路基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁技術(shù)

1、路基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁技術(shù)摘要：對地基的處理不當，會引起地基沉降或者 差異沉降過大，進而影響道路的正常使用功能。水泥土攪拌 樁技術(shù)是軟土路基處理技術(shù)之一，具有施工簡便、工期短、 振動小等優(yōu)點。與常規(guī)水泥土攪拌樁相比，釘形水泥土雙向 攪拌樁在路基處理中具有施工方便、操作簡單的優(yōu)點。本文 介紹了釘形水泥土雙向攪拌樁及其特點、施工技術(shù)要點、工 藝性試樁技術(shù)、施工質(zhì)量控制措施。關(guān)鍵詞：釘形水泥土雙向攪拌樁；攪拌樁；工藝性試樁abstract： on the foundation of processing undeserved, can cause foundation settlement

2、or differential settlement is too large, and thus affect the normal use function of the road. cement-soil mixing pile technology is one of the soft soil subgrade treatment technology had advantages of simple construetion, short construetion period and the advantages of small vibration. compared with

3、 conventional soil-cement mixing pile, the nail form two-way mixing cement-soil pile in the subgrade treatment has the advantages of convenient construetion, simple operation. this paper introduces the nail form cement-so訂 bidirectional mixing pile and its characteristics, the key points of construe

4、tion technology, process technology of test pile, construction quality control measureskey words： nail form two-way mixing cement-soil pile； mixing pile； manufacturability test pile中圖分類號：tu74文獻標識碼：a文章編號： 2095-2104(2013)一、釘形水泥土雙向攪拌樁及其特點釘形水泥土雙向攪拌樁即通過攪拌葉片的伸縮使樁身 上部截面擴大而形成的類似釘子形狀的水泥土攪拌樁，如圖 1所示；釘形水泥土雙向攪拌樁

5、成樁機械鉆頭結(jié)構(gòu)見圖2。圖1釘型水泥土雙向攪拌樁結(jié)構(gòu)圖2釘型樁成樁機械 鉆頭結(jié)構(gòu)其中：1攪拌葉片關(guān)節(jié)點；2外鉆桿；3內(nèi)鉆桿；4 固定的攪拌葉片；5伸縮的攪拌葉片。釘形攪拌樁是通過對現(xiàn)有的常規(guī)水泥土攪拌樁成樁機 械進行簡單改造，配上專用的動力設備及多功能鉆頭，采用 同心雙軸鉆桿，在內(nèi)鉆桿上設置正向旋轉(zhuǎn)葉片并設置噴漿 口，外鉆桿上安裝反向旋轉(zhuǎn)葉片。通過外桿上葉片反向旋轉(zhuǎn) 過程中的壓漿作用和正反向旋轉(zhuǎn)葉片同時雙向攪拌水泥土 的作用，阻斷水泥漿上冒途徑，保證水泥漿在樁體中均勻分 布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。釘形水泥雙向攪拌樁的優(yōu)點 如下：1、攪拌均勻由于實現(xiàn)了正反向同時旋轉(zhuǎn)，使水泥漿與土體得到充分 攪

6、拌，再無層狀的水泥土攪拌體。2、就地攪拌通過上層葉片的同時反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途 徑，強制對水泥漿就地攪拌，冒漿現(xiàn)象徹底解決。3、擾動小同心雙軸的正反向旋轉(zhuǎn)，使土體對葉片產(chǎn)生的水平旋轉(zhuǎn) 力相互抵消，降低了鉆桿的左右搖動，樁周土擾動小。4、受力合理釘形樁的變截面結(jié)構(gòu)，與地基中應力傳遞規(guī)律相一致， 使加固體的受力更加合理，達到更佳的復合效果。5、易于推廣使用常規(guī)的固化劑，可充分利用現(xiàn)有水泥土攪拌機械， 原常規(guī)攪拌樁施工操作人員接受短期的指導，即可上崗操 作。6、經(jīng)濟性由于柱身強度大幅度提高，樁間距擴大，單位體積的軟 土地基處理工程量小，造價降低。二、釘形水泥土雙向攪拌樁的比較選擇（一）與單軸

7、水泥攪拌樁的比較單軸水泥攪拌樁在施工過程中，較容易產(chǎn)生以下質(zhì)量問 題：1、由于土壓力、空隙水壓力、噴漿壓力的相互作用， 造成水泥漿沿鉆桿上行，部分水泥漿冒出地面，從而使得沿 樁體深度的水泥含量逐漸減少，造成水泥漿沿樁體的垂直分 布不均勻；2、單向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片，難以攪拌均勻，造成樁身水泥 土中存在大量的土塊和水泥結(jié)塊；3、造成水泥攪拌樁的處理深度較淺。（二）與三軸攪拌樁的比較采用專用三軸攪拌樁機施工，兩軸同向旋轉(zhuǎn)噴漿與土拌 合，中軸逆向高壓噴氣在孔內(nèi)與水泥土充分翻攪拌合，而且 由于中軸高壓噴出的氣體在土中逆向翻轉(zhuǎn)，使原來已拌合的 土體更加均勻，成樁直徑更加有效，加固效果更優(yōu)。三軸攪 拌機械施工效

8、率高，適用范圍廣。但是三軸攪拌樁在地基加 固施工時，將要置換出一部分泥漿。由于施工前開挖溝槽， 避免了泥漿的溢出，但由于加固深度的增加置換出的泥漿會 逐漸增多，置換出的泥漿在短時間內(nèi)無法固結(jié)致使無法及時 運到指定的棄土場，對施工現(xiàn)場的文明施工造成一定的影 響。施工機械設備比較大，現(xiàn)場組裝需要提供很大的施工場 地。機械設備從現(xiàn)場組裝到調(diào)試需要一個星期的時間，所以 三軸攪拌樁加固需要較大的施工場地。（三）釘形水泥土雙向攪拌樁的選擇釘形水泥土雙向攪拌樁采用同心雙軸鉆桿，在內(nèi)鉆桿上 設置正向旋轉(zhuǎn)葉片并設置噴漿口，在外鉆桿上安裝反向旋轉(zhuǎn) 葉片，通過外桿上葉片反向旋轉(zhuǎn)過程中的壓漿作用和正反向 旋轉(zhuǎn)葉片同時

9、雙向攪拌水泥土的作用，阻斷水泥漿上冒途 徑，把水泥漿控制在兩組葉片之間，保證水泥漿在樁體中均 勻分布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。而且由于釘形水泥土雙 向攪拌樁擴大樁頭的作用，其單樁承載力、處理長度均高于 單軸的水泥攪拌，使其樁距要大于單軸的水泥攪拌，其經(jīng)濟 性要優(yōu)于單軸的水泥攪拌，且隨著處理深度的增加，其優(yōu)勢 愈加明顯。相比三軸攪拌樁，雙軸攪拌樁更適用于用于坑底加固和 一些淺型基坑，且加固后的地基整體強度高。施工速度快, 施工工期短，效率高，費用低。施工中無振動，無噪聲，無地面 隆起，不排污，不擠土，不污染環(huán)境。三、釘形水泥土雙向攪拌樁施工技術(shù)（一）施工準備在釘形與雙向水泥土攪拌樁施工前，必須做

10、好施工現(xiàn)場 的開工準備工作，具體包括以下幾方面：1、施工場地已平整，地上、地下障礙物已清除，場地 滿足樁機的移位要求；2、按照設計圖紙的要求進行施工放線、確定樁位；3、根據(jù)工藝性試樁的結(jié)果，確定鉆進及提升速度、工 作壓力、最佳灰漿稠度等技術(shù)參數(shù)，制定施工組織設計和質(zhì) 量控制措施；4、準備好施工所需的各種材料，并檢驗合格。(二) 工藝性試樁為嚴格控制釘形水泥土雙向攪拌樁的施工質(zhì)量，更科學 地指導施工，在正式開工前，必須進行現(xiàn)場試樁檢驗，1、滿足設計要求的試樁根據(jù)地質(zhì)報告及當?shù)亟?jīng)驗，選定樁型及單樁豎向承載力 特征值。試樁的目的是：(1) 進一步確定所選樁型的施工可行性，避免樁機全 面進場后發(fā)現(xiàn)該樁

11、型不適合本場地施工或發(fā)現(xiàn)樁承載力遠 小于地質(zhì)報告提供的計算值，此時再改樁型就會拖工期且增 加費用。(2) 根據(jù)單樁豎向靜載荷試驗確定單樁豎向承載力特 征值。由于地質(zhì)報告提供的數(shù)值往往偏于保守，所以可以根 據(jù)靜載報告提高樁承載力，減少樁數(shù)。2、滿足施工要求的試樁不同地段具有不同的地質(zhì)條件，為了克服盲目性，確保 收到預期的效果，在施工前必須進行工藝試樁，試樁數(shù)量不 少于5根。試樁的目的是：(1) 提供滿足設計的各種操作參數(shù)。如管道壓力、鉆 機提升速度、鉆進速度、攪拌速度等。(2) 驗證攪拌均勻程度及成樁直徑。(3) 確定該地質(zhì)條件下，符合質(zhì)量要求的合理摻灰量。(4) 確定該地質(zhì)條件下，合理的工藝流

12、程。(三) 施工1、平整施工壓實場地、定位、放線；2、測量放樣。按照設計的攪拌樁的平面布孔圖放樣并 編號，在樁位處地面釘設不易更改的標記(現(xiàn)場一般采用竹 簽)，方便在施工中迅速確定樁位。3、機具調(diào)試及定位樁機運至工地后，先進行安裝調(diào)試，待鉆桿旋轉(zhuǎn)、壓漿 泵及計量設施一切調(diào)試正常后，樁機移位至放樣孔位上，使 鉆桿頭對準孔位的中心,樁位對中偏差不超過5cm。鉆機就位 后對鉆機進行水平校正，使其鉆桿軸線垂直對準孔中心位 置，施工時鉆桿的傾斜度不大于1%。4、切土下沉：啟動攪拌機，使攪拌機沿導向架向下切 土，同時開啟送漿泵向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正、反 向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機持續(xù)下沉，直到擴

13、大頭設計 深度；5、收縮葉片：改變內(nèi)、外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉 片收縮到直徑500mm；切土下沉，兩組葉片同時正、反向旋 轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，攪拌機持續(xù)下沉、噴漿，直到設計深度, 在樁端應就地持續(xù)噴漿攪拌10秒以上；6、提升攪拌：關(guān)閉送漿泵、攪拌機提升，兩組葉片同 時正反向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土至擴大頭底面；7、伸展葉片：改變內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向，將攪拌葉片 伸展到直徑1000mm；噴漿、提升攪拌至地表或設計樁頂標高 以上50cm后，關(guān)閉送漿泵。將鉆頭提升出地表，觀察葉片 是否打開，如超出2個葉片未打開，則采用人工打開，在擴 大頭部位增加一次下沉、提升攪拌；8、切土下沉：攪拌機沿導向架向下切土，開啟送漿

14、泵, 兩組葉片同時正、反向旋轉(zhuǎn)切割、攪拌土體，直到擴大頭設 計深度；9、提升攪拌：關(guān)閉送漿泵，兩組葉片同時正反向旋轉(zhuǎn) 攪拌水泥土，直到地表或設計樁頂標高以上50cm,完成單樁 施工。（四）成樁后質(zhì)量檢測1、成樁質(zhì)量檢查釘形水泥土雙向攪拌樁質(zhì)量控制應貫穿施工全過程，應 堅持全程的施工監(jiān)理。施工過程中隨時檢查施工記錄和計量 記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進行質(zhì)量評定。檢查重點是：水泥用量、樁長、內(nèi)外鉆桿轉(zhuǎn)速、攪拌機 提升和下沉速度、停漿處理方法和單樁施工時間等。單樁施工結(jié)束后，應對樁位偏差、樁徑、單樁水泥用量 以及單樁施工時間進行檢查。其中樁位偏差不大于50mm,樁 徑和單樁水泥用量不小于設計

15、值，單樁施工時間不小于由工 藝試樁確定的時間值。2、樁身質(zhì)量檢測釘形水泥土雙向攪拌樁成樁7d后，采用淺部開挖觀察 樁體成型情況和攪拌均勻程度，并可檢驗樁身直徑，作好記 錄，檢查頻率為1%。，且不少于3根。釘形水泥土雙向攪拌樁成樁28d后應進行標準貫入試驗 和取芯進行室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度測試。為保證試塊尺寸，鉆孔直徑不小于loginin。檢驗樁數(shù)應 隨機抽取總樁數(shù)的5%。，且不少于3根。對釘形水泥土雙向 攪拌樁擴大頭部分宜在小直徑樁外取芯，通過芯樣對樁長、 擴大頭長度、強度、均勻性等作綜合評價。3、承載力檢測釘形水泥土雙向攪拌樁復合地基承載力檢驗應采用復 合地基靜載試驗和單樁載荷試驗。載荷試驗必須

16、在樁身強度 滿足荷載試驗條件，并宜在成樁28d后進行。檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的1%。2%。，且每個單項工程不少于3點。四、施工質(zhì)量控制要點1、嚴格控制設計要求配制漿液，由于上部為回填土， 含水量高，可適當增大水泥比。2、土體應充分攪拌，嚴格控制下沉速度，不得超過 0. 5m/min,使原狀土充分破碎以有利于同水泥漿液均勻拌 和。3、漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液應嚴格按預定配合比 制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿 桶。4、水泥土攪拌樁施工時，鉆頭提升速度不得大于 0. 8m/min,其垂直度偏差不得超過1. 5%。5、壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道不能堵塞, 全樁須注漿均勻，不

17、得發(fā)生夾心層。發(fā)現(xiàn)管道堵塞，立即停 泵進行處理。待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具下沉l.oni后方 能注漿，恢復正常攪拌，以防斷樁。6、釘形水泥土雙向攪拌樁質(zhì)量控制應貫穿施工全過程, 應堅持全程的施工監(jiān)理。在施工過程中隨時檢查施工記錄和 計量記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進行質(zhì)量評定。 檢查重點是：水泥用量、樁長、內(nèi)外鉆桿轉(zhuǎn)速、攪拌機提升 和下沉速度、停漿處理方法和單樁施工時間等。7、施工準備階段，應對原材料質(zhì)量、計量設備、攪拌 葉片的伸展直徑和機械性能進行檢查。施工時應保持攪拌樁 機底盤水平和導向架垂直，攪拌樁的垂直度偏差不得大于 1%,樁位偏差不得大于50mm。施工過程中應檢查水泥漿比重、 攪拌機提升和下沉速度以及鉆機最后30s的電流和鉆進速度 等。8、單樁施