精品文檔-下載后可編輯關(guān)于水泥攪拌樁(濕法)理論與施工知識總結(jié)簡要：本人從事水泥攪拌樁（濕法）的設(shè)計與施工已有多年，對水泥攪拌樁的施工及理論有較長時間的接觸，現(xiàn)在總結(jié)一下，希望借此進一步提高自己的認(rèn)知水平。從定義上講，水泥攪拌樁是近年來開展起來，用于處理軟土地基的低強度摩擦樁。水泥攪拌樁――它是通過特別的水泥攪拌樁機，在地基深處就地將軟土和水泥漿進行機械攪拌混合，水泥漿和軟土發(fā)生了一系列物理－化學(xué)反應(yīng)，使兩者最終結(jié)成“水泥土”――一種具有整體性、水穩(wěn)定性、和一定強度的優(yōu)型地基。水泥攪拌樁具有造價低、速度快、無振動、無噪聲、無污染，造價比一般灌注樁低30～40%，并可節(jié)省大量鋼材。下面就從水泥攪拌樁的固化機理、應(yīng)用特點、施工工藝、承載力計算及施工中遇到的一些問題分步分析總結(jié)。

一、軟土加固的機理

軟土和水泥漿通過機械攪拌到凝結(jié)成為強度較大的水泥土，其間經(jīng)歷了一系列的物理化學(xué)反應(yīng)。其中對軟土加固志主要作用的是水泥的水解水化作用和水泥水化物與粘土顆粒之間的作用。

1、水泥礦物硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、硫酸鈣等，在軟土中發(fā)生水解和水化肥反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣可迅速溶于水中，使分子雖然可以繼續(xù)深入水泥顆粒的內(nèi)部，使水泥顆粒繼續(xù)發(fā)生水解和水解反應(yīng)。此外，水泥中的硫酸鈣、鋁酸三鈣與水作用生成3CaO.Al2O3.CaCO3.32H2O（水泥桿菌）,使大量的自由水變成結(jié)晶水的形式固定下來,這對增加含水量軟土的強度有著重要的作用。

2、水泥水化物與軟土顆粒之間的作用

水泥的各種水化物生成后，一部分自身繼續(xù)硬化，構(gòu)成水泥石骨架；另一部分則與周圍一些具有一定活性的顆粒發(fā)生離子交換，如氫氧化鈣中的鈣離子可和軟土中的二氧化硅與水作用后形成的鈉離子或鉀離子的硅酸膠體微粒進行當(dāng)量吸附交換，而使小的土顆粒形成較大的土顆粒，從而增加了土體的強度。

與水泥顆粒的表面積相比，水泥水化反應(yīng)生成的凝膠粒子的表面積發(fā)生了巨幅增長，由此產(chǎn)生了較大的表面能，有較強的吸附活性，能使較大的土團粒進一步結(jié)合起來，形成了水泥土的團粒結(jié)構(gòu)，提高了水泥土的強度。

經(jīng)與水泥漿攪拌后，在土粒周圍充滿了水泥膠體，隨著水泥土齡的增長，這些水泥凝膠逐漸形成大量纖維狀結(jié)晶，并不斷延伸填充到原土顆粒間的孔隙中，形成綱狀結(jié)構(gòu)。以后纖維狀結(jié)晶繼續(xù)呈軸射狀向四延伸，連結(jié)成空間網(wǎng)狀構(gòu)造，使水泥的形狀與土顆粒的形狀逐漸分辨不清，從而提高了水泥土的強度。

通過上述作用，水泥土的強度得顯著增加。由于水泥攪拌樁中水泥的摻量較少，通常是被加固濕容重的7-15%，水泥的水解和水化反應(yīng)是在軟土的包圍中進行的，所以硬化速度較為緩慢。通常需3個月后，水泥土的硬凝反應(yīng)才能充分完成。

二、水泥攪拌樁的應(yīng)用特點

1、適用范圍：水泥攪拌樁適用于加固各種軟土地基，但不宜用于碎石土、砂土和堅硬的粘性土的地基加固。由于連云港市上部地層中普遍存在著一層很厚的淤泥，含水量大，強度低，因此水泥攪拌樁在連云港市范圍內(nèi)得到廣闊的使用。

2、加固深度（樁的有效長度）：主要取決于鉆塔的高度，一般為8～15m。如有特殊需要，加固深度可適當(dāng)增加。

3、用途：⑴作為建筑物或構(gòu)筑物的地基。⑵大面積地基加固，以防止碼頭崖壁的滑動、深基坑開挖時邊坡坍塌和減少軟土中地下構(gòu)筑物的沉降。⑶在基礎(chǔ)開挖和施工中有地下重要管線和地面重點保護建筑物時，可作為連續(xù)墻、防護墻使用。

三、施工工藝

1．定位：樁機移到指定樁位，樁機安裝必須平正穩(wěn)定，攪拌軸必須垂直并對準(zhǔn)中心。

2．拌制灰漿：根據(jù)設(shè)計要求確定的水灰比，水泥過磅或以包計量，水用專用定量容器計量。用灰漿攪拌機攪拌水泥漿，攪拌時間每次不少于3分鐘。水泥漿拌制后通過細(xì)篩過濾倒入集料斗內(nèi)。

3．鉆進噴漿攪拌：首先開啟灰漿泵，檢查輸漿系統(tǒng)是否暢通。待水泥漿通過輸漿管從噴嘴噴出時，開動樁機以1m/min和60r/min的速度勻速鉆進、噴漿、攪拌。至設(shè)計樁長時，在原地攪拌、噴漿30秒鐘。

4、提升攪拌：當(dāng)鉆進噴漿過程中水泥摻量已達設(shè)計要求時，則關(guān)閉灰漿泵，樁機倒轉(zhuǎn)勻速攪拌提升，直至地面。當(dāng)鉆進噴漿攪拌中水泥摻量未達設(shè)計要求時，則在提升攪拌中應(yīng)繼續(xù)均噴漿。

5、重復(fù)攪拌：為了使地基土和灰漿得到充分?jǐn)嚢钃胶?，在不噴漿的情況下，重新開機勻速鉆進攪拌至設(shè)計樁長，再勻速反轉(zhuǎn)提升攪拌至地面。

6、清洗輸漿管路：施工結(jié)束后（包括施工期間停機半小時以上）應(yīng)及時清洗輸漿管路，嚴(yán)防水泥漿結(jié)塊。每日完工后應(yīng)徹底清洗一次。

四、水泥攪拌樁的單樁承載力及復(fù)合地基承載力計算

1.水泥攪拌樁承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗確定，初步設(shè)計時可按下式估算：

Ra=up∑qsili＋αqpAP;

Ra=ηfcuAp;

fcu――與攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內(nèi)加固土試塊（邊長為70.7mm立方體，也可采用邊長50mm的立方體）在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下90d齡期的立方體抗壓強度平均值（KPa）;η――樁身強度折減系數(shù)，干法可取0.20～0.30，濕法可取0.25～0.33;

up――樁的周長（m）;qsi――樁周第i層土的厚度（m）；li――樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度（m）；α――樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6，承載力高時取低?。籄p――樁的截面積（m2）；

2.水泥攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定，也可按下式估算：

fspk=m×Ra/Ap＋β（1－m）fsk

fspk――復(fù)合地基承載力特征值（KPa）；m――面積置換率；Ap――樁的截面積（m2）；

fsk――樁間土天然地基承載力特征值（KPa）；β――樁間土承載力折減系數(shù)，當(dāng)樁端土未經(jīng)修正的承載力特征值大于樁周土的承載力特征值時，可取0.1～0.4,差值大時取低值；當(dāng)樁端土未經(jīng)修正的承載特征值小于或等于樁周土的承載力特征值的平均值時，可取0.5～0.9，差值大時或設(shè)置褥墊層時可取高值。

五、施工中常遇的問題及解決措施

1．常遇的問題：水泥攪拌樁施工中常遇到以下問題主要有樁頂標(biāo)高偏差；水泥用量不足、水灰比過大；鉆桿提升及下沉速度過快，攪拌不均勻；垂直度偏差、樁位偏差，直徑偏差等。

⑴.標(biāo)高偏差問題：標(biāo)高問題主要有設(shè)計及施工兩方面原因，設(shè)計方面原因主要是設(shè)計人員不了解施工實際情況及地質(zhì)資料不準(zhǔn)等造成，如攪拌樁實際施工時，由于攪拌樁在停止噴漿后，鉆機繼續(xù)攪拌，噴漿管道中的余漿繼續(xù)噴出，加上攪拌過程中上部土體變松散后向上冒出，在停漿面以上仍然形成樁體，甚至超過自然地面約40～50cm,使得實際樁頂標(biāo)高偏高；或者由于水泥用量偏小或噴漿量不均，攪拌不均勻等原因，水泥攪拌樁施工后，樁頂也會出現(xiàn)下沉，沉樁較大者，樁頂下沉2.0m以上。導(dǎo)致樁頂標(biāo)高偏小。

⑵.攪拌樁的水泥用量不足、水灰比過大。主要是由于施工隊伍素質(zhì)差，為了追求高額的經(jīng)濟利益而不擇手段地減料，人為提高水灰比，減少水泥用量；施工現(xiàn)場又缺少強有力的監(jiān)管力度等方面的原因，導(dǎo)致水泥摻量大減嚴(yán)重影響水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量。

⑶.鉆桿提升及下沉速度過快，無法保障攪拌深度內(nèi)每一個點均能達到20次以上的攪拌次數(shù)。加上現(xiàn)有的送漿設(shè)備限制，僅靠人工控制泵閥來控制送漿量，即使能保證每米內(nèi)的用漿量達到要求，卻無法保障每米內(nèi)的送漿量呈均勻分布，水泥漿攪拌不均，也嚴(yán)重影響了攪拌樁的成樁質(zhì)量。

⑷.垂直度偏差、樁位偏差，直徑偏差在作為基坑圍護樁使用時，影響攪拌樁質(zhì)量表現(xiàn)的更為明顯。用于圍護的水泥攪拌樁，因為要達到止水目的，所有樁必須連成整體，形成地下防滲墻，沒有窟叉、斷樁等不良現(xiàn)象，這對深層水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量提出了更高的要求?！盾浲恋鼗顚訑嚢杓庸谭夹g(shù)規(guī)定》（YBJ225-91）規(guī)定，水泥攪拌樁的樁位誤差不大于50mm，樁身垂直度誤差不超過1.5%即可認(rèn)為施工質(zhì)量合格。但作為防滲帷幕的攪拌樁，如設(shè)計采用樁徑為Φ400的水泥攪拌樁，樁長10m，搭接為100mm，不考慮樁位的誤差，單是允許的垂直度誤差1.5%，單樁就可達到150mm；如果兩個樁相背偏差，中間窟叉就可能達到150×2-100=200mm；如果再加上樁位偏差，樁徑偏差，防滲帷幕的作為將完全失去截水作用。

2.解決措施：針對影響水泥攪拌樁的各種原因，分解到影響施工質(zhì)量的五大生產(chǎn)要素中，即勞動主體、勞動對象、勞動方法、勞動手段、監(jiān)管措施，從而保證施工質(zhì)量符合規(guī)范及設(shè)計要求。

⑴.勞動主體的控制：勞動主體：即作業(yè)者、管理者的素質(zhì)及其組織效果。勞動主體的質(zhì)量包括參與工程各類人員的生產(chǎn)技能、文化素養(yǎng)、生理體能、心理行為等方面的個體素質(zhì)及經(jīng)過合理充分發(fā)揮其潛在能力的群體素質(zhì)。即種類全體工程人員必須參加過專業(yè)技能培訓(xùn)且具備相應(yīng)的專業(yè)技能，確保各方人員都應(yīng)持證上崗。

⑵.勞動對象的控制：勞動對象：即材料、半成品、工程用品、設(shè)備等的質(zhì)量。對于水泥攪拌樁，加強原材料、半成品及設(shè)備的質(zhì)量控制，是提高工程質(zhì)量的必要條件。

⑶.勞動方法（施工工藝）的控制：勞動方法：即采取的施工工藝及技術(shù)措施。施工工藝的優(yōu)劣是直接影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在工程項目質(zhì)量控制系統(tǒng)中，制訂和采用先進合理的施工工藝并嚴(yán)格執(zhí)行是工程質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。

⑷.勞動手段（施工設(shè)備）的控制：勞動手段：即工具、模具、施工機械、設(shè)備等使用條件。對施工所用的機械設(shè)備，應(yīng)根據(jù)工程需要從設(shè)備選型、主要性能參數(shù)及使用操作要求等方面加以控制。

⑸.