曹小平 韓宏剛（普邁項(xiàng)目管理集團(tuán)有限公司 陜西西安 710065）
本文發(fā)表在《陜西建筑》雜志2025年5月/總第359期
摘 要：水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土地基的一種方法。本文通過(guò)蕪湖市北灣園區(qū)渡江大道工程地基處理方案、工藝流程、材料控制、機(jī)具控制、施工過(guò)程質(zhì)量控制及施工質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收來(lái)闡述監(jiān)理對(duì)水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制。
關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁;加固處理；施工機(jī)具控制；施工過(guò)程質(zhì)量控制
中文分類(lèi)號(hào)：712+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1552-7964（2025）05-02-05
0 引言
軟土地基的含水率通常較高、空隙比較大、抗剪強(qiáng)度較低、壓縮性較高、固結(jié)系數(shù)低、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、透水性較差、土層層狀分布情況較為復(fù)雜、各層之間的物理力學(xué)性質(zhì)相差較大。如果直接在軟土地基上進(jìn)行路基填筑，不可避免地會(huì)出現(xiàn)路面不均勻沉降、基底承載力不足、路基穩(wěn)定性較差等問(wèn)題。 因此，首先要對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理。水泥土攪拌樁是軟土地基處理常用的一種加固處理技術(shù)，是指利用水泥土攪拌機(jī)，鉆進(jìn)地基土中一定深度后，噴出水泥漿液，將鉆孔深度內(nèi)的地基土與水泥漿液強(qiáng)行拌和，利用水泥或水泥系材料為固化劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將原位土和固化劑強(qiáng)制攪拌，形成水泥土圓柱體。由于固化劑和土體之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。從而提高地基承載力，減少地基不均勻沉降，達(dá)到加固地基的目的在[1]。水泥土攪拌樁適用于加固正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。
本文通過(guò)蕪湖市北灣園區(qū)渡江大道工程地基處理來(lái)闡述監(jiān)理對(duì)水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制，以供同行們參考。
1 工程概況
蕪湖渡江大道項(xiàng)目位于蕪湖市江北北灣工業(yè)園區(qū)，大道整體呈南北走向，起點(diǎn)與杭州路交叉，樁號(hào)K0+000，自南向北途經(jīng)規(guī)劃萬(wàn)通路以及現(xiàn)狀長(zhǎng)安大河，終點(diǎn)順接利用北環(huán)路部分路段，與新圩路交叉，終點(diǎn)樁號(hào)K1+496.479，路線全長(zhǎng)約1.496Km。道路等級(jí)為城市主干道，設(shè)計(jì)車(chē)速50Km/h，路基寬度44m。場(chǎng)地內(nèi)①層填土，多組成因，成分稍顯復(fù)雜，以耕植土為主，由粉質(zhì)粘土及植物根莖組成； 局部區(qū)域含磚塊、混凝土塊等建筑和生活垃圾等組成；局部水域有塘泥分布。該層土主要 呈松散狀態(tài)，較為不均勻，物理力學(xué)性質(zhì)變化大。②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，厚度較大，有機(jī)質(zhì)含量 61.77‰～65.72‰ ,具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、力學(xué)性質(zhì)差等特性，易引起地基過(guò)大沉降及不均勻沉降、振蕩后產(chǎn)生地基滑動(dòng)及基底面兩側(cè)擠出等災(zāi)害現(xiàn)象。
2 地基處理方案
2.1 設(shè)計(jì)方案
為有效處理上述不利地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)對(duì)道路范圍內(nèi)所有路段采用同軸雙向水泥土攪拌樁，“四攪兩噴”工藝。水泥土攪拌樁樁徑0.6m,樁間距1.2m，樁長(zhǎng)12m，正三角形分布，水泥采用P.O42.5及以上普通硅酸鹽水泥，水泥摻量17%，水灰比0.5，單樁承載力特征值≥138KN，復(fù)合地基承載力特征值≥130KPa。
2.2 水泥土攪拌樁施工工藝
水泥土攪拌樁施工工藝流程如下：場(chǎng)地平整--放樣定樁位--噴漿鉆進(jìn)攪拌下沉--提升攪拌--重復(fù)噴漿鉆進(jìn)攪拌--再鉆進(jìn)攪拌--再重復(fù)攪拌提升--成樁完畢、移位。
水泥土攪拌樁施工前需要先整平場(chǎng)地，清理掉雜物，處理地面和地下的障礙物，尤其需要清理掉可能影響施工的地下管線，選擇正確的施工方法和加固防護(hù)方式。
在水泥土攪拌樁正式施工之前，應(yīng)當(dāng)要有不得少于兩根的工藝性試樁環(huán)節(jié)。施工過(guò)程中，需要確保水泥土攪拌樁機(jī)底盤(pán)的水平與導(dǎo)向架之間的垂直度，水泥土攪拌樁的垂直偏差不能超出1%，水泥土攪拌樁位的偏差不能超出5cm。應(yīng)當(dāng)將鉆進(jìn)速度嚴(yán)格控制在0.8-1米/分鐘的速度范圍內(nèi)，將噴漿提升速度嚴(yán)格控制在0.7-0.9米/分鐘的速度范圍內(nèi)，在每根水泥土攪拌樁的成樁施工階段都不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)中斷和停機(jī)的現(xiàn)象，如果因難免的原因?qū)е滤嗤翑嚢铇对诔蓸哆^(guò)程中出現(xiàn)中斷或間歇，使水泥土攪拌樁的成樁無(wú)法進(jìn)行，在重新啟動(dòng)水泥土攪拌樁時(shí)，應(yīng)當(dāng)將鉆頭下沉1米之后再繼續(xù)進(jìn)行攪拌，以免出現(xiàn)斷樁，確保水泥土攪拌樁的成樁質(zhì)量。水泥土攪拌樁的最終成樁直徑與樁長(zhǎng)都不應(yīng)低于設(shè)計(jì)值。停漿面應(yīng)當(dāng)超出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.2-0.3米左右。在對(duì)褥墊層進(jìn)行施工之前，應(yīng)當(dāng)處理和清除掉攪拌樁頂端那些施工質(zhì)量較差的樁段。
3 監(jiān)理對(duì)水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
3.1 施工機(jī)具控制
3.1.1 濕噴樁必須采用專(zhuān)用濕噴樁機(jī)，嚴(yán)禁采用粉噴樁機(jī)改裝。鉆頭應(yīng)為雙十字鉆頭，嚴(yán)禁使用利用自重下沉和無(wú)檔位直接利用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行提升的鉆機(jī)。鉆頭葉片三層，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。鉆頭的直徑磨損不得大于2cm，施工中應(yīng)隨時(shí)檢查鉆頭磨損情況。輸送管長(zhǎng)度一般不大于60m，擺放平順，管道最大長(zhǎng)度不得大于80m，接頭最多不超過(guò)兩個(gè)。機(jī)械動(dòng)力應(yīng)大于45kw以上。
3.1.2 每臺(tái)濕噴樁必須配備能夠自動(dòng)記錄和打印處理深度、單位長(zhǎng)度水泥漿用量、復(fù)攪深度的電腦記錄裝置，即能打印每根樁施工過(guò)程中鉆頭每次下鉆深度及提高高度的全過(guò)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(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)打印。
3.1.3 所使用有的電流表、電壓表和電腦計(jì)量裝置以及泥漿泵壓力表等裝置必須經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)的標(biāo)定認(rèn)可。每臺(tái)設(shè)備必須經(jīng)監(jiān)理人員現(xiàn)場(chǎng)檢查、驗(yàn)收后方可使用。檢查合格的機(jī)組進(jìn)行編號(hào)、掛牌，要標(biāo)明鉆機(jī)的編號(hào)、機(jī)長(zhǎng)、質(zhì)檢員、技術(shù)員等相關(guān)內(nèi)容。
3.1.4 施工前應(yīng)丈量鉆桿的長(zhǎng)度，并在樁架上標(biāo)出顯著的標(biāo)志，以便掌握鉆桿鉆入深度、復(fù)攪深度，保證設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。施工中應(yīng)保持樁基底盤(pán)水平、導(dǎo)向架垂直，垂直度偏差不大于1%。
3.2 進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量控制
3.2.1 水泥采用普通硅酸鹽水泥PO42.5，材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求與技術(shù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)量應(yīng)能滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求。水泥應(yīng)取樣復(fù)試合格方可使用。
3.2.2 建立進(jìn)場(chǎng)水泥批次、數(shù)量、出廠日期、檢驗(yàn)批復(fù)文件的編號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)存放地點(diǎn)以及相應(yīng)所使用施工路段的原材料臺(tái)帳制度。進(jìn)場(chǎng)水泥要按規(guī)范要求存放和保管，要防潮、防雨，對(duì)受潮、結(jié)塊的嚴(yán)禁使用。建立各樁機(jī)的施工記錄臺(tái)帳，定期統(tǒng)計(jì)水泥實(shí)際用量，并與水泥理論用量進(jìn)行對(duì)比。
3.2.3 水泥漿液控制。水灰比0.5，施工前應(yīng)經(jīng)有資質(zhì)的第三方進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，明確每立方水泥土水泥、水的用量。施工過(guò)程中水泥漿液可通過(guò)泥漿比重計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，每班檢測(cè)數(shù)量不少于三次。泥漿比重與水泥漿液配合比的關(guān)系可按下列計(jì)算公式計(jì)算。
水泥比重3100Kg/m3,水灰比：n ？
水泥漿比重=3.1（n+1）/（3.1n+1）。水灰比0.5時(shí)，計(jì)算得泥漿比重1.824Kg/L。
單樁水泥土攪拌樁水泥、水泥漿用量計(jì)算：
水泥摻量為土體重量的17%，水灰比0.5，土體重量1820Kg/m3,(實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)）
單樁土體重量：1820×3.14×0.3×0.3×12＝6171.98Kg
單樁水泥用量：6171.98×0.17=1049.24Kg
單樁用水量：1049.24×0.5=524.62Kg
單樁水泥漿用量:524.62÷1+1049.24÷3.1=863.08L
每米樁水泥漿用量：863.08÷12=71.92L
3.3 施工過(guò)程質(zhì)量控制
3.3.1 施工場(chǎng)地要求整平到水泥土攪拌樁施工高程，必須清除地面以下的一切障礙物(包括石塊、樹(shù)根、垃圾等)，對(duì)水塘地段應(yīng)排水清淤，清淤后再回填粘性土(不得回填雜土)至整平高程，回填壓實(shí)度不低于0.9。
3.3.2 測(cè)量、放樣、定位。鉆孔前準(zhǔn)確測(cè)放軸線和樁位，并用竹簽或木樁標(biāo)定，樁位布置與設(shè)計(jì)圖誤差不得大于5cm。樁機(jī)到達(dá)指定樁位后對(duì)中，當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)調(diào)整樁機(jī)身，使設(shè)備保持水平攪拌軸呈豎直狀態(tài)防止樁體傾斜。
3.3.3 漿液制備。按要求配置水泥漿，嚴(yán)格控制水泥漿的比重，對(duì)每盤(pán)漿體進(jìn)行抽檢，檢測(cè)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(shí)間不得少于3分鐘，制備好的水泥漿不得離析、沉淀，水泥漿存放時(shí)間不得大于2小時(shí)，否則應(yīng)予廢棄。已制備好的水泥漿在倒入漿池時(shí)，應(yīng)加篩過(guò)濾，以免漿內(nèi)結(jié)塊。
3.3.4 噴漿下沉：采用“兩噴四攪”施工工藝，啟動(dòng)攪拌機(jī)使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架向下切土同時(shí)開(kāi)啟送漿泵向土體噴水泥漿兩組葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)，攪拌頭接近地面，啟動(dòng)自動(dòng)記錄儀，記錄鉆進(jìn)深度、噴漿量，噴漿壓力不低于0.5MPa,到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，在樁端持續(xù)噴漿攪拌10s以上，使樁端水泥漿充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/span>
3.3.5 提升攪拌:攪拌軸下鉆到設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)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(yīng)嚴(yán)格控制噴漿停漿時(shí)間，開(kāi)鉆后要連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行提鉆作業(yè)。
3.3.6 重復(fù)攪拌。攪拌軸提升至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高時(shí)，關(guān)閉灰漿泵，集料斗中的水泥漿應(yīng)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(zhuǎn)邊沉入土中至設(shè)計(jì)深度后，再將攪拌軸提升出地面;整個(gè)攪拌攪拌過(guò)程，鉆頭下沉、提升速度控制在0.5—0.8m/min，成樁時(shí)長(zhǎng)不低于40分鐘。為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿體到達(dá)噴漿口后，應(yīng)噴漿30s,再均勻攪拌提升，距離地面一米時(shí)減慢提升速度，距離地面25cm的位置停止噴漿但應(yīng)注意停留幾秒鐘的時(shí)間，保證樁頭施工質(zhì)量。
3.3.7 施工時(shí)因故停漿，要及時(shí)記錄中斷深度，如停機(jī)超過(guò)3h，為防止?jié){體結(jié)硬堵管，應(yīng)盡快對(duì)輸漿管路進(jìn)行清洗;在12h內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施，必須將攪拌軸下沉至停漿點(diǎn)以下1.0m，等恢復(fù)供漿再?lài)姖{提升。并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)，超過(guò)12h的應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。
4 水泥土攪拌樁質(zhì)量檢驗(yàn)
施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法等進(jìn)行檢查和記錄，并隨時(shí)檢查施工記錄和計(jì)量記錄，對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可采用以下方法∶
4.1 成樁后 3d 內(nèi)，可用輕型動(dòng)力觸探檢查每米樁身的均勻性。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3 根。
4.2 成樁7d后，采用淺部開(kāi)挖樁頭（深度宜超過(guò)停漿面下0.5m），目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑，檢查量為總樁數(shù)的5%。
4.3 成樁28天后由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師到場(chǎng)地隨機(jī)選取，進(jìn)行鉆孔取芯，取芯位置宜在樁直徑的2/5處，檢測(cè)28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，檢測(cè)數(shù)量為總樁數(shù)的1%，并不少于3根。28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8Mpa，并推算90天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.2Mpa。
4.4 成樁28天后，檢測(cè)單樁或復(fù)合地基承載力。檢測(cè)數(shù)量為總樁數(shù)的0.2%，且不少于3根。
4.5 基槽開(kāi)挖后，應(yīng)檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，如不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。
4.6 水泥土攪拌樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)下表：
水泥土攪拌樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目
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項(xiàng)目
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序號(hào)
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檢驗(yàn)項(xiàng)目
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容許偏差值
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檢查方法
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檢查頻率
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單位
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偏差值
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保證項(xiàng)目
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1
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樁徑
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不小于設(shè)計(jì)值
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鋼筋尺量測(cè)
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總樁數(shù)2%，并不得少于3根
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2
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樁長(zhǎng)
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不小于設(shè)計(jì)值
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查看施工記錄并結(jié)合鉆探取芯檢查
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總樁數(shù)1%，并不得少于3根
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3
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單樁每延米噴漿量（%）
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不小于設(shè)計(jì)值
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查看施工記錄
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100%
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4
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樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度
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不小于設(shè)計(jì)值
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成樁28d后鉆孔取芯，取芯位置宜在樁徑2/5處
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總樁數(shù)1%，并不得少于3根
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5
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單樁或復(fù)合地基承載力
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不小于設(shè)計(jì)值
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靜載試驗(yàn)
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總樁數(shù)0.5%，且不得少于3根
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6
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水泥質(zhì)量
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符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
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送檢
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每批且不大于500m3送檢一次
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一般項(xiàng)目
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1
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提升和下沉速度
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m/s
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±0.05
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測(cè)單樁下沉和提升時(shí)間
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10%
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2
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水灰比
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g/cm3
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±0.05
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測(cè)水泥漿比重
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每臺(tái)班不少于1次
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3
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外加劑
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±1%
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按水泥重量比計(jì)量
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每臺(tái)班不少于1次
|
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4
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噴漿量
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±1%
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標(biāo)定
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每臺(tái)泵一次
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5
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樁距
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mm
|
±100
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鋼卷尺測(cè)量
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總樁數(shù)2%，并不得少于3根
|
|
6
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垂直度
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≤1%
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查施工記錄
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總樁數(shù)2%，并不得少于3根
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7
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樁頂標(biāo)高
|
mm
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﹢30
﹣50
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扣除樁頂松散體
|
2%
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5 水泥土攪拌樁工程質(zhì)量驗(yàn)收
每臺(tái)樁機(jī)設(shè)備每臺(tái)班施工樁數(shù)為一個(gè)檢驗(yàn)批。施工記錄應(yīng)包含樁號(hào)、成樁起止時(shí)間、成樁速度、鉆孔深度、停漿面深度、實(shí)際樁長(zhǎng)、水泥漿用量、垂直度等內(nèi)容，并附成樁記錄儀自動(dòng)打印的成樁記錄資料?；坶_(kāi)挖完成，應(yīng)采用人工清底，清理出樁頭，現(xiàn)場(chǎng)抽查樁徑、樁間距，其偏差在允許范圍內(nèi)。單樁或復(fù)合地基承載力檢測(cè)符合設(shè)計(jì)要求，鉆心取樣檢測(cè)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。
6 結(jié)束語(yǔ)
水泥土攪拌樁是一種良好的軟弱地基加固處理方式，在淤泥或淤泥質(zhì)土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。由于水泥土攪拌樁屬于地下隱蔽工程施工，質(zhì)量控制較難，只有加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備、施工過(guò)程中的水泥漿比重、水泥用量控制，并通過(guò)成樁后的單樁或復(fù)合地基承載力檢測(cè)，鉆心取樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，才能保證施工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的地基加固效果。
參考文獻(xiàn)：
【1】 《水泥土攪拌樁在軟土地基加固中的應(yīng)用》《建筑施工技術(shù)與應(yīng)用》楊斌，山西建筑， 2021,第012期；
【2】《水泥攪拌樁在市政道路軟土地基加固中的應(yīng)用》，王志聰，張樹(shù)東，《建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)》2017年第4期
作者簡(jiǎn)介：曹小平，任職于普邁項(xiàng)目管理集團(tuán)有限公司，國(guó)家注冊(cè)監(jiān)理工程師、國(guó)家注冊(cè)造價(jià)工程師、國(guó)家注冊(cè)安全工程師，主要研究方向：房屋建筑、市政工程監(jiān)理；項(xiàng)目管理。 韓宏剛，任職與普邁項(xiàng)目管理集團(tuán)有限公司，國(guó)家注冊(cè)監(jiān)理工程師。通信地址：陜西省西安市太白南路139號(hào)榮禾云圖中心4層 普邁項(xiàng)目管理集團(tuán)有限公司 710065 聯(lián)系電話：13891863913
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