深層攪拌樁樁頭下沉問題研究分析

深層攪拌樁由于施工技術(shù)和施工機(jī)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(diǎn)，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(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(yàn)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(dòng)，水泥加固土的強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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：

　?。?）早強(qiáng)劑可以使水泥加固土的強(qiáng)度迅速提高，而早強(qiáng)劑在水泥漿中攪拌可以較均勻。

　?。?）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(qiáng)度的水泥土樁體時(shí)，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(duì)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(qiáng)劑，以解決噴粉法施工成樁實(shí)期水泥加固土的強(qiáng)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(shí)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(qiáng)劑摻量（水泥摻比）0.8%。

　　水泥漿攪拌時(shí)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。