包括大塊石、樹根和生活垃圾等）。場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。 </p><p>　?。?）水泥攪拌樁應采用合格等級強度普通硅酸鹽袋裝水泥以便于計量。使用前，應將水泥的樣品送中心試驗室或監(jiān)理

14、工程師指定的試驗室檢驗。 </p><p>　?。?）施工單位應做好水泥攪拌樁施工過程的詳細資料記錄，監(jiān)理工程師每天收集一次，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。 </p><p>　?。?）水泥攪拌樁施工機械必須具備良好及穩(wěn)定的性能，所有鉆機開鉆之前應由監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部組織檢查驗收合格后方可開鉆。 </p><p>　　4.3施工流程 　　攪拌樁施工流

15、程主要為：樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環(huán)鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。樁位放樣：根據(jù)樁位設計平面圖進行測量放線，定出每一個樁位，誤差要求小于鉆機。定位：依據(jù)放樣點使鉆機定位，鉆頭正對樁位中心。用經(jīng)緯儀確定層向軌與攪拌軸垂直，調平底盤，保證樁機主軸傾斜度不大于1%。鉆進：啟動鉆機鉆至設計深度，在鉆進過程

16、中同時啟動噴漿泵，使水泥漿通過噴漿泵噴入被攪動的土中，使水泥和土進行充分拌合。在攪拌過程中，記錄員應記錄主要參數(shù)變化情況。重復攪拌和提升：采用二噴四攪工藝，待重復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復上述過程。 </p><p><b>　　4.4施工控制 </b></p><p>　　（1）水泥攪拌樁開鉆之前，應用水清洗整個管道并

17、檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆 </p><p>　?。?）為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。 </p><p>　?。?）對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數(shù)。 </p><p>　?。?）為了確保

18、樁體質量達到設計要求，施工方必須嚴格按照試驗樁得出的配比及工藝進行施工，同時現(xiàn)場應記錄水泥漿比重，監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質檢人員隨時抽檢。 </p><p>　?。?）水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0.4MPa。 </p&g

19、t;<p>　　（6）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30秒。 </p><p>　?。?）在攪拌樁施工過程中采用能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題"葉緣噴漿"的攪拌頭。這種攪拌頭的噴漿口位于攪拌葉片的最外緣，當漿液離開葉片向樁體中心環(huán)狀空間運移時，隨著葉片的轉動和

20、切削，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。 </p><p>　?。?）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加50kg。若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。 </p><p>　?。?）施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時應整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障原因

21、，噴漿中斷時及時記錄中斷深度。在12小時內采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段要求大于1m，超過12小時的采取補樁措施。 </p><p>　　（10）現(xiàn)場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：施工樁號、施工日期、天氣情況；噴漿深度、停漿標高；灰漿泵壓力、管道壓力；鉆機轉速；鉆進速度、提升速度；漿液流量；每米噴漿量和外摻劑用量；復攪深度。 </p><p>&

22、lt;b>　　5、質量檢查 </b></p><p>　　成樁7天內用輕便觸探法檢驗樁體質量。用輕便觸探器所帶勺鉆，在樁體中心鉆孔取樣，觀察顏色是否一致，檢查小型土攪拌均勻程度、根據(jù)輕便觸探擊數(shù)與水泥土強度的關系，檢查樁體強度能否達到設計要求；施工完畢后按規(guī)范進行復合地基靜載荷試驗，并制作完成壩基水泥攪拌樁施工質量檢查報告。 </p><p><b>　　6、結

23、語 </b></p><p>　　桂林市桃花江市區(qū)整治工程（鐵路立交橋～蘆笛公園）壩基水泥攪拌樁施工質量檢查報告顯示，經(jīng)過水泥攪拌樁處理后，壩基持力層和下臥層承載力均得到了提高、土層均勻性亦得到改善，完全能避免因壩體傾斜和不均勻沉陷導致壩體破壞。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]康世榮，陳