水泥砂漿攪拌樁施工工法

1、水泥砂漿攪拌樁施工工法水泥砂漿攪拌樁施工工法中國水利水電第四工程局有限公司基礎處理工程分局一一 前言前言 雙桿雙向水泥砂漿攪拌樁是利用水泥和砂子作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，使土體與固化劑發(fā)生物理化學反應，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高強度的水泥砂漿加固體。并且由于同心雙軸內外鉆桿同時正反向轉動，可以充分攪拌土體及阻斷泥漿上冒通道，有效改善復合地基的承載特性，充分發(fā)揮地基土體與增強體兩部分的承擔荷載的潛能。二二 工法特點工法特點 2.1 擾動小 同心雙軸的正反向旋轉使土體對葉片產生的水平旋轉力相互抵消，降低了轉桿的左右搖動，對莊周土擾動小。 2.2 動力

2、強大 由于采用了雙向攪拌樁動力箱體，攪拌時多個葉片正轉，多個反轉，使得土體攪拌更加均勻，形成的樁體更加均勻密實，強度高，斷樁幾率低，成樁性能明顯優(yōu)于普通水泥砂漿攪拌樁。 2.3 便于管理 由于采用了兩噴兩攪施工工藝，不需要復攪復噴，一次成樁，大大降低了人為因素對施工質量的影響同時節(jié)約了成本。 2.4 經濟性 由于樁身強度大幅度提高，樁間距增大，單位體積的軟土地基處理工程量小，使得工程造價明顯降低 三三 適用范圍適用范圍 水泥（砂）漿噴射多向攪拌樁適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、軟塑粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。水泥（砂）漿噴射多向攪拌樁的加固深度取決于

3、施工機械的動力大小及加固土層情況?，F(xiàn)階段加固深度同常規(guī)漿體噴射攪拌樁，目前國內最大加固深度為25m（施工機械能力為30m）。四四 工藝原理工藝原理 雙桿雙向水泥砂漿攪拌樁是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砂（粒徑2mm）,以增加地基土中的粗顆粒含量,降低地基土的塑性指數,改良土的物理力學性質指標,明顯提高樁體無側限抗壓強度。 該工藝攻克了常規(guī)水泥土攪拌樁在塑性指數高的粘性土層中成樁強度低的難題，可適用于塑性指數大于25的粘土,同時在淤泥質土、淤泥層中成樁強度明顯提高，經室內實驗室配合比試驗確定配合比為0.6：1：0.4，強度要求28天無側限抗壓強度不小于1.5Mpa。

4、利用“中鐵科工集團機械成套分公司”（原中鐵工程機械研究設計院）PH-5D型攪拌樁成樁機械作為機架，由位于鉆機底部操作臺的動力系統(tǒng)，通過外鉆桿傳遞動力，再通過鉆桿頂部配備的專用傳動箱，同時帶動同心多軸鉆桿正反向旋轉，在內鉆桿底部安裝雙層正向旋轉葉片并設置噴漿口，在外鉆桿底部安裝雙層反向葉片。 通過外鉆桿葉片反向旋轉過程中的壓漿作用和內鉆桿上正向葉片同時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、最下兩組葉片之間，保證水泥砂漿在樁體均勻分布和充分攪勻，可確保成樁質量和樁體強度，而且多向攪拌同過下鉆噴漿和提鉆噴漿就能完成一根樁，大幅度縮短成樁時間。 五五 施工工藝流程及操作

5、要點施工工藝流程及操作要點 5.1 施工工藝流程 水泥（砂）漿噴射多向攪拌樁在已整平的場地和測放了樁位的地段施鉆，采用二噴二攪工藝，噴嘴位于第二層葉片，攪拌下沉噴80%以上的水泥（砂）漿，攪拌提升噴20%以下的水泥（砂）漿。施工工藝流程圖 施工流程 1）攪拌樁機就位、調平，鉆頭對準樁位； 2）攪拌、噴漿下沉：啟動攪拌機，使其鉆桿沿導向架向下攪拌切土，同時開啟送漿泵向土體噴水泥砂漿，此時多軸上的葉片同時正反向旋轉攪拌直到設計深度； 3）達到預定設計深度后，在樁端就地持續(xù)噴漿攪拌1030秒以上，使樁端水泥土充分攪拌均勻（下沉噴漿為總漿量的90%以上）； 4）攪拌、噴漿提升：此時噴漿目的是為了避免噴

6、漿口被堵塞，同時多向多軸攪拌樁機鉆桿上葉片正反向旋轉，繼續(xù)攪拌水泥土； 5）攪拌完畢：攪拌、噴漿提升到地表或設計標高，完成單根多向多軸攪拌水泥砂漿樁的施工。5.2操作要點 5.2.1 測量定位 根據控制樁點和施工圖紙，用全站儀放出相應的加密點及樁位，并進行系統(tǒng)編號，柱位定位偏差不得大于50。 5.2.2 樁機就位 1 樁位復核無誤后方能就位，樁機就位由機班長統(tǒng)一指揮，移動要看清左右及前后各方面情況，發(fā)現(xiàn)有阻力及時排除。 2 移動結束后檢查定位情況，保證樁機的基座平穩(wěn)、周正，并用水平尺校正基座水平，鉆桿垂直度偏差1%。 3 動力頭、攪拌頭、樁位線三點一線。 5.2.3灰漿制備 1 在制備灰漿前，

7、應檢查水泥是否受潮、結塊、變質，嚴禁使用未經復試或復試不合格的水泥。 2 在攪拌頭預拌下沉的同時，嚴格按設計配合比制作灰漿，灰漿攪拌時間不得小于2min，以便漿液充分拌合。 5.2.4 攪拌下沉 樁機就位準備工作就緒，經檢查符合要求后，利用鉆具自重緩慢平衡噴漿攪拌下沉，控制下鉆鉆進速度：鉆進速度0.60.8m/min，轉速50r80r/min；噴漿量不小于50L/m，下鉆噴漿量占總漿量的90%以上，直至設計樁底標高。在下沉預攪過程中，要密切觀察操作臺的電機工作負荷的電流指數，以防燒壞電機。 5.2.5 噴漿攪拌提升 攪拌頭噴漿攪拌下沉至樁底標高后，攪拌頭在樁底原位噴漿攪拌20-30S后，以提升

8、速度1.01.2m/min；轉速60r100r/min；噴漿量不大于10L/m，提鉆噴漿量占總漿量的10%以下，直到設計樁頂標高以上300mm。 成樁結束后，理好鉆桿和壓漿管道，進行移架移位，每班必須認真、真實進行成樁記錄。六六 材料與設備材料與設備6.1主要材料主要材料 6.1.1施工用水 采用施工場地就近地表水或地下水，施工前應現(xiàn)場取水樣送檢，不得直接采用未經檢驗合格的地表水或地下水。 6.1.2 水泥 宜選擇信譽好、質量穩(wěn)定的大型水泥廠家生產的符合設計要求的普通硅酸鹽類水泥，施工時所用水泥應與配合比設計時所用水泥品牌、標號一致。并按規(guī)定的頻率抽樣送檢。嚴禁使用受潮、結塊、變質的劣質水泥。

9、 6.1.3施工用砂 采用粉細沙（粒徑2mm），含泥量不大于5%。 現(xiàn)場設防雨、防潮水泥棚，堆砂場與地面間放置隔離布，砂不得直接堆放于地面上。6.2主要機械設備七 質量控制 7.1工程質量控制標準 水泥砂漿噴射雙桿雙向攪拌樁與常規(guī)漿體噴射攪拌樁相比，除機械設備及施工工藝改進外，其加固原理基本相同。水泥砂漿噴射雙桿雙向攪拌樁是漿體噴射攪拌樁的一種類型，驗收標準按鐵道部客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）中的4.11條漿體噴射攪拌樁的相關規(guī)定執(zhí)行。 7.1.1 一般規(guī)定 1 施工前應進行成樁工藝性試驗(不少于2根)，確定各項工藝參數并報監(jiān)理單位確認后，方可進行施工。

10、2 水泥砂漿噴射雙桿雙向攪拌樁施工開始后應及時進行復合地基承載力試驗，以確認設計參數。 3 水泥砂漿噴射雙桿雙向攪拌樁施工應符合下列七條規(guī)定: 1）施工機具設備性能及工藝應滿足噴漿均勻性、樁的連續(xù)完整性及加固深度的要求。 2）嚴格控制攪拌機鉆頭下沉和提升速度、供漿與停漿時間，控制下鉆深度、噴漿高程及停漿面。單樁噴漿量應符合設計要求。樁端必須原位噴漿攪拌一定時間，確保成樁質量。 3）成樁過程中，如因故停漿.繼續(xù)施工時必須重疊接樁，接樁長度不得小于0.5m。若停機超過3h，應拆卸輸漿管路，清洗干凈，在原樁位旁邊補樁。 4）攪拌機械應配置自動記錄儀，且處于檢定有效期內。 5）配制好的漿液不得離析，供

11、漿必須連續(xù)，固化劑與外摻劑的用量、泵送漿液時間必須有專人記錄。 6）隨時檢查施工記錄，如有不合格樁或異常情況，應及時采取補樁或其他處理措施。 7）施工中溢出的漿液應回收處理，防止污染環(huán)境。7.1.2 主控項目 1 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁所用的固化料和外加劑品種、規(guī)格及質量應符合設計。 檢驗數量：同一產地、品種、規(guī)格、批號的固化劑和外加劑，每200t為一批，當不足200t按一批計。施工單位每批抽樣檢驗1組。監(jiān)理單位按施工單位抽樣數量的20見證檢驗。 檢驗方法：檢查產品質量證明文件及抽樣檢驗。 2 漿液應嚴格按設計配方和試驗確定的配合比拌制，制備好的漿液應均勻，不得離析。 檢驗數量：施工單位每

12、根樁施工過程中抽樣檢驗2次。監(jiān)理單位每工班平行檢驗2次。 檢驗方法:觀察并用漿液比重計檢測漿液密度。 3 水泥砂漿攪拌樁的數量、布樁形式應符合設計。 檢驗數量:施工單位、監(jiān)理單位全部檢驗。 檢驗方法:觀察、現(xiàn)場清點。 4 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁單樁噴漿量應符合設計要求。 檢驗數量:施工單位、監(jiān)理單位每根樁檢驗。 檢驗方法:檢查自動記錄儀打印記錄。 5 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁成樁長度應符合設計要求。因故停漿時，恢復供漿后的噴漿重疊長度不得小于0.5m。 檢驗數量:施工單位每根樁檢驗。監(jiān)理單位按施工單位檢驗數量的20%平行檢驗。 檢驗方法:測量鉆桿長度，并在施工中檢查是否達到設計深度標志。

13、檢查施工記錄。 6 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁完整性、均勻性、樁身無側限抗壓強度應滿足設計要求。 檢驗數量:施工單位抽樣檢驗總樁數的2，且不少于3根。監(jiān)理單位按施工單位抽樣數量的20%見證檢驗。 檢驗方法:水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁完工后28d，在每根檢測樁樁徑方向1/4處、樁長范圍內垂直鉆孔取芯，觀察其完整性、均勻性，拍攝取出芯樣的照片，取不同深度的3個試樣作無側限抗壓強度試驗。鉆芯后的孔洞采用水泥砂漿灌注封閉 7 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁處理后的復合地基承載力應滿足設計要求。 檢驗數量:總樁數的2，且每檢驗批不少于3根。監(jiān)理單位見證檢驗，勘察設計單位現(xiàn)場確認。 檢驗方法:平板載荷試驗。

14、7.1.3 一般項目 水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁施工的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法應符合下表的規(guī)定。表7.1.3-1水泥砂漿（雙桿雙向）攪拌樁施工允許偏差、檢驗數量及檢驗方法7.2 質量保證措施 7.2.1建立完善的施工質量保證體系，加強施工中各個環(huán)節(jié)、各崗位均有人嚴把質量關的組織措施，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。 7.2.2 施工質量控制技術措施 為保證施工質量,在施工中嚴格按設計要求和有關施工規(guī)范、規(guī)程進行，從原材料進場至攪拌樁施工結束的每一道工序都嚴把質量關。 1 材料質量 到場水泥驗收時，須有出廠合格證，出廠水泥三天強度試驗報告，試驗報告批號與到場水泥批號一致，水泥到場后，及時取樣，盡快復

15、驗，經復驗水泥合格后方可投入使用，嚴禁使用不合格的水泥。為了保證水泥在現(xiàn)場不被雨水浸泡，水泥到場存放于下鋪有防潮雨布的水泥板上，料臺挖溝排水并備塊防雨塑料布防止下雨。 2 樁位偏差 施工放線要復核，須與設計圖紙仔細核對準確無誤，經監(jiān)理驗收合格后方可開工，樁機就位后，鉆尖對準樁位，然后調平，垂直度偏差不超過1%，樁機就位偏差不大于50mm，才可以開鉆。 3 樁徑偏差 施工過程中，由于磨損，葉片直徑會逐漸減小，為確保樁徑，應經常檢查鉆頭直徑，及時更換鉆頭，確保樁徑在480520mm范圍內，即樁徑偏差不大于20mm。 4 鉆頭提升速度 攪拌樁的鉆頭提升速度要求，將地基土盡可能切碎并使水泥漿體土充分拌

16、合均勻。下鉆速度控制在0.60.8m /min，提升速度控制在1.01.2m /min。 5 材料用量 依據水泥試配，一次性向水泥漿攪拌桶加夠單樁水泥用量。水泥砂漿攪拌時間不小于2min，制備好的水泥砂漿不得有離析現(xiàn)象，停置時間不得超過2個小時。若停置時間過長，不得使用。 6 垂直度 垂直度依據樁機塔桿中心垂吊的線錘，如線錘偏離塔桿中心，則樁垂直度出現(xiàn)偏差，應予以調整樁機，使樁機平穩(wěn)，線錘回至中心0.5。 7 樁長控制 為了確保樁長與設計標高相同，應在樁機上作出，鉆頭到達樁底時的位置，施工時當到達此位置時開始反循環(huán)轉動鉆頭。 8 單樁連續(xù)施工 嚴格按設計確定的參數控制噴漿量和攪拌提升速度。為保

17、證施工質量、提高工作效率和減少水泥浪費，應盡量連續(xù)工作。輸漿階段必須保證足夠的輸漿壓力，連續(xù)供漿。一旦因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應將攪拌頭下沉到停漿點0.5米以下，待恢復供漿后再噴漿攪拌；如停工40分鐘以上，必須立即進行全面清洗，防止水泥在設備和管道中結塊，影響施工。 9 各樁連續(xù)施工 在施工過程中實現(xiàn)確定水泥漿攪拌時間和樁機由一根樁移動到另一根樁就位具備打樁條件的時間，在施工過程中按事先確定的時間配置水泥漿保證水泥漿配置出來后在5min內使用，保證連續(xù)施工。 10 施工記錄 施工記錄由專人記錄，當班施工當班記錄，施工一根記錄一根，水泥用量，拌制水泥漿液的灌數以及泵送漿液的時間有專人記錄，攪

18、拌機噴漿提升的速度和次數有專人記錄。深度記錄誤差不得大于100mm，時間記錄不得大于10s。施工中發(fā)生的問題和處理情況，均須如實記錄，以便匯總分析。 11 施工中，如因地下障礙物等原因使鉆桿無法鉆進時，應及時通知相關人員，以便及時采取補樁措施，以保證施工質量。7.2.3 建立健全質量管理責任制建立健全質量管理責任制 建立健全質量管理責任制，使每一位工人都有明確的責任，形成一個嚴密的質量管理體系。組織進行工序質量自檢、互檢和上下工序間交接檢查。樁施工完成后，基礎開挖完由專職質檢員對每根樁進行質量檢查（樁位偏差、樁徑大?。?7.2.4 做好質量意識教育工作做好質量意識教育工作 要使全體工人認識到保

19、證和提高工程質量對國家、企業(yè)、個人的意義，牢固樹立“質量第一”的思想，讓工人熟練掌握本職工作的“應知應會”的技術和操作規(guī)程等，技術和管理人員要熟悉設計圖紙和有關規(guī)范規(guī)定，按照要求精心組織施工。八 安全措施 8.1認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，根據國家有關規(guī)定、條例，結合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網絡，執(zhí)行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。 8.2施工現(xiàn)場按符合防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進行布置，并完善布置各種安全標識。 8.3各類房屋、庫房、料場等的消防安全距

20、離做到符合公安部門的規(guī)定，室內不堆放易燃品；嚴格做到不在木工加工場、料庫等處吸煙；隨時清除現(xiàn)場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。 8.4氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。 8.5施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范的有關規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。 8.6電纜線路應采用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進行外，將其布置在專用電桿上。 8.7施工現(xiàn)場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。 8.8室內配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。 8.9建立

21、完善的施工安全保證體系，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。九 環(huán)保措施 9.1成立對應的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關環(huán)境保護的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導，充分滿足便民要求，認真接受城市交通管理，隨時接受相關單位的監(jiān)督檢查。 9.2將施工場地和作業(yè)限制在工程建設允許的范圍內，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。 9.3對施工中可能影響到的各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施

22、中的監(jiān)測、應對和驗證。同時，將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。 9.4設立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。 9.5定期清運沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其它工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標進行處理達標外，并按當地環(huán)保要求的指定地點排放。棄渣及其它工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。 9.6優(yōu)先選用先進的環(huán)保機械。采取設立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工。 9.7對施工場地道路進行硬化，并在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環(huán)境

23、十 效益分析 10.1 本工工藝工法具有軟土加固效果好、施工機械簡單、施工速度快、造價低、振動小、施工中對環(huán)境影響較小等優(yōu)點。 10.2 本工法與同類的工法相比，克服了常規(guī)水泥土攪拌樁在塑性指數高的粘性土層中成樁強度低的難題,可適用于塑性指數大于25的粘土，同時在淤泥質土、淤泥層中樁體強度較其它攪拌樁有明顯效果，加之工藝控制難度低，設備投入簡單、成本小，是軟基處理中具有推廣價值的一種新工藝。十一 應用實例 新建貴廣鐵路12標段肇慶東貨場 11.1 工程概況 新建貴陽至廣州鐵路站前工程GGTJ-12標段肇慶東貨場起訖里程為HGDK0+000HDK4+001.9，沿線魚塘密布，地質概況主要由厚層及

24、深厚層淤泥、淤泥質黏土和粉質黏土構成，施工條件較差，設計為軟土路堤。該段路基設置水泥砂漿攪拌樁約4.5萬根，共約50萬延米。 11.2 施工情況 該工程設計樁徑為0.5m，樁間距1.2m1.8m不等，樁長區(qū)間在5m19m，樁平面布置形式為正三角形。水泥砂漿攪拌樁主材水泥采用P.042.5號普通硅酸鹽水泥，水泥數量60kg/m，砂采用粒徑小于2mm的細砂，砂數量24 kg/m。水泥砂漿28d無側限抗壓強度不小于1.5Mpa，單樁豎向豎向抗壓承載力要求120KN。 計劃于2010年3月13日開工，于2011年11月30日完成貨場范圍內所有水泥砂漿攪拌樁的施工工作。貨場水泥砂漿攪拌樁施工區(qū)域劃分為4個區(qū)，分別為：J1區(qū)（HGDK0+225HGDK0+523.8）、J2區(qū)（HGDK0+523.8HGDK1+164）、J3區(qū)（HGDK1+164HGDK2+0