水泥攪拌咬合樁的施工與檢測(cè)

1、水泥攪拌咬合樁的施工與檢測(cè) 隧道網(wǎng) (2005-9-1)  來(lái)源：隧道網(wǎng)     摘  要  介紹了某立交橋引道地基處理工程中，水泥土攪拌樁與水泥土攪拌咬合樁共同加固軟土地基的施工工藝與檢測(cè)方法。提出了僅采用水泥攪拌樁加固軟土地基，會(huì)造成地基承載力不均及地基整體性差的問題，由此立交橋橋頭跳車問題便不能解決。指出水泥土攪拌咬合樁是處理軟土引道地基和解決橋頭跳車問題較為理想的方法。    關(guān)鍵詞  軟土基礎(chǔ) 水泥攪拌樁 咬合樁 檢測(cè)   &

2、#160; 分類號(hào)  TU473.1    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼  A    文章編號(hào)  1000-6915(2004)03-0518-04     1 引  百    水泥土攪拌法加固軟土地基是一種應(yīng)用較為普遍且較為經(jīng)濟(jì)的地基處理方法，但試驗(yàn)表明，有些軟土加固效果較好，而有的不夠理想。在沿海淤泥質(zhì)土地層中加固地基，常出現(xiàn)地基承載力不均及地基整體性差的問題。由此，不僅造成了相應(yīng)的質(zhì)量事故，而且影響了該方法在沿海地區(qū)的應(yīng)用。在沿海地區(qū)采用

3、水泥土攪拌法加固立交橋引道地基，經(jīng)常出現(xiàn)立交橋橋頭跳車問題。這使人們懷疑水泥土攪拌法在沿海地區(qū)能否適用，針對(duì)這個(gè)問題，筆者進(jìn)行了廣泛的調(diào)研和相應(yīng)的實(shí)踐，認(rèn)為水泥土攪拌樁與水泥土攪拌咬合樁共同加固軟土地基能解決上述問題。本文結(jié)合某沿海地區(qū)立交橋引道地基處理工程，闡述水泥土攪拌咬合樁的施工與檢測(cè)。    2  工程概況    某立交橋地處沿海吹填土層地帶，該橋是從重車過(guò)磅房到碼頭堆場(chǎng)必經(jīng)之路，建設(shè)單位對(duì)此提出了很高的要求。由于受沿海淤泥質(zhì)土特殊地層的限制，立交橋橋頭“跳車”現(xiàn)象一直是該地區(qū)不易解決的難題。為解決這一問題，對(duì)引道地

4、基采取水泥土攪拌樁與水泥土攪拌咬合樁共同加固處理。為了提高攪拌樁的樁體強(qiáng)度及復(fù)合地基的承載力，對(duì)一部分樁體進(jìn)行樁與樁的咬合搭接處理，這種布置形式使地基在沉降過(guò)程中整體參與受力，使處理后的每排樁形成類似圍幕墻的一個(gè)整體，相互間在沉降時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的抗剪切力。具體設(shè)計(jì)為：沿引道方向布置3排樁，樁徑為500mm，樁長(zhǎng)為5.35.7m，樁距為1.5m。在3排樁間的垂直方向上海隔5.4m設(shè)計(jì)l排水泥土攪拌咬合樁，樁距為0.8m。水泥土攪拌樁與水泥土攪拌咬合樁形成“格”狀桶箍，從而使復(fù)合地基更加整體化，這種方案在理論與實(shí)踐中都顯示出較強(qiáng)的優(yōu)越性。    3  施工工藝&

5、#160;   3.1 工藝流程圖    工藝流程圖見圖1。 圖1  工藝流程圖     3.2 工藝參數(shù)    鉆進(jìn)速度：V=0.61.0mmin。    提升速度：Vp=0.50.8mmin。    攪拌速度：R=3050rmin。    灰漿壓力：P=0.20.4MPa。    4  水泥摻入比及外加劑配比設(shè)計(jì) 

6、   攪拌樁形成一定強(qiáng)度后起重要作用的是樁身水泥土的強(qiáng)度。設(shè)計(jì)要求水泥土攪拌樁樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于850kPa，為確定符合要求的水泥土攪拌樁樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，就需確定水泥摻入比aw。以及外加劑的類型及摻入量。確定上述參數(shù)后，還要進(jìn)行試樁試驗(yàn)，以確定實(shí)際施工采用的參數(shù)。    (1) 水泥摻入比的選擇    水泥土攪拌樁樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥摻入比的增加而增大，水泥摻入比aw、齡期T(月)與樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qcu(kPa)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表1。    根據(jù)試驗(yàn)配比及試樁的結(jié)果比

7、較，在實(shí)際施工中采用了18的水泥摻入比，水灰比為0.60.65，經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算復(fù)合地基承載力及沉降量均符合要求。 表1  水泥摻入比與齡期對(duì)樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響     (2) 外加劑的選擇    磺酸鈣：由規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)比較，采用木質(zhì)素磺酸鈣的用量為水泥用量的0.2。    半水石膏：半水石膏兼有緩凝和早強(qiáng)的雙重作用，其摻入量為水泥重量的2。    粉煤灰：摻加粉煤灰的水泥土強(qiáng)度一般都比較大，摻入與水泥等量的粉煤灰，強(qiáng)度可提高10。 

8、   不同的外加劑對(duì)水泥強(qiáng)度有著不同的影響，選擇合適的外加劑可以提高水泥土早期強(qiáng)度和固結(jié)強(qiáng)度，并可節(jié)約水泥用量。    木質(zhì)素磺酸鈣對(duì)水泥土強(qiáng)度的增長(zhǎng)影響不大，但能起到減水作用。由于水灰比較大，必須摻加木質(zhì)素磺酸鈣并摻加粉煤灰。    結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在實(shí)際施工中木質(zhì)素磺酸鈣加入量為0.2，粉煤灰摻入量為10。附現(xiàn)場(chǎng)不同配比試驗(yàn)結(jié)果見表2。由于土質(zhì)的特殊性及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的局限，此結(jié)果僅供參考。 表2  不同外加劑與樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系     5 

9、 施工中遇到的問題與處理方法    5.1 返漿問題    在實(shí)際施工中最突出的問題是樁土置換率高達(dá)60，造成地表隆起現(xiàn)象十分嚴(yán)重。局部出現(xiàn)的高度隆起造成機(jī)身傾斜，不能保證垂直度。為此，在施工過(guò)程中需及時(shí)清理返出的樁土置換物，并采用一三，二四間隔打樁法以緩解大量返漿的現(xiàn)象，當(dāng)機(jī)身傾斜時(shí)及時(shí)調(diào)整，保證機(jī)身垂直。    5.2 相鄰樁搭接的時(shí)間問題    在咬合處理施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制相鄰樁的咬合搭接時(shí)間，樁與樁間的搭接時(shí)間不超過(guò)24h，如果超過(guò)上述時(shí)間應(yīng)對(duì)最后一根先進(jìn)行空鉆，預(yù)

10、留出位置，以待下一批樁搭接。如果間歇時(shí)間太長(zhǎng)與第2根樁無(wú)法搭接時(shí)，應(yīng)采用局部補(bǔ)樁處理或注漿處理。    5.3 抱鉆現(xiàn)象的處理    抱鉆現(xiàn)象是地基土在攪拌葉片攪動(dòng)時(shí)，由于土體粘性比較大，在接近地表的位置，在周圍土體的擠壓力作用下，粘性比較大的土體緊緊地粘結(jié)在鉆桿柱上，并被帶到地表，使水泥土攪拌樁樁體強(qiáng)度有所降低。在鉆頭周圍，粘土形成一個(gè)大的土柱，影響漿液的注入，破壞了攪拌處理的效果，同樣使水泥土攪拌樁樁體強(qiáng)度降低。處理措施為樁頭露出地面時(shí)，立即停機(jī)清除抱鉆粘土，另外用一部分細(xì)沙回填樁部分，強(qiáng)力夯實(shí)，然后邊噴漿、邊攪拌、邊下沉。預(yù)防措

11、施是在樁頭部位提升攪拌時(shí)，加快旋轉(zhuǎn)速度，改變螺距，即可在很大程度上避免抱鉆現(xiàn)象的出現(xiàn)。    6 成樁效果檢驗(yàn)    設(shè)計(jì)要求樁體抽芯檢驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于850kPa，多樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為112.5kPa。載荷試驗(yàn)壓板對(duì)應(yīng)荷載10125kN，分10級(jí)加載，總加載量為202.5kN，詳見表3。 表3  分級(jí)加載與對(duì)應(yīng)載荷板測(cè)試強(qiáng)度的關(guān)系     復(fù)合地基檢測(cè)過(guò)程中，由于搭接面積較大，在加載時(shí)會(huì)產(chǎn)生樁土復(fù)合地基以外的樁與樁之間的抗剪作用，直接加載法不可能檢測(cè)出實(shí)際的多樁

12、復(fù)合地基承載力，這種檢測(cè)結(jié)果沒有代表意義。因此必須對(duì)荷載板兩端的樁進(jìn)行切割，筆者用3cm15cm小口徑取芯鉆取芯切斷(見圖2)，然后安放載荷板進(jìn)行復(fù)合地基承載力測(cè)試。由于切斷作業(yè)會(huì)產(chǎn)生土體擾動(dòng)，并考慮兩端側(cè)摩阻力的影響，由作用面積折算，切一根樁放一塊載荷板，載荷板面積為1.2m×0.75 m。中間斷縫處回灌細(xì)砂，檢測(cè)完畢后進(jìn)行注漿處理。 圖2  咬合樁檢測(cè)圖     荷載試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：    每一級(jí)荷載在加載期間連續(xù)1h內(nèi)，沉降變形值不超過(guò)0.1mm，認(rèn)為達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。  &

13、#160; 試驗(yàn)終止依據(jù)：    (1) 本級(jí)荷載下，沉降急劇增加，承壓板周圍出現(xiàn)裂縫和隆起；    (2) 累計(jì)沉降量等于荷載板寬度的10；    (3) 總加載量為設(shè)計(jì)要求值的兩倍。    承載力確定依據(jù)：    (1) 當(dāng)極限荷載能確定時(shí)，取極限荷載值的一半；    (2) 如總加載量為設(shè)計(jì)要求值的兩倍，取總加載量的一半。    檢測(cè)結(jié)果：樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值大于1 100kPa，遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值850kPa?？傮w均勻度較好，承載力、沉降量均滿足要求，效果良好。    7  結(jié)束語(yǔ)    (1) 水泥攪拌咬合樁加固軟土地基方法能有效地提高復(fù)合地基承載力及整體性，從而能很好地