建筑工程水泥攪拌樁的施工

水泥攪拌樁多用于軟土層的地基加固處理工程中，其基本原理是基于水泥加固土的物理化學反應過程，可通過專用機械設備將水泥噴入處理的軟土地基內，并在噴注過程中上下攪拌均勻，使水泥與土發生水解和水化反應，生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆粒或小土團凝結在一起形成一種穩定的結構整體，這就是水泥骨架作用，同時，水泥在水化過程中生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子進行離子交換作用，生成穩定的鈣離子，從而進一步提高土體的強度，達到提高地基承載力的目的。用水泥攪拌樁處理軟弱地基效果顯著，處理后可很快投入使用。它的施工方法根據噴注的是漿液還是粉體可分為濕法和干法兩種。為解決高速公路橋頭下沉問題，我們已在石黃高速公路衡水支線和青銀高速公路進行了濕法水泥攪拌樁的施工，且取得了良好效果。筆者結合施工實踐經驗，現將施工中一些質量控制匯總如下，望與同行探討切磋。
　　一、水泥攪拌樁的施工準備
　　首先是試驗準備，備好滿足設計要求的水泥，并按規定頻率進行抽檢試驗，在溫州市甌海大道城市快速公路用的p.o32.5#水泥。根據被加固土的性質及單樁承載力要求，確定水泥摻入比。按設計文件要求水泥摻入比一般在12～15%之間，并根據實際土質的干容重計算出每延米樁體的水泥用量。每延米水泥用量約為50～55千克/米左右。水泥漿液的配制要嚴格控制水灰比，一般為0.45～0.50，比重一般為1.65～1.7，要求調制出的水泥漿有較好的流動性、和易性。施工中可用泥漿比重計控制水泥漿稠度來確保最佳的水灰比。其次是施工現場準備，施工現場場地應事先平整好，清除樁位處地上、地下一切障礙。場地低洼時應填好粘土，不得回填雜土。正式大面積開工前，應進行不少于5顆的工藝試驗樁，試樁的目的是為了尋求最佳的攪拌次數、泵送時間、泵送壓力、攪拌機提升速度、下鉆速度以及噴漿時間等參數，以指導下一步水泥攪拌樁的大規模施工。同時，現場一定要做好水泥的防雨、防潮措施。
　　二、水泥攪拌樁的施工質量控制
　　經現場試樁石黃高速公路衡水支線和青銀高速公路的水泥攪拌樁采用的施工工藝均為二攪二噴。二攪二噴的工藝流程為：鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵（預噴持續30秒）→反循環提鉆并噴水泥漿（提升速度為0.6米/每分鐘左右）→上升至工作基準面以下30厘米至50厘米（持攪30秒）→正循環復攪并噴漿下沉→到底部噴漿停止→反循環提鉆至地面（提升速度為0.7米/每分）→成樁結束→施工下一顆樁→清樁頭驗樁。
　　施工過程的監控和管理是成樁質量的關鍵所在。經過工程實踐筆者認為施工過程的質量監控要點有以下幾個方面：
　　1、選擇合理的位置開挖配制水泥漿用的灰漿池，并用水泥砂漿抹面進行防水處理；測量放線布樁時要重點對控制性軸線、樁位進行復查，滿足要求后方可開鉆。
　　2、樁長、樁位、樁徑的控制：樁長的控制不僅要看表，而且要在鉆機搭架上做出明顯的標記，在設計樁長深度位置、沒進鉆的鉆頂的位置貼上（劃上）明顯標記并寫上數字，其它刻度用較小的標記；樁位控制時測量放樣后應釘小樁，然后鉆白灰點，垂直度是樁位控制的關鍵，因為垂直度影響樁的承載力。最好用吊錘球的方法控制垂直度；樁徑控制要求不小于設計直徑，要經常檢查鉆頭，發現磨損超限時及時焊補。
　　3、水泥劑量的控制：為確保樁體水泥每米摻入量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀，同時現場應用比重計控制水泥漿稠度。最好做到一樁一配漿，一樁一清池（灰漿池）。另外項目經理部最好指派專人負責水泥攪拌樁的施工，全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機械均應編號，應將現場技術員、鉆機長、現場負責人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標牌懸掛于鉆機明顯處，確保人員到位，責任到人。
　　4、水泥攪拌樁樁頭復攪的控制：當鉆機反循環提鉆并噴漿升至工作基準面以下30～50厘米時，持噴30秒水泥漿，目的是保證樁的上部密實度和強度，根據荷載的擴散及傳遞原理，有必要加強水泥樁上部的密度和強度。
　　5、噴漿時間的控制：每根樁開鉆后應連續作業，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。
　　6、成樁的檢驗：制樁完成后，須達到要求的齡期后方可進行開挖，清理樁頭時不得使用重錘或重型機械，宜用小錘、短釬等輕便工具操作以免損傷樁頭。群樁樁頂應平齊，間距應均勻；樁體圓勻，無縮頸和回陷現象。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度。鉆芯時不應在樁中心，應偏外側些。取出的芯樣攪拌應均勻，凝體無松散，其顏色應深淺一致，不應存在水泥漿聚集的“結核”。每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定相對均勻部位，送試驗室做28天齡期的無側限抗壓強度試驗，取出樁芯后留下的空洞應用同等強度的水泥砂漿回灌密實。在特大橋橋臺或軟土層深厚的地方，或對施工質量有懷疑時，可在成樁28天后，由監理工程師隨機指定抽檢單樁承載力或復合地基承載力。隨機抽查的樁數不宜少于樁數的0.2％，且不得少于3根。試驗用最大載荷量為單樁或復合地基設計荷載的兩倍。
　　三、水泥攪拌樁的施工常見問題及處理
　　1、噴漿阻塞：原因可能是水泥受潮結塊或制漿池濾網破損或者是清漿不徹底。處理措施應改善現場水泥存儲環境及時清渣并時常檢查濾網的破損狀況。
　　2、噴漿不足：原因可能是輸漿管彎折、外壓、泄漏或輸漿管道過長，沿程壓力損失大。處理措施應及時檢查、維護管道并選擇適當的位置開挖制漿池。當場地條件不具備時，可適當調增泵送壓力。
　　3、進尺受阻：原因可能是地下存有尚未清除的孤石、樹根或其它。處理措施應停機排除障礙或移位。
　　4、速度失穩：原因可能是設備自身控制系統問題或機組人員操作不規范、不熟練，處理措施做到不合要求的設備不得進場，制定完善明確的責任制并搞好崗前培訓。
　　水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工的各環節，嚴格水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工的各環節，嚴格施工過程的管理非常重要。施工質量的控制更是一項細致的技術工作。最好建立施工班組自檢互檢，技術負責人抽檢和配合監理旁站監督的質量保證體系。