單向和多向水泥砂漿攪拌樁施工工藝和軟基加固效果探究

1、單向和多向水泥砂漿攪拌樁施工工藝和軟基加固效果探究摘要：某客運(yùn)專線軟基加固處理采用多向水泥砂漿 攪拌樁施工，既有線改建軟基加固處理采用單向水泥砂漿攪 拌樁施工，通過對兩種砂漿樁施工的過程進(jìn)行記錄和分析， 總結(jié)單向與多向水泥砂漿樁各自的施工參數(shù)和加固效果，對 各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行初步探討研究。關(guān)鍵詞：單向水泥砂漿樁多向水泥砂漿樁施工工藝 軟基加固效果中圖分類號：u213.14文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號： 1674-098x (2013) 03 (a) -0-02軟基加固中采用的深層攪拌樁技術(shù)，其加固機(jī)理是通過 水泥的水解和水化反應(yīng)、水泥水化物與土顆粒之間的離子交 換和團(tuán)粒化作用、凝硬作用、碳酸

2、化作用等一系列化學(xué)反應(yīng) 而形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土樁體。水 泥砂漿樁則是在漿噴樁的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新型樁，它采用 水泥砂漿作為固化劑，即在純水泥漿中摻入一定比例的粉細(xì) 砂、中砂、粉煤灰等，以增加基土的粗顆粒來降低基土的塑 性指數(shù)，要想提高樁體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，改良加固土體的 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)是非常必要的。普通攪拌樁實(shí)際上可稱作單軸、單向攪拌樁、即單軸旋 轉(zhuǎn)、單向攪拌的成樁工藝，而多向水泥砂漿攪拌樁采用2根 及以上軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)、2層及以上葉片多向旋轉(zhuǎn)噴漿的成樁工 藝。東北某客運(yùn)專線設(shè)計(jì)者針對客專線路基和普通鐵路路基 采用了單向和多向水泥砂漿樁兩種加固方案。1工程概況及設(shè)計(jì)參數(shù)1.

3、 1普通線路路基單項(xiàng)水泥砂漿樁加固區(qū)段該段路基位于河谷沖擊平原，地形平坦，周圍為居民區(qū), 從上至下地層依次為人工填土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粗 砂、細(xì)圓礫土、砂礫巖等。地表水不發(fā)育，地下水埋深1. 52. 5 mo地基加固設(shè)計(jì)采用普通水泥砂漿樁，樁徑0. 5 m,樁間 距1.3 m,正方形布置，加固深度58m,復(fù)合地基承載力 不小于130 kpa。1.2客運(yùn)專線路基多向水泥砂漿樁加固區(qū)段該段路基位于居民區(qū)和工廠廠房位置，地表平緩，局部 有水塘，采用回填處理，從上至下土層依次為素填土、種植 土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粗砂、礫砂、細(xì)圓礫土、粗圓 礫土、漂石土、玄武巖等。地表水不發(fā)育，地下水埋深1.

4、 8 2.5 m,化學(xué)環(huán)境作用等級hl。地基加固設(shè)計(jì)采用多向水泥砂漿樁，樁徑0. 5 m,樁間 距1.3 m,正三角形布置，加固深度812 m,復(fù)合地基承 載力不低于180 kpa,單樁無側(cè)向抗壓強(qiáng)度不低于130 kno2施工準(zhǔn)備2. 1設(shè)備進(jìn)場清點(diǎn)、驗(yàn)收重點(diǎn)清點(diǎn)專用鉆桿、動(dòng)力箱以及相關(guān)配套工具，砂漿泵 及其配套工具(壓力表及標(biāo)定書、砂漿泵使用說明書、砂漿 泵的專用扳手、吸漿軟管和吸漿頭、砂漿輸送管)。清點(diǎn)驗(yàn) 收完成后逐一造冊登記、保管。2.2技術(shù)準(zhǔn)備(1) 對施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，主要內(nèi)容為：攪拌樁 機(jī)、砂漿泵的操作、保養(yǎng)及故障排除，成樁質(zhì)量控制，水泥 砂漿制備的技術(shù)要求等。(2) 現(xiàn)場檢查

5、樁機(jī)電子記錄儀、深度傳感器和流量計(jì) 是否完好，是否具有打印施工記錄小票的能力，查看記錄儀、 流量計(jì)生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格和編號，注意編號要與標(biāo)定書 相一致。(3) 仔細(xì)研讀設(shè)計(jì)圖紙，繪制施工樁位布置圖，確定 鉆桿配置長度；根據(jù)設(shè)計(jì)圖確定是否需要外加劑，并確定外 加劑種類、規(guī)格和數(shù)量。(4) 檢查特種作業(yè)上崗證(打樁工操作證)每臺機(jī)需 要2個(gè)操作證。(5) 準(zhǔn)備施工記錄本、記錄紙和現(xiàn)場測量放線用工具。(6) 原材料準(zhǔn)備落實(shí)施工用水泥、粉細(xì)砂的廠家、材質(zhì)及相關(guān)證明材料 是否符合要求，并按要求做好開工前的材料試驗(yàn)、檢驗(yàn)工作。(7) 做好各種文明施工標(biāo)識牌和施工配合比標(biāo)識牌。3施工工藝3. 1單項(xiàng)水泥砂

6、漿樁施工3.2多向水泥砂漿樁施工(1) 施工工藝流程4成樁質(zhì)量檢查4. 1樁頭質(zhì)量檢查直徑。4.2完整性、均勻性、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度水泥砂漿攪拌樁施工完成28 d以后，用勘察鉆機(jī)于樁 徑1/4處、樁長范圍內(nèi)垂直取芯，觀察其完成性、均勻性并 拍攝照片，判斷成樁效果，每根樁在不同深度處取3組試驗(yàn) 樣品送實(shí)驗(yàn)室作無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推算90 d樁體強(qiáng)度。4.3單樁承載力檢測或復(fù)合地基承載力檢測水泥砂漿攪拌樁施工完成28 d以后，進(jìn)行單樁載荷試 驗(yàn)或復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定單樁承載力或復(fù)合地基承載力， 載荷試驗(yàn)為樁總數(shù)的0.2%,且每個(gè)工點(diǎn)不少于3根。5成樁加固效果分析(1) 從成樁效果看，單項(xiàng)水

7、泥砂漿攪拌樁的樁體大致 均勻，存在縮頸和回陷現(xiàn)象，多向水泥砂漿攪拌樁的樁體圓 勻，基本無無縮頸和回陷現(xiàn)象。(2) 對水泥砂漿樁現(xiàn)場抽芯實(shí)驗(yàn)等結(jié)果表明，單向水 泥砂漿樁出現(xiàn)局部樁體不連續(xù)，少量出現(xiàn)水泥土體松散現(xiàn) 象；多向水泥砂漿攪拌樁身攪拌均勻、水泥土凝體無松散現(xiàn) 象、固結(jié)較好、含灰量較高。(3) 從承載力來看，單向和多向水泥砂漿樁單樁承載 力和復(fù)合地基承載力均滿足了設(shè)計(jì)要求，但多向水泥砂漿樁 的單樁承載力和復(fù)合地基承載力均好單向砂漿攪拌樁。6結(jié)語從本工點(diǎn)采用水泥砂漿樁進(jìn)行軟基處理的效果來看，水 泥砂漿樁處理軟土地基的方式是合適的、可行的。通過兩種 砂漿樁的施工工藝流程、成樁效果進(jìn)行比對分析，我

8、們注意 到。(1) 單向水泥砂漿樁由于單向切土，土體與水泥砂漿 不能充分?jǐn)嚢杈鶆?，樁身?qiáng)度低，軟硬不均，特別是在復(fù)雜 多變的土體中施工，易產(chǎn)生斷樁和縮頸現(xiàn)象；而多向水泥砂 漿樁采用正反雙向切土攪拌，反復(fù)揉攪使得土體與水泥砂漿 充分?jǐn)嚢瑁鶆蛐暂^高，樁身強(qiáng)度高，樁體連續(xù)好。(2) 單向水泥砂漿樁在塑性指數(shù)大于25的黏土，、淤 泥質(zhì)土層中成樁效果明顯低于普通松散土層，加固深度不宜 超過12 m。多向水泥砂漿樁攻克了常規(guī)水泥土攪拌樁在塑性 指數(shù)高的黏性土層中成樁強(qiáng)度低的難題，加固深度可達(dá)20 m。(3) 單向水泥砂漿樁采用二噴四攪工藝，需要復(fù)攪， 人為干擾多，日產(chǎn)量約為400 mo多向水泥砂漿樁采用

9、二噴 二攪工藝，不需要復(fù)攪，人為干擾少，日產(chǎn)量可達(dá)到700 mo 通過對比我們不難發(fā)現(xiàn)，多向水泥砂漿攪拌樁是針對常 規(guī)水泥砂漿攪拌樁施工中存在的問題，進(jìn)行施工工藝技術(shù)創(chuàng) 新和設(shè)備改造，充分利用大量現(xiàn)有ph-5型樁機(jī)作為機(jī)架， 由位于鉆機(jī)底部操作臺的動(dòng)力系統(tǒng)，通過外鉆桿傳遞動(dòng)力， 再通過鉆桿頂部配備的專用傳動(dòng)箱，同時(shí)帶動(dòng)同心多軸鉆桿 正反向旋轉(zhuǎn)，在內(nèi)鉆桿上設(shè)置多層正向旋轉(zhuǎn)葉片，并設(shè)置噴 漿口，在外鉆桿上安裝多層反向旋轉(zhuǎn)葉片，通過外鉆桿葉片 反向旋轉(zhuǎn)中的壓漿作用，和內(nèi)鉆桿多層正向旋轉(zhuǎn)葉片同時(shí)攪 拌水泥砂漿土的作用，阻斷水泥砂漿上冒途徑，把水泥砂漿 基本控制在最上和最下兩組葉片之間，保證水泥砂漿在樁體 中均勻分布和充分?jǐn)嚢?，大幅度提高了成樁質(zhì)量和樁身強(qiáng)