水泥土攪拌樁是用於加固飽和軟黏土地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特製的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。加固深度通常超過5m，乾法加固深度不宜超過15m，濕法加固深度不宜超過20m。用迴轉的攪拌葉片將壓入軟土內的水泥漿與周圍軟土強制拌和形成泥加固體。
基本介紹
- 中文名：水泥土攪拌樁
- 外文名：Cement-soil mixing pile
- 簡稱：濕法或乾法
- 方法：深層攪拌法；粉體噴攪法
- 適用：淤泥質土；飽和黃土；黏性土等
- 學科：土木工程
原理,施工方法,施工標準,工藝流程,施工準備,施工流程,施工控制,質量檢查,
原理
水泥加固土的基本原理是基於水泥加固土的物理化學反應過程， 它與混凝土硬化機理不同，由於水泥摻量少，水泥是在具有一定活性 介質--土的圍繞下進行反應，硬化速度較慢，且作用複雜，水泥水解 和水化生成各種水化合物後，有的又發生離子交換和團粒化作用以及 凝硬反應，使水泥土體強度大大提高。
施工方法
1）樁機定位、對中、調平
放好攪拌樁樁位後，移動攪拌樁機到達指定樁位，對中，調平（用水準儀調平）。
2）調整導向架垂直度
3）預先拌製漿液
4）攪拌下沉
5）噴漿攪拌提升
下沉到達設計深度後，開啟灰漿泵，通過管路送漿至攪拌頭出漿口，出漿後啟動攪拌樁機及拉緊鏈條裝置，按設計確定的提升速度（0.50～0.8m/min）邊噴漿攪拌邊提升鑽桿，使漿液和土體充分拌和。
6）重複攪拌下沉
攪拌鑽頭提升至樁頂以上500mm高后，關閉灰漿泵，重複攪拌下沉至設計深度，下沉速度按設計要求進行。
7）噴漿重複攪拌提升
下沉到達設計深度後，噴漿重複攪拌提升，一直提升至地面。
8）樁機移位
施工完一根樁後，移動樁機至下一根樁位，重複以上步驟進行下一根樁的施工。
施工標準
水泥土攪拌樁濕法監理實施細則為了更好的對工程質量進行有效的控制，充分發揮監理的監督和管理的作用，特制定水泥土攪拌樁濕法監理實施細則。
1、總則
工程監理改建工程項目中，大部分軟土地基處理採用濕噴樁進行加固處理。濕噴樁是利用水泥或水泥系材料為固化劑，通過特製的深層攪拌機械，在地基深處就地將原位土和固化劑強制攪拌，形成水泥土圓柱體。由於固化劑和土之間產生一系列物理化學反應，使圓柱樁體具有一定的強度，樁體周圍的土得到部分改善，組成具有整體性、水穩性和一定強度的複合地基，從而提高地基承載力，減少地基不均勻沉降，達到加固地基的目的。
2、施工前的監理實施細則
濕噴樁施工的場地，事先回填整平到設計高程，清除雜物，查明施工段落上空和地下有無管線。若有，承包人應提前向監理組和指揮部匯報，以便及時妥善解決。
2．1 機械設備監理實施細則
2.1.1濕噴樁機必須採用專用濕噴樁機，嚴禁採用粉噴樁機改裝。鑽頭應為雙十字鑽頭，嚴禁使用利用自重下沉和無檔位直接利用卷揚機進行提升的鑽機。輸送管長度一般不大於60m，擺放平順，管道最大長度不得大於80m，接頭最多不超過兩個。機械動力應大於45kw以上，鑽頭葉片三層，每層兩片，上下間距為30cm 水平刀片與水平夾角為30℃，每片葉片寬10cm：鑽頭的直徑磨損不得大於2cm
2.1.2每台濕噴樁必須配備能夠自動記錄、列印處理深度，單位長度水泥漿用量，復攪深度、水泥漿比重的電腦記錄裝置，即能列印每根樁施工過程中鑽頭每次下鑽深度及提高高度的全過程記錄和水泥漿漿量、水泥漿用量曲線圖和水泥漿比重，所有數據必須實時列印。
2.1.3所有的電流表、電壓表合和電腦計量裝置以及泥漿泵壓力表等裝置必須經過計量部門的標定認可，關鍵設備上計量部門的簽封應完整，每台設備必須經監理人員現場試樁後由駐地監理組統一發放進場設備準許證方可使用。
2.1.4對檢查合格的機組進行編號、掛牌，要表明鑽機的編號、機長、質檢員、技術員等相關內容。
2.1.5施工前丈量鑽桿的長度，並標上顯著的標誌，以便掌握鑽桿鑽入深度、復攪深度、保證設計樁長
2.2 進場材料的監理實施細則
2.2.1水泥採用普通矽酸鹽水泥PO42.5，應對廠家進行考察、了解。材料應符合設計要求與技術規範的標準，供應量應能滿足施工進度要求。外摻劑為生石膏粉，參考摻入量為2%（占水泥重量），生石膏粉中SO4含量不小於40%，0.08mm方孔篩篩余小於15%，該石膏粉與水按1:O.5混合後，在密閉條件下48小時不產生凝結
2.2.2建立進場水泥批次、數量、出廠日期、檢驗批覆檔案的編號、現場存放地點以及相應所使用的施工路段的原材料台帳制度，要求現場監理簽字確認
2.2.3進場水泥要按規範要求存放和保管，要防潮、防雨，對受潮、結塊的嚴禁使用
2.2.4建立各樁機的施工記錄台帳，並隨時檢查及時簽證，其統計數據用以對實際用量進行總量核對。
2.3 測量放樣監理實施細則
根據事前經監理組批准的樁位布置圖，準確放樣，並用木樁或竹籤標示樁位，杜絕邊施工邊放樣，樁位必須經監理組測量工程師認可。
2.4 現場工藝性試樁監理實施細則
2.4.1為確定各種技術參數，按首件工程認可制要求進行工藝性試樁，施工參數包括輸漿走漿的時間、停漿時間、攪拌軸下鑽提鑽的速度（檔位）電流值以及到達硬質層時電流突變的位置等；各項技術參數參考值如下：
下鑽速度，參考值V=0.5-1.0m/min；提鑽速度，參考值V=0.5-0.8m/min； 攪拌速度，參考值V=30-50r/min ；噴漿時管道壓力，參考值0.2-0.6MPa。
2.4.2試樁時必須在監理人員的監督下進行，試樁成功後承包人必須對試樁進行總結，並對質量進行綜合評價，監理組對其施工工藝提出複評意見，總監提出終評意見，並形成首件工程總結報告，並將取得的施工工藝參數掛牌標明在施工現場以便執行檢查。
3、施工操作監理實施細則
3.1 施工場地要求整平到整平高程，必須清除地面以下的一切障礙物（包括石塊、樹根、垃圾等），對水塘地段應排水清淤，清淤後再回填粘性土（不得回填雜土）至整平高程
3.2 鑽孔前準確測放軸線和樁位，並用竹籤或木樁標定，樁位布置與設計圖誤差不得大於5cm。
3. 3嚴格控制鑽孔下鑽深度，噴漿高程及停漿面，確保樁長和噴漿量達到規定要求，水泥損耗不得大於1%。
3.4 為確保攪拌樁的垂直度，應注意起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度，一般應使垂直度偏差不超過1.5%。
4、施工過程控制監理實施細則
4.1對承包人自檢體系、質保措施的監理實施細則
4.1.1檢查施工工藝流程是否滿足設計圖紙和施工規範的要求，特別是注意打設深度和水泥用量的控制方法是否滿足設計要求
4.1.2檢查承包人的自檢體系，必須保證每台樁機、任何施工時間都至少有一名自檢員在場，做好施工質量控制和施工記錄
4.1.3檢查承包人的質量保證措施的落實，包括對進場材料的檢查制度，保證現場施工質量控制，施工記錄真實、及時、規範的制度，以及配合現場監理人員實施旁站監理的制度
4.2對承包人施工工藝的監理實施細則
4.2.1定位
樁機到達指定樁位後對中，當地面起伏不平時，應調整樁機身，使設備保持水平攪拌軸呈豎直狀態防止樁體傾斜；
4.2.2 攪拌下沉
下鑽時，噴漿口到達地面線電腦開始計數，此時操作人員應通知質檢人員和現場監理，對起點進行確認。確認後即可下鑽，攪拌軸下沉過程中速度可由電流表的電流控制，工作電流不應大於額定的電流值，在正常工作時的電流值幾乎為定值，當電流值突變時說明已鑽到硬質層，再繼續下鑽50cm作為最後的樁長；
4.2.3 漿液的製備與輸送。
按要求配置水泥漿，嚴格控制水泥漿的比重，對每盤漿體進行抽檢，檢測合格的水泥漿方可泵送，壓力控制在0.4~0.6Mpa；水泥漿拌和時間不得少於3分鐘，製備好的水泥漿不得離析、沉澱，水泥漿存放時間不得大於2小時，否則應予廢棄。已製備好的水泥漿在倒入漿池時，應加篩過濾，以免漿內結塊。
4.2.4 噴漿攪拌提升。
攪拌軸下鑽到設計深度後，開啟灰漿泵，按先前確定的速度（檔位）均勻的邊噴漿邊提升；為了保證樁的完整性，應嚴格控制噴漿停漿時間，開鑽後要連續作業，嚴禁在尚未噴漿的情況下進行提鑽作業。為了保證樁體漿體的均勻性，濕噴樁下鑽時不宜噴漿。
4.2.5 重複攪拌
攪拌軸提升至設計頂標高時，關閉灰漿泵，集料斗中的水泥漿應正好用完。為使軟土和水泥漿攪拌更加均勻，必須再次將攪拌軸邊旋轉邊沉入土中至設計深度後，再將攪拌軸提升出地面；
4.2.6 清理移位
在噴漿結束攪拌軸提出地面後將粘附在攪拌頭上的泥土清洗乾淨，然後移位。當被加固的土質很差，攪拌機一次噴漿不能滿足設計要求時，常採用兩次噴漿在復攪時補足漿量，然後進行下一根樁的施工；
4.2.7 填寫施工記錄
施工記錄可反映每根樁施工全過程的真實情況，應按照規範規定的內容填寫，凡是需要了解的施工問題，都應從施工記錄上找到答案。
4.3 施工現場管理監理實施細則
濕噴樁屬隱蔽工程，其質量控制應貫穿於施工全過程，故施工過程中，經理部質檢員及技術人員要參與各環節的管理，工程監理實行全過程旁站。現場監理人員做好現場監理記錄，並檢查承包人施工管理人員和施工質檢人員是否能跟班管理和及時處理問題，若未能落實質保措施，要責令整改直至下達停止該施工隊伍的施工。
4.3.1 為保證樁端施工質量，當漿體到達噴漿口後，應噴漿30s,再均勻攪拌提升，距離地面一米時減慢提升速度，距離地面25cm的位置停止噴漿但應注意停留幾秒鐘的時間，保證樁頭施工質量；
4.3.2 嚴格控制下鑽深度、噴漿高程及停漿面，確保樁長和噴漿量達到規定要求。
4.3.2 濕噴樁要穿透軟土層到達強度相對較高的持力層，並深入土層50cm，持力層深度除根據地質資料外，還應根據鑽進電流表的讀數來確定，當鑽桿鑽進時電流表的讀數明顯上升，說明已進入硬土層，如能持續50cm以上，則說明已進入持力層。如實際樁長與設計樁長不符時，應遵循以下原則：
a、 如達到設計樁長軟土層仍未穿透時，應繼續鑽進，直至深入持力層50cm為止
b、 如未達到設計樁長在已探明已鑽至硬土層的情況下，至少應深入持力層50cm
c、 凡是施工樁長與設計樁長不符時，分析原因及時匯報，經現場工程監理簽任，經工程監理組報總監認可；如出現大面積樁長不符時，應立即停止施工，報指揮部及設計院進行設計變更。
4.3.3 復攪必須達到全樁長
4.3.4 對輸漿管要經常檢查，不得漏漿，其直徑以49~53mm為宜
4.3.5 進場施工的每台鑽機都必須試樁，以確認每台鑽機的工藝，性能達不到要求的必須清除出場。
4.3.6 水泥漿從拌和機倒入儲漿桶時，需過濾、清除雜物。儲漿桶容量要適當，既不會造成漿體不足而斷樁，又能避免多餘漿體留在桶內造成浪費；
4.3.7 施工時因故停漿，要及時記錄中斷深度，如停機超過3h，為防止漿體結硬堵管，應儘快對輸漿管路進行清洗；在12h內採取補噴處理措施，必須將攪拌軸下沉至停漿點以下1.0m，等恢復供漿再噴漿提升。並將補噴情況填報於施工記錄內，超過12h的應採取補樁措施
4.3.8 採用濕噴樁處理的小型構造物路段，承包人施工前需將原地面整平至整平高程，整平高程應高於基礎底標高50cm，帶施工結束後，需經檢測達到良好以上才能挖至樁頂標高，然後施工構造物基礎。開挖基孔時，基底標高以上50cm,用人工開挖，以防斷樁；
4.4 質量檢查及驗收監理實施細則
4.4.1 質量檢查的監理實施細則
a.施工過程中必須隨時檢查噴漿量、樁長、復攪長度以及是否進入持力層及施工過程中有無異常現象，記錄處理方法以及措施。
b.濕噴樁成樁七天后，由承包人（現場監理、駐地監理組、業主質檢人員到場）進行開挖自檢，觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度，測量成樁直徑，並如實做好記錄，並採用輕便觸探儀檢查樁的質量，根據擊數用對比法判定樁身強度，抽檢頻率2%，如發現凝體不良現象等情況，應及時報廢補樁。
c.成樁28天后由現場監理工程師（駐地監理組及指揮部質檢人員到場地隨機指定，要樁體上部樁頂以下0.5cm，1.0cm，1.5cm）截取整段樁體並分成三段進行樁的無側限抗壓強試驗，28天的無側限抗壓強度≥1.0Mpa並推算90天的無側限抗壓強，無側限抗壓強度≥1.2Mpa
d.在以上檢查合格的前提下，由指揮部指定的檢測單位組織進行全身的鑽芯及標貫試驗，抽查頻率為2‰，主要檢查：是否貫穿軟土層樁身的長度，噴漿量是否達到設計要求，樁身成型情況，水泥土攪拌均勻程度、樁身的強度。抽查中如出現實際施工長度與設計長度不符的樁，並以此數據作為計量的一個依據。
4.4.2濕噴樁質量檢驗標準的監理實施細則
濕噴樁施工質量允許偏差符合下表要求，質量檢驗合格後監理工程師應填寫濕噴樁現場質量檢驗報告單 表
檢查項目 質量標準 檢查方法和頻率
樁位偏差（毫米） ≤50 抽查2%
深度偏差（毫米） ≤50 抽查2%
樁徑（毫米） 不小於設計 抽查2%
樁長（毫米） 不小於設計 查施工記錄
傾斜度（%） ≤1.5 查施工記錄
單樁用漿量誤差（%） <1 查施工記錄
樁體無側限抗壓強度（Mpa）不小於設計 2‰
4.4.3 工程驗收段落施工結束後，應對完成的濕噴樁進行檢測。檢測的內容：外觀成型，樁距、樁徑樁數。並報指揮部檢測中心進行抽查。
5、試驗的監理實施細則
5.1 水泥試驗、外加劑試驗、水泥土配合比試驗
5.2 鑽芯取樣，檢測頻率為2‰
6、監理日記應記錄內容的監理實施細則
施工日期、施工段落、樁距、樁徑、樁長、水泥台賬的記錄等
7.濕噴樁施工及監理用表的監理實施細則
7.1中間檢驗申請單
7.2工程報驗單
7.3漿體攪拌樁現場質量檢驗報告單
7.4濕噴樁成樁現場開挖目測情況記錄表
7.5濕噴樁的強度質量檢測結果匯總表
7.6濕噴樁施工原始記錄
7.7水泥用量台賬
7.8濕噴樁樁位平面圖
7.9濕噴樁施工電腦記錄資料
工藝流程
施工準備
1.1攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙(包括大塊石、樹根和生活垃圾等)。場地低洼時應回填粘土，不得回填雜土。
1.2水泥攪拌樁應採用合格等級強度普通矽酸鹽袋裝水泥以便於計量。使用前，承包人應將水泥的樣品送中心試驗室或監理工程師指定的試驗室檢驗。
1.3水泥攪拌樁施工機械應配備電腦記錄儀及列印設備，以便了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度。監理工程師每天收集電腦記錄一次。
1.4水泥攪拌樁施工機械必須具備良好及穩定的性能，所有鑽機開鑽之前應由監理工程師和項目經理部組織檢查驗收合格後方可開鑽。
施工流程
2.1 樁位放樣→鑽機就位→檢驗、調整鑽機→正循環鑽進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鑽並噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重複攪拌下鑽至設計深度→反循環提鑽並噴水泥漿至地表→成樁結束→施工下一根樁。
2.2 樁位放樣：根據樁位設計平面圖進行測量放線，定出每一個樁位，誤差要求小於鑽機定位：依據放樣點使鑽機定位，鑽頭正對樁位中心。用經緯儀確定層向軌與攪拌軸垂直，調平底盤，保證樁機主軸傾斜度不大於1%。鑽 進：啟動鑽機鑽至設計深度，在鑽進過程中同時啟動噴漿泵，使水泥漿通過噴漿泵噴入被攪動的土中，使水泥和土進行充分拌合。在攪拌過程中，記錄人應記讀數表變化情況。重複攪拌和提升：採用二噴四攪工藝，待重複攪拌提升到樁體頂部時，關閉噴漿泵，停止攪拌，樁體完成，樁機移至下一樁位重複上述過程細碎機。
施工控制
3.1水泥攪拌樁開鑽之前，套用水清洗整個管道並檢驗管道中有無堵塞現象，待水排盡後方可下鑽。
3.2為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規範要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鑽桿上、下、左、右距離相等來進行控制。
3.3對每根成型的攪拌樁質量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數、壓漿過程中是否有斷漿現象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數。
3.4為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每台機械均應配備電腦記錄儀。同時現場應配備水泥漿比重測定儀，以備監理工程師和項目經理部質檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。
3.5水泥攪拌配合比：水灰比0.45～0.55、水泥摻量12%、每米摻灰量46.25kg、高效減水劑0.5%。
3.6水泥攪拌樁施工採用二噴四攪工藝。第一次下鑽時為避免堵管可帶漿下鑽，噴漿量應小於總量的1/2，嚴禁帶水下鑽。第一次下鑽和提鑽時一律採用低檔操作，復攪時可提高一個檔位。每根樁的正常成樁時間應不少於40分鐘，噴漿壓力不小於0.4MPa。
3.7為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鑽噴漿時應在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30秒。
3.8 在攪拌樁施工過程中採用"葉緣噴漿"的攪拌頭。這種攪拌頭的噴漿口位於攪拌葉片的最外緣，當漿液離開葉片向樁體中心環狀空間運移時，隨著葉片的轉動和切削，漿液能較均勻地散布在樁體中的土中。長期使用證明，"葉緣噴漿"攪拌頭能較好地解決噴漿中的攪拌不均問題。
3.9 施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鑽後應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鑽桿提升作業。儲漿罐內的儲漿應不小於一根樁的用量加50kg。若儲漿量小於上述重量時，不得進行下一根樁的施工。
3.10施工中發現噴漿量不足，應按監理工程師要求整樁復攪，復噴的噴漿量不小於設計用量。如遇停電、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12小時內採取補噴處理措施，並將補噴情況填報於施工記錄內。補噴重疊段應大於100cm，超過12小時應採取補樁措施。
3.11 現場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：a施工樁號、施工日期、天氣情況；b噴漿深度、停漿標高；c灰漿泵壓力、管道壓力；d鑽機轉速；e鑽進速度、提升速度；f漿液流量；g每米噴漿量和外摻劑用量；h復攪深度。
質量檢查
4.1 輕便觸探法 成樁7天可採用輕便能探法檢驗樁體質量。用輕便觸探器所帶勺鑽，在樁體中心鑽孔取樣，觀察顏色是否一致，檢查小型土攪拌均勻程度、根據輕便觸探擊數與水泥土強度的關係，檢查樁體強度能否達到設計要求，輕便能探法的深度一般不大於4m。
4.2 鑽芯取樣法 水泥生產工藝流程成樁完成，對豎向承載的水泥土在90天后、橫向承載的水泥土在28天后，用鑽芯取樣的方法檢查樁體完整性，攪拌均勻程度，樁體強度、樁體垂直度。鑽芯取樣頻率為1%～1.5%。 水泥攪拌樁樁徑（單軸）一般為500MM~550MM，最大為600MM，固化劑常用等級強度為32.5/42.5。
水泥摻量除塊狀加固時可用被加固濕土質量的7%~12%外，其餘宜為12%~20%。
加固深度：濕法<20m，乾法<15m。
