深層攪拌樁樁頭下沉問題研究

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深層攪拌樁由于施工技術(shù)和施工機械的成熟已經(jīng)被廣泛地用于軟土地基加固、邊坡支護(hù)、基坑及堤壩防滲等方面。深層攪拌樁可以增加軟土地基的承載力，減少沉降量，提高邊坡的穩(wěn)定性，以及具有快遞、經(jīng)濟(jì)、有效等特點，而被應(yīng)用在公路橋頭軟土地基上，以加快公路的施工進(jìn)度、消除或緩解橋頭跳車等問題。其施工方法分為噴粉和噴漿兩種方法。從降低地基含水量考慮，常常選用噴粉法。由于地質(zhì)條件千變?nèi)f化，其中若存在淤泥含水量過大，采用噴粉法則可能出現(xiàn)樁頭下沉問題。
    1、原因分析
    水泥深層攪拌樁加固機理是通過水泥的水解和水化反應(yīng)、水泥水化物與土顆粒之間的離子交換和團(tuán)粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化學(xué)反應(yīng)而成為具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁體。因此，可從地質(zhì)、施工工藝兩方面來分析樁頭下沉原因。
    地質(zhì)方面，由于各地質(zhì)層土質(zhì)的差異而產(chǎn)生水泥加固土的效果不同，一般認(rèn)為含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好，而含有伊里石、氯化物和水鋁英石等礦物的粘性土以及有機質(zhì)含量高、酸堿度（PH值）較低的粘性土加固效果較差。施工工藝方面，水泥與土攪拌不均勻，甚至水泥與土無法混合。這與離工機械的各施工參數(shù)有關(guān)，如鉆進(jìn)速度、鉆頭轉(zhuǎn)速、提升速度、噴粉壓、水泥用量等有關(guān)。必須通過試驗樁根據(jù)不同地質(zhì)、不同土質(zhì)、不同土壓力找到合適的施工參數(shù)，加以嚴(yán)格控制，使樁體均勻，防止上下縮頸、斷頸等現(xiàn)象。
    2、處理
    樁頭下沉是由于在噴粉初期，土體受擾動，水泥加固土的強度承受不了水泥加固土的自重力和負(fù)摩阻力的作用而發(fā)生樁頭下沉。改用在水泥漿液中加入適量的早強劑噴漿法施工可以解決噴粉法施工成樁初期水泥加固土的強度承受不了水泥加固土的自重力和負(fù)摩阻力發(fā)生樁頭下沉問題。主要原因：
    （1）早強劑可以使水泥加固土的強度迅速提高，而早強劑在水泥漿中攪拌可以較均勻。
    （2）水泥漿液注入土體發(fā)生水泥的水解和水化反應(yīng)、水泥水化物與土顆粒之間的離子交換和團(tuán)?；饔?、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化學(xué)反應(yīng)而成為具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁體時，漿液本身存在足夠水，不需吸收天然地基的水，并未引起樁體周圍土體孔隙壓力消散，產(chǎn)生對樁體的負(fù)摩阻力。
    因此，改用噴漿法施工并在水泥漿液中加入適量的早強劑，以解決噴粉法施工成樁實期水泥加固土的強度承受不了水泥加固土的自重力和負(fù)摩阻力的作用而發(fā)生樁頭下沉的問題。
    噴漿施工參數(shù)：
    成樁直徑　　50cm。
    鉆進(jìn)速度　　控制在2-3檔（30-50cm/min）。
    電流表讀數(shù)　　進(jìn)入持力層I≥60A。
    樁底持續(xù)噴漿攪拌時間　　≥30s。
    提升噴漿速度≤30cm/min。
    噴漿壓力0.6-1.0MPa。
    水泥漿水灰比0.5。
    早強劑摻量（水泥摻比）0.8%。
    水泥漿攪拌時間≥30min（每拌）。
    噴漿攪拌樁施工工藝按中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ017-96關(guān)于加固土樁技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。全部穿過淤泥進(jìn)入持力層50cm。
    以上施工參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場試樁，試樁7d后進(jìn)行樁體抽芯檢測，從樁體抽芯結(jié)果來看，成樁連續(xù)性與完整性均較好，無樁頭下沉問題。