淺談深層攪拌樁施工問(wèn)題及通病的處理措施

淺談深層攪拌樁施工問(wèn)題及通病的處理措施×××〔中交一航局第四工程珠海工程部〕摘要：水泥攪拌樁施工屬于隱蔽工程，如施工過(guò)程中發(fā)生一定的問(wèn)題，勢(shì)必對(duì)其施工造成一定的影響，且一旦發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工的各環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過(guò)程的管理非常重要，施工質(zhì)量的控制是一項(xiàng)細(xì)致的技術(shù)工作。本文對(duì)三軸攪拌樁施工中各個(gè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了原因分析，并提出了處理措施。關(guān)鍵詞：攪拌樁；隱蔽；環(huán)節(jié)；管理前言三軸水泥土攪拌樁施工工藝的流程依次為平整場(chǎng)地、測(cè)量放線、樁機(jī)就位、制備水泥漿、鉆進(jìn)〔提升〕噴漿攪拌、樁機(jī)移位等。在施工前期及過(guò)程中容易出現(xiàn)各種各樣的施工問(wèn)題或質(zhì)量通病，現(xiàn)就其進(jìn)行分析并提出解決處理或治理措施。常見(jiàn)施工問(wèn)題及處理措施由于施工三軸水泥土攪拌樁的地基屬于軟弱地基，存在地質(zhì)土層分布不均勻的可能，便會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)施工問(wèn)題，其常見(jiàn)的施工問(wèn)題描述及產(chǎn)生原因、解決措施如表1所示。表1三軸水泥土攪拌樁施工中常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施項(xiàng)次問(wèn)題描述產(chǎn)生原因應(yīng)對(duì)措施1預(yù)攪下沉困難，電流值高、電機(jī)跳閘電壓較低；土質(zhì)較硬，阻力太大；遇大石塊或樹(shù)根等障礙物調(diào)高電壓；適量沖水下沉；開(kāi)挖排除障礙2攪拌樁機(jī)下沉不到預(yù)定高度，但電流值不高土質(zhì)太粘；攪拌樁機(jī)自重不夠加設(shè)反壓裝置；增加攪拌樁機(jī)自重3輸漿管路堵塞、爆裂輸漿管內(nèi)有漿液硬結(jié)塊；噴漿口球閥間隙太小拆洗輸漿管；使噴漿口球閥間隙適當(dāng)4攪拌樁機(jī)卡鉆1、停電；2、機(jī)械設(shè)備故障1、備用發(fā)電機(jī)；2、定期檢修維護(hù)機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及治理措施三軸水泥土攪拌樁需按照表2所示的工程進(jìn)行質(zhì)量控制。表2三軸水泥土攪拌樁施工質(zhì)量控制檢查表項(xiàng)次檢查工程規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1樁位±20用鋼尺量：抽測(cè)1%2樁徑+D，+1.04D鋼尺量：抽測(cè)1%，D為8503垂直度≤b/樁長(zhǎng)，1/250樁機(jī)垂線法：每樁檢查4樁頂標(biāo)高-50，+100水準(zhǔn)儀：每樁檢查5樁底標(biāo)高±100測(cè)鉆桿深度：每樁檢查6組接長(zhǎng)度外槽壁≥D，內(nèi)槽壁及加固區(qū)≥d鋼尺量：每樁檢查7水泥用量不小于設(shè)計(jì)查施工記錄：每樁檢查8施工間歇小于24小時(shí)查施工記錄：每樁檢查9水泥土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求鉆芯及試塊：3%其施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行逐一描述和解決。鄰樁搭接長(zhǎng)度缺乏主要表現(xiàn)形式相鄰三軸攪拌樁之間的搭接長(zhǎng)度小于“套接”及“搭接”的設(shè)計(jì)值。產(chǎn)生的主要原因?qū)張D不細(xì)或未按圖施工。有些施工人員審圖不細(xì)，而將攪拌樁的組接方式混淆，甚至為了偷工減料謀取利益而成心違背圖紙意圖隨意施工，勢(shì)必造成質(zhì)量問(wèn)題。樁機(jī)定位出現(xiàn)偏差。在實(shí)際測(cè)量放線當(dāng)中，由于操作失誤或者測(cè)量不精細(xì)而造成的攪拌樁搭接長(zhǎng)度缺乏的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。主要治理措施仔細(xì)審圖、嚴(yán)格按圖施工一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)地基處理工程的止水帷幕攪拌樁或基坑工程地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)的槽壁加固攪拌樁往往又幾種組接形式。如圖2所示，該圖綜合了3種三軸水泥土攪拌樁的組接形式。圖23種組接形式仔細(xì)定位在攪拌樁機(jī)導(dǎo)向架上安裝定位架，將定位架上的垂線對(duì)準(zhǔn)控制線上的標(biāo)識(shí)點(diǎn)位。機(jī)操手操作攪拌樁機(jī)將鉆頭放置于開(kāi)挖好的導(dǎo)溝里，支撐導(dǎo)向架上的定位架對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)好的膠帶，設(shè)定三軸水泥土攪拌樁相鄰2組樁間距為1200，其定位如圖3、圖4所示。圖3樁機(jī)對(duì)位調(diào)節(jié)示意圖圖4樁機(jī)對(duì)位調(diào)節(jié)軸測(cè)圖傾斜過(guò)大主要表現(xiàn)形式地下連續(xù)墻成槽時(shí)抓斗抓不動(dòng)或基坑開(kāi)挖豎向圍護(hù)面傾斜。產(chǎn)生的主要原因未有效控制鉆桿的垂直度。主要治理措施用樁機(jī)自帶的線垂控制垂直度。假定設(shè)地連墻與攪拌樁的凈距為b，垂直度設(shè)計(jì)要求為不大于b/樁長(zhǎng)，在樁架上設(shè)置線錘2.5米長(zhǎng)，底部對(duì)中處設(shè)一鋼圈，鋼圈上用十字交叉絲標(biāo)示，錘尖在十字叉位置四個(gè)方向偏移不超過(guò)2.5×1000*b/樁長(zhǎng)〔單位為毫米：mm〕即視為垂直度控制合格。如示意圖圖5所示。圖5垂體度控制示意圖樁長(zhǎng)缺乏主要表現(xiàn)形式地下連續(xù)墻成槽時(shí)在設(shè)計(jì)槽壁加固范圍內(nèi)出現(xiàn)縮頸或塌槽現(xiàn)象，甚或不成槽。產(chǎn)生的主要原因未有效控制攪拌樁的設(shè)計(jì)底標(biāo)高。主要治理措施在施工前，逐段取鉆桿的長(zhǎng)度，如圖6所示，并在鉆進(jìn)時(shí)按照此長(zhǎng)度推算設(shè)計(jì)底標(biāo)高，并將此位置用色圈標(biāo)識(shí)在鉆桿上，如圖7所示。圖6鉆桿分段測(cè)量長(zhǎng)度圖7樁長(zhǎng)標(biāo)記冷縫主要表現(xiàn)形式相鄰三軸水泥土攪拌樁施工間歇超過(guò)24小時(shí)，未形成“套接”及“搭接”的有效組接形式，未起到護(hù)壁或止水等作用。產(chǎn)生的主要原因遇到深層〔普通挖掘機(jī)難以觸及〕障礙物；機(jī)械故障或停電；由于其他施工需要而人為安排造成。主要治理措施施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)冷縫那么采取在冷縫處補(bǔ)做攪拌樁或旋噴樁等技術(shù)措施。在攪拌樁初始施工處和終止施工處做好標(biāo)記，待適當(dāng)時(shí)候補(bǔ)強(qiáng)處理。去除障礙物在鉆不進(jìn)時(shí)，判斷其原因是由于障礙物而造成時(shí)，那么根據(jù)其埋深由普通挖掘機(jī)直接挖除、長(zhǎng)臂挖掘機(jī)放坡挖除、沖擊鉆沖擊等施工方法去除。機(jī)械故障或停電機(jī)械進(jìn)行檢修，保證其正常運(yùn)行。在現(xiàn)場(chǎng)配置1臺(tái)功率大于攪拌樁機(jī)組用電負(fù)荷的發(fā)電機(jī)，以應(yīng)對(duì)停電造成的施工間斷。其他施工需要而人為安排如果在此情況下出現(xiàn)冷縫，那么按照1.4所示的方法進(jìn)行補(bǔ)樁。出現(xiàn)后的補(bǔ)救方法三軸攪拌樁在施工時(shí)由于不確定因素造成時(shí)間間歇超過(guò)24小時(shí)后，無(wú)法進(jìn)行套接或搭接施工，此時(shí)那么進(jìn)行補(bǔ)接樁。補(bǔ)接樁從先樁相切，以54°傾斜角侵入到后樁的搭接長(zhǎng)度為d。設(shè)樁徑為D，搭接長(zhǎng)度為d，樁軸距為L(zhǎng)，補(bǔ)接方式見(jiàn)圖1所示，箭頭表示施工流向。圖1補(bǔ)接形式水泥用量過(guò)多或過(guò)少因水及水泥往往按照設(shè)計(jì)指定的水灰比或由試成樁而確定的水灰比攪拌而成，所以這里所說(shuō)的水泥用量即指水泥漿用量。主要表現(xiàn)形式提升噴漿未到設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高，儲(chǔ)漿桶內(nèi)漿液已排空，即水泥漿用量多；提升噴漿到設(shè)計(jì)頂標(biāo)高，儲(chǔ)漿桶內(nèi)漿液剩余過(guò)多，即水泥漿用量過(guò)少。產(chǎn)生的主要原因水泥漿過(guò)多后臺(tái)投料不準(zhǔn)，未按照規(guī)定的水灰比制備水泥漿；灰漿泵磨損嚴(yán)重，不能按照既定的效率注漿；灰漿泵輸漿量過(guò)大，超出了設(shè)計(jì)要求的范圍。水泥漿過(guò)少后臺(tái)拌漿加水過(guò)量，水泥漿總體積過(guò)大；輸漿管局部堵塞，原本該注入的水泥漿沒(méi)有足量注入。主要治理措施水泥漿過(guò)多〔1〕重新標(biāo)定投料量按照設(shè)計(jì)要求或者按照試成樁的水灰比配置水泥漿。水泥用量為W=3.14*(D/2)2*(H1-H2)*p*m*3式中D—攪拌樁徑H1—樁頂標(biāo)高H2—樁底標(biāo)高P—土體容重m—水泥摻量3—“三”軸用水總量為水灰比與水泥用量的乘積?！?〕檢修灰漿泵灰漿泵往往由于故障而產(chǎn)生既定的流量偏差，此時(shí)必須進(jìn)行校定?！?〕重新標(biāo)定灰漿泵輸漿量。校正完成后，在灰漿泵及鉆桿之間輸漿管的線路上以流量表來(lái)確定輸漿量，最終確定注漿壓力，一般為0.8~2.5Mpa。水泥漿過(guò)少〔1〕重新標(biāo)定拌漿用量同上?！?〕清洗輸漿管路1〕由于樁機(jī)故障或停電引起的儲(chǔ)漿桶內(nèi)水泥漿放置時(shí)間超過(guò)2小時(shí)，此水泥漿嚴(yán)禁再用，作為廢漿處理；2〕在攪拌桶與儲(chǔ)漿桶之間設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，其網(wǎng)眼尺寸為2×2mm，防止水泥雜質(zhì)顆粒進(jìn)入到泥漿泵或輸漿管路內(nèi)而造成堵塞。攪拌樁體檢測(cè)強(qiáng)度不均勻主要表現(xiàn)形式攪拌樁在施工過(guò)程中在導(dǎo)溝內(nèi)取出的水泥漿所制作的水泥塊抗壓強(qiáng)度及成樁28天后全樁長(zhǎng)抽芯取樣的抗壓強(qiáng)度在抗壓試驗(yàn)時(shí)其值或高于設(shè)計(jì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度或低于設(shè)計(jì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。產(chǎn)生的主要原因〔1〕施工工藝不合理；〔2〕攪拌機(jī)械、注漿機(jī)械中途發(fā)生故障；〔3〕供漿不均勻，使粘土被擾動(dòng)，無(wú)水泥漿拌合；〔4〕攪拌機(jī)提升速度不均勻。主要治理措施選擇合理的施工工藝根據(jù)水泥用量情況，合理調(diào)節(jié)鉆進(jìn)及提升攪拌噴漿的循環(huán)次數(shù)，以到達(dá)設(shè)計(jì)水泥用量為準(zhǔn)。機(jī)械檢修對(duì)攪拌樁機(jī)、注漿泵進(jìn)行維修，使其處于良好的正常運(yùn)行狀態(tài)?？刂扑酀{攪拌時(shí)間水泥漿在攪拌桶里攪拌時(shí)間不得低于3分鐘，且經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)后在儲(chǔ)漿桶內(nèi)進(jìn)行二次攪拌。快攪及重復(fù)提高攪拌轉(zhuǎn)數(shù)，降低鉆進(jìn)速度，提高拌合均勻性；注漿設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)注漿量相等，不能忽多忽少，不得中斷；重復(fù)攪拌下沉或提升各一次，以反復(fù)攪拌法解決鉆進(jìn)速度或快或慢的矛盾。設(shè)編號(hào)為××三軸水泥土攪拌樁樁長(zhǎng)為4.15+17.6=21.75米，水泥用量為21.75×3×3.14×0.4252×1.8×0.2=13.3噸〔其中0.425為樁半徑，1.8為土容重，0.2為水泥摻量〕，鉆進(jìn)速度為0.5m/min，鉆進(jìn)用時(shí)為21.75÷0.5=43.5min，鉆進(jìn)水泥用量為0.6×13.3=8噸〔0.6為鉆進(jìn)水泥用量系數(shù)〕，流量為8×1.2×1000÷〔43.5×1.47〕=150L/min〔1.2為水灰比，1.47為水泥漿比重〕。提升速度為1m/min，提升用時(shí)為21.75÷1=22min，提升水泥用量為0.4×13.3=5.3噸〔0.4為提升水泥用量系數(shù)〕，流量為8×1.2×1000÷〔22×1.47〕=200L/min〔1.2為水灰比，1.47為水泥漿比重〕。水泥漿配制及流速控制如下表2、表3所示。表2鉆進(jìn)過(guò)程水泥漿配置及流速控制表樁號(hào)樁長(zhǎng)水泥用量t時(shí)間min流速L/min配制盤(pán)數(shù)1××21.758.043.51508表3提升過(guò)程水泥漿配置及流速控制表樁號(hào)樁長(zhǎng)水泥用量t時(shí)間min流速L/min配制盤(pán)數(shù)1××21.755.321.82006冒漿嚴(yán)重主要表現(xiàn)形式攪拌樁鉆進(jìn)或提升過(guò)程中水泥土漿液面未與孔口保持水平，水泥土漿液溢出，如圖8所示。圖8冒漿嚴(yán)重現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因〔1〕施工工藝選擇不當(dāng)；〔2〕粘土顆粒之間粘結(jié)力強(qiáng)，不易拌合均勻，攪拌過(guò)程中易產(chǎn)生抱鉆；有些土層不是粘土，容易拌合均勻，但由于上復(fù)壓力較大，持漿能力差，易冒漿。主要治理措施〔1〕對(duì)不同土層選擇適宜的工藝；〔2〕攪拌樁機(jī)沉入前，攪拌樁位要注水，使攪拌頭濕潤(rùn)，地表為粘土?xí)r，可摻入適當(dāng)砂子，改變土層粘度；由于輸漿過(guò)程中土體持