王曉東

（葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司，湖北　宜昌　443002）

高鐵水泥攪拌樁配合比的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王曉東

（葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司，湖北宜昌443002）

某新建高鐵客運(yùn)專線沿線的大部分地基屬于軟基，設(shè)計(jì)要求針對此類型地基采取水泥攪拌樁進(jìn)行加固處理，利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢瑁顾嗯c土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。該配合比的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，可為相關(guān)工程提供參考。經(jīng)檢查，水泥攪拌樁的質(zhì)量達(dá)到優(yōu)秀水平。

水泥攪拌樁；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1　工程項(xiàng)目概況

某新建鐵路工程為滬漢蓉快速客運(yùn)通道的組成部分，東起漢口站，西至宜昌東站，途經(jīng)漢川、仙桃、天門、潛江、荊州、枝江、宜昌等市，線路全長293.096km。全線設(shè)漢口、漢川、仙桃、潛江、荊州、枝江、宜昌東等7個車站，其中5個新建站、2個既有站（漢口站、宜昌東站）。全線共劃分6個標(biāo)段，本標(biāo)屬第6標(biāo)段。起止樁號為DK206+500～DK293+623.24，正線全長87.41km。鐵路等級：Ⅰ級；正線數(shù)目：雙線。主要工作內(nèi)容有正線橋梁34577.4m/39座（雙線）、4665.63m/6座（單線），橋梁樁基大部分為鉆孔樁，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30、C35、C40，隧道及明洞2375m/8座，路基47.81km。正線鋪軌170.40km，站線鋪軌14.09km。制架梁4030片。

2　設(shè)計(jì)依據(jù)及技術(shù)要求

2.1設(shè)計(jì)依據(jù)

該配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)依據(jù)（但不限于）下列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程及文件：

（1）TZ212—2005《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》

（2）TB10414—2003《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》

（3）TB10102—2004《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》

（4）JGJ55—2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

（5）GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》

（6）JGJ63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》

2.2水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)要求

表1　水泥攪拌樁技術(shù)要求

3　水泥攪拌樁配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

3.1原材料

水泥攪拌樁原材料：華新“堡壘”牌P·O42.5水泥；采用當(dāng)?shù)卦瓲钔粒话韬霞梆B(yǎng)護(hù)用水采用江口城區(qū)飲用水。

3.2配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行水泥攪拌樁室內(nèi)配合比試驗(yàn)。水泥攪拌樁在施工過程中，如果水灰比過小，則會堵塞出漿口造成施工困難，如果水灰比過大，又會影響樁身質(zhì)量。因此，通過室內(nèi)配合比試驗(yàn)選擇合適的水灰比，對控制施工質(zhì)量和進(jìn)度極為重要。在室內(nèi)進(jìn)行配合比試驗(yàn)時，在實(shí)地取5層土樣，按水泥摻入比15%，水灰比0.45、0.48、0.50成型70.7mm×70.7mm×70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)水泥土試塊，并進(jìn)行0.50水灰比，水泥摻入比為12%、18%的兩組試件進(jìn)行對比試驗(yàn)，具體室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　水泥土配合比室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表

4　配合比的確定

從以上試驗(yàn)成果可以看出，水泥土的抗壓強(qiáng)度在同一水灰比情況下隨著水泥摻入比的增大而增大；水泥土在同一水泥用量的情況下隨著水灰比的增大而減小。根據(jù)90天室內(nèi)試驗(yàn)成果，推薦水膠比0.48時材料用量為水泥攪拌樁的配合比，具體材料用量及組成見表3。

表3　水泥攪拌樁配合比材料用量表

5　水泥攪拌樁的質(zhì)量控制

（1）場地平整，清除障礙物，回填區(qū)域要分層夯實(shí)，路基的承載力應(yīng)滿足重型樁機(jī)平移、行走穩(wěn)定的要求，確保攪拌樁能夠連續(xù)作業(yè)，而且垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）對測量成果進(jìn)行全面復(fù)合。

（3）開挖樣槽：樣槽的尺寸以排除涌出的土體并不影響樁頂標(biāo)高控制及后期施工為宜。

（4）每次樁機(jī)就位后，要嚴(yán)格檢查樁架垂直度和平面位置的復(fù)核，鉆桿垂直度誤差控制在1%內(nèi)，樁位偏差不得大于20mm。

（5）做好工藝成樁工作，以確定施工工藝參數(shù)，如鉆進(jìn)深度、灰漿配合比、噴漿下沉及提升速度、噴漿速率、噴漿壓力及鉆進(jìn)狀況等。試樁數(shù)量以滿足規(guī)范、施工需要。

（6）對成樁深度進(jìn)行逐孔檢查。

（7）工程擬采用電腦計(jì)量的自動攪拌系統(tǒng)和散裝水泥罐，以確保漿液質(zhì)量的穩(wěn)定，因故擱置超過2小時以上拌制漿液，應(yīng)作廢漿處理，嚴(yán)禁再用。

（8）噴漿、攪拌成樁：啟動電動機(jī)，根據(jù)土質(zhì)情況按計(jì)算速率，放松卷揚(yáng)機(jī)使攪拌頭自上而下切土拌合下沉，直到鉆頭下沉鉆進(jìn)至樁底標(biāo)高。按照攪拌樁施工工藝要求，鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，每次下降時噴漿60%，提升時噴漿40%。鉆機(jī)鉆進(jìn)和提升速度宜控制在0.6～1m/min，按照技術(shù)交底要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設(shè)計(jì)水泥漿液全部注完。

（9）嚴(yán)格控制攪拌樁下沉速度和攪拌提升速度，并保持勻速下沉（提升），攪拌提升時不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成堤壩周邊地基沉降，在樁機(jī)筒身上做好明顯標(biāo)志，嚴(yán)格控制隔水帷幕樁頂和樁底標(biāo)高。

（10）防止斷樁：施工中發(fā)生意外中斷注漿或提升過快現(xiàn)象，應(yīng)立即暫停施工，重新下鉆至停漿面或少漿樁段以下0.5m的位置，重新注漿提升，保證樁身完整，防止斷樁。

（11）鄰樁施工：連續(xù)的水泥土墻中相鄰樁施工的時間間隔一般不應(yīng)超過24h，因故突襲、停歇時間超過24h，應(yīng)采取補(bǔ)救樁或者后施工樁中增加水泥摻量（可增加20%～30%）及注漿等措施，前后排樁施工應(yīng)錯位成踏步式，以便發(fā)生停歇時，前后施工樁體成錯位搭接形式，有利墻體穩(wěn)定及止水效果。

（12）要求施工方要經(jīng)常對所有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工前和施工中的檢查，以保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)施工，尤其是鉆頭的磨損情況和注漿線路、出水回路的通暢情況。

6　施工質(zhì)量檢測

某新建高鐵線路基于2009年10月完工，完工后施工單位對部分路基的水泥攪拌樁進(jìn)行鉆孔取芯試驗(yàn)，以論證水泥攪拌樁的完整性及抗壓強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)。經(jīng)檢測，此次抽檢的水泥攪拌樁的完整性及抗壓強(qiáng)度值均良好。具體檢測結(jié)果見表4。

表4　某新建高鐵線路路基水泥攪拌樁的試驗(yàn)結(jié)果匯總

［通訊地址］湖北 宜昌市西陵區(qū) 清波路25號（443002）

王曉東（1981—），男，于2004年三峽大學(xué)畢業(yè)后工作于葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司，助理工程師，目前從事技術(shù)與管理崗位工作。