王燕芹

摘 要： 丁型與雙向水泥土攪拌樁技術(shù)吸收了常規(guī)水泥土攪拌的優(yōu)點，充分利用復合地基應力傳遞規(guī)律，攻克了常規(guī)水泥土攪拌樁的嚴重缺陷，是一種新樁型與一種全新的施工方法。

關(guān)鍵詞： 丁型;雙向水泥;攪拌樁;技術(shù)與應用

【中圖分類號】TU753 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.096

水泥土攪拌樁系指利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在軟土地基深處，就地將軟土和固化劑攪拌，由固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理、化學反應，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土加固體，從而提高軟土地基的承載力，減少地基沉降。

大量工程實踐表明：水泥土攪拌樁具有軟土加固效果好、施工機械簡單、施工速度快、造價較低、振動小、施工中對環(huán)境影響較小等優(yōu)點，在軟土地基處理工程中得到了廣泛應用。

但在實際工程中也發(fā)生了一些工程質(zhì)量事故，造成對水泥土攪拌樁的成樁質(zhì)量及其處理軟土地基的效果產(chǎn)生懷疑，許多地方對水泥土攪拌樁技術(shù)持慎用、甚至限用的態(tài)度。

針對水泥土攪拌樁存在的問題，東南大學巖土工程研究所在充分研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土攪拌樁樁身質(zhì)量因素的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年的探索與實踐，發(fā)明了雙向水泥土攪拌樁與釘形水泥土攪拌樁。

1 常規(guī)水泥土攪拌樁存在的問題

1.1 均勻性差。常規(guī)攪拌樁由于攪拌葉片單向旋轉(zhuǎn)，在一個面上切割攪拌土體，對固化劑和土體無法充分攪拌，且形成層狀水泥土攪拌體，不能完全發(fā)揮水泥土作用，樁身強度較低。

1.2 漿液上冒。施工過程中，在土壓力、孔隙水壓力、噴漿壓力以及攪拌葉片旋轉(zhuǎn)力相互作用下，造成攪拌樁筒體內(nèi)壓力劇增，水泥漿沿鉆桿上冒甚至溢出地面，無法就地攪拌，導致樁身上部水泥含量高及大量水泥漿的浪費。

1.3 受力不合理。樁徑自上而下完全相同，不能根據(jù)地基應力狀態(tài)及地質(zhì)條件合理選擇樁的結(jié)構(gòu)形式。樁土的復合作用不能充分發(fā)揮。

1.4 經(jīng)濟效益低。單位體積的軟土地基處理工程量大，施工速度慢，造價偏高。

釘形與雙向水泥土攪拌樁技術(shù)吸收了常規(guī)水泥土攪拌的優(yōu)點，充分利用復合地基應力傳遞規(guī)律，攻克了常規(guī)水泥土攪拌樁的嚴重缺陷，是一種新樁型與一種全新的施工方法。（如圖1）

釘形與雙向水泥土攪拌樁施工可利用現(xiàn)有的常規(guī)水泥土攪拌樁成樁機械作為機架，也可在沉管灌注樁機等通用設(shè)備上，配上專用的雙向攪拌樁動力箱體與多功能自動變徑鉆頭，采用同心雙軸鉆桿，通過內(nèi)外鉆桿上葉片的同時正反向旋轉(zhuǎn)形成樁體。（如圖2）

在施工過程中，利用土體的主、被動土壓力差，通過改變內(nèi)外鉆桿旋轉(zhuǎn)方向，使鉆頭上葉片打開或收縮，樁徑隨之變大或變小，形成釘形樁（變截面樁）。

該項技術(shù)具有獨創(chuàng)性，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲得多項國家專利，可以采取漿噴、粉噴兩種形式，還可以在固化劑中加入適量的砂、石膏等添加劑，形成砂漿樁等攪拌樁，原采用的四攪兩噴施工工藝現(xiàn)僅需兩攪一噴。

目前釘形與雙向水泥土攪拌樁最大的處理深度已達到32米，最大的樁徑已達到1.3米。且可以根據(jù)荷載類型、地質(zhì)條件、工程性質(zhì)等不同的情形設(shè)計出相應的變截面水泥土攪拌樁。（如圖3，4）

2 釘形與雙向水泥土攪拌樁優(yōu)點

2.1 強度提高

由于葉片的同時正反向旋轉(zhuǎn)，阻斷了水泥漿上冒途徑，徹底解決了冒漿現(xiàn)象，并且使固化劑與土體就地充分攪拌，不再出現(xiàn)層狀的水泥土攪拌體，水泥土強度大幅度提高。

2.2 ?擾動小

同心雙軸同時正反向旋轉(zhuǎn)，使土體對葉片產(chǎn)生的水平旋轉(zhuǎn)力相互平衡，降低了施工對樁周土的作用，樁周土擾動小。

2.3 受力合理

釘形樁的變截面結(jié)構(gòu)，與地基中應力傳遞規(guī)律相一致，使加固體的受力更合理，達到更佳地基處理效果。（如圖5，6）

2.4 易于推廣

使用常規(guī)的固化劑，對現(xiàn)行的水泥土攪拌機械進行改進，施工人員接受短期指導即可施工。

2.5 便于管理

由于采用了兩攪一噴施工工藝，不需要復攪復噴，降低了人為因素對施工質(zhì)量的影響。

2.6 經(jīng)濟性

由于樁身強度大幅度提高，加固體樁身受力更合理，單位體積的軟土地基處理工程量小，大大降低了工程造價。

↑ 多種結(jié)構(gòu)形式的釘形與雙向水泥土攪拌樁

↑ 釘形與雙向攪拌樁施工工藝流程

釘形與雙向水泥土攪拌樁技術(shù)已在鐵路、高速公路、市政、港口、基坑圍護、工業(yè)民用建筑、碼頭、機場、水利等多個領(lǐng)域幾百個工程項目中得到應用，累計施工已超過5000萬延米，目前最大處理深度已達32米，最大樁徑已達到1.3米。

參考文獻

[1] 易耀林.劉松玉.堤下雙向水泥土攪拌樁復合地基工作性狀[J]華中科技大學（自然科學版）.2009.37（8）;103-107.

[2] 馮麗;劉松玉等;丁型水泥土雙向攪拌樁復合地基技術(shù)規(guī)程[J];江蘇省建設(shè)標準站;2010.7.