釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》是上海市第一市政工程有限公司、東南大學完成的建築類施工工法，完成人是葉文勇、劉松玉、朱志鐸、蔡志、儲海岩。適用於淤泥、淤泥質土和含水量較高的黏土、粉質黏土、粉土等軟土地基，含水量宜小於80%的工程。

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的工法特點是反向旋轉起到了壓漿作用；正反雙向攪拌提高了水泥土的攪拌均勻性；雙向攪拌時內、外鑽桿產生的剪下力基本抵消，減小了施工對樁周土的擾動。

2011年9月，《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法
• 完成單位：上海市第一市政工程有限公司、東南大學
• 主要完成人：葉文勇、劉松玉、朱志鐸、蔡志、儲海岩
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 工法編號：GJYJGF003-2010
• 主要榮譽：國家一級工法（2009-2010年度）

形成原因

軟土地基在中國沿海沿江和內陸湖泊河流地區廣泛分布，該類地區往往是中國城市集中和人類聚居的主要區域，軟土地基處理是城市建設和高速公路、鐵路、捷運、機場等各類基礎設施建設面臨的重大工程技術難題。上海市第一市政工程有限公司聯合東南大學針對軟土地基處理等工程開展科技攻關，在分析軟土地基特性和中國國內外地基加固技術存在問題的基礎上，發明了釘形水泥土雙向攪拌樁技術，自主開發了相應的施工設備。該關鍵技術經專家驗收，總體上達到了國內領先水平。該技術獲得了雙向水泥土攪拌樁機ZL2004100658614、雙向攪拌樁的成樁操作方法ZL2004100658629、釘形水泥土攪拌樁操作方法ZL2004100658633三項國家發明專利，形成了釘形水泥土雙向攪拌樁複合地基技術規程》（蘇JG/T024-2007）。在中國國內外期刊和國際會議已發表學術論文36篇，其中SCI檢索5篇、EI檢索21篇。

釘形水泥土雙向攪拌樁技術一舉解決了中國軟土地基攪拌樁加固技術長期存在的問題，工程實踐證明該成套技術從根本上改善了攪拌樁質量、有效提高了複合地基效果。到2010年底累計已施工達2400萬延米，產生直接經濟效益逾3億元。

工法特點

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的工法特點是：

1.反向旋轉起到了壓漿作用，消除了冒漿現象，保證了水泥土攪拌樁的水泥摻入量。

2.正反雙向攪拌提高了水泥土的攪拌均勻性；雙向攪拌時內、外鑽桿產生的剪下力基本抵消，減小了施工對樁周土的擾動。

3.在上覆荷載的作用下，擴大頭部分確保樁體和樁周土協調變形，達到更佳的複合地基效果；充分利用土中應力傳遞規律，加強土體上部複合地基強度；對於柔性荷載（路堤），擴大頭能更好形成土拱，充分利用土拱效應作用，提高樁體荷載分擔比例；攪拌樁類似釘子形狀，能有效協調複合地基變形，不需在頂部設定加筋以及墊層。

4.正反同時旋轉，攪拌效率提高，工效提高近一倍；採用自動伸縮鑽頭，施工連續、一次成樁。

操作原理

適用範圍

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的適用範圍是：

1.適用於淤泥、淤泥質土和含水量較高的黏土、粉質黏土、粉土等軟土地基，含水量宜小於80%。

2.對於地基土的不排水抗剪強度大於120千帕的黏性土、內摩擦角大於30的砂性土，應通過工藝性試樁確定使用。

3.對於泥炭土或是土中有機質含量較高，pH值小於7以及地下水有侵蝕性等情況時，宜通過試驗確定其適用性。

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》在中國國內常規水泥土攪拌樁處理軟土的有效深度一般在15米左右，而對於釘形水泥土雙向攪拌樁的有效加固深度主要是由其施工機械水平所控制，現有機械設備經改造後，最大處理深度可達25米。

工藝原理

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的工藝原理敘述如下：

雙向水泥土攪拌樁是指在水泥土攪拌樁成樁過程中，由動力系統帶動分別安裝在內、外同心鑽桿上的兩組攪拌葉片，同時正、反向旋轉攪拌水泥土而形成的水泥土攪拌樁。

雙向水泥土攪拌樁施工過程中，安裝在內、外鑽桿上的攪拌葉片分別按照正反方向旋轉，其中安裝在外鑽桿上攪拌葉片的旋轉速度約為內鑽桿上攪拌葉片旋轉速度的14倍。由於外鑽桿攪拌葉片的反向旋轉，將漿液控制在上下兩組攪拌葉片之間，阻斷漿液上冒途徑，既能保證水泥土攪拌樁的總體水泥摻入量，又能確保水泥漿沿水泥土攪拌樁樁身分布均勻。同時內、外鑽桿上的攪拌葉片按照不同的方向旋轉，使內、外鑽桿上的攪拌葉片按照近似相反的軌跡進行攪拌切割土體，使水泥土攪拌更加均勻。

釘形水泥土雙向攪拌樁施工機械鑽頭，在施工過程中通過被動土壓力對攪拌葉片的作用使之自動伸縮，自動伸縮式鑽頭使釘形雙向水泥土攪拌樁施工工藝連續、高效，確保釘形雙向水泥土攪拌樁成為連續整體。

施工工藝

• 工藝流程

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

操作要點

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的操作要點如下：

釘形水泥土雙向攪拌樁的樁位布置形式一般採用梅花形布置，具體步驟如圖2所示。

圖2 釘形水泥土雙向攪拌樁施工工藝流程圖

1.平整施工壓實場地，定位放線。

2.攪拌機就位：起重機懸吊攪拌機到指定樁位並對中。

3.噴漿下沉：啟動攪拌機，使攪拌機沿導向架向下切土，同時開啟送漿泵向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正反向旋轉（如：外鑽桿逆時針旋轉，內鑽桿順時針旋轉）切割、攪拌土體，攪拌機持續下沉，直到擴大頭設計深度。

4.施工下部樁體：改變內、外鑽桿的旋轉方向，將攪拌葉片收縮到下部樁體直徑。噴漿切土下沉：兩組葉片同時正反向旋轉切割、攪拌土體，攪拌機持續下沉，直到設計深度，樁端應就地持續噴漿攪拌10秒以上。

5.提升攪拌：攪拌機提升、關閉送漿泵，兩組葉片同時正反向旋轉攪拌水泥土，至擴大頭底面以下0.5-1米，開啟送漿泵，向土體噴漿，直至擴大頭底面標高。

6.伸展葉片：改變內外鑽桿的旋轉方向，將攪拌葉片伸展至擴大頭徑。提升攪拌：提升鑽桿，兩組葉片同時正反向旋轉攪拌水泥土，直到地表或設計樁頂標高以上50厘米，關閉送漿泵，將鑽頭提升出地表，並觀察葉片展開程度。

7.切土下沉：攪拌機沿導向架向下切土，同時開啟送漿泵，向土體噴水泥漿，兩組葉片同時正反向旋轉切割、攪拌土體，攪拌機持續下沉，直到擴大頭設計深度。

8.提升攪拌：關閉送漿泵，兩組葉片同時正反向旋轉攪拌水泥土，直到地表或設計樁頂標高以上50厘米，完成單樁施工。

材料與設備

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、水泥

採用中國國產普通矽酸鹽水泥，強度等級不低於32.5，在有效期內使用。嚴禁使用受潮、結塊、變質的劣質水泥。水泥漿水灰比應嚴格控制在0.50-0.60之間。如噴漿困難，可考慮摻入外加劑。

水泥摻入量應由室內配合比試驗確定。根據土樣含水率、孔隙比以及有機質含量不同，水泥摻入量應有所變化。水泥摻入量應分別控制單樁總水泥摻入量和水泥沿樁身分布控制。根據設計或規程要求確定單位截面樁體攪拌次數、樁體水泥摻入量、水灰比、漿泵斷漿量和內外鑽桿轉速確定鑽機提升和下沉速度，嚴格控制樁體水泥摻入量。

二、釘形水泥土雙向攪拌樁樁機

釘形水泥土雙向攪拌樁的施工機械由機身、塔架、動力系統、鑽桿和鑽頭等幾部分組成，如6.2所示。它主要是對常規水泥土攪拌樁的施工機械的動力系統、鑽桿和鑽頭進行了改進。

1.動力系統

動力系統如圖3所示，由兩台電機（現場功率分別為37千瓦和45千瓦）組成，帶動內、外鑽桿分別按照不同方向旋轉、切割、攪拌土體。其動力系統主要將常規施工機械的單一電機和減速器更換為兩套電機和減速器，並通過傳動系統與內、外鑽桿相連。

圖3動力系統

2.鑽桿、鑽頭

鑽桿是將常規水泥土攪拌樁施工機械的單根鑽桿改進為內、外嵌套的同心雙軸鑽桿，與動力系統相連線。鑽頭由八組攪拌葉片與內外鑽桿連線成整體，在內鑽桿上設定四組正向旋轉的攪拌葉片並設定噴漿口，同時在外鑽桿上安裝四組反向旋轉的攪拌葉片，如圖4和圖5所示。

在內外鑽桿的帶動下，分別按不同的方向旋轉攪拌水泥土。攪拌葉片設定為可伸縮葉片，在釘形雙向水泥土攪拌樁施工過程中可以在任意深度打開或收縮以對不同截面的樁身進行施工。

質量控制

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的質量控制要求如下：

一、施工質量控制

1.水泥漿液應嚴格按照預定的配合比進行拌制，製備好的漿液不得離析、不得擱置時間過長（一般不超過2h）；漿液倒入時應加篩過濾，以免漿液內結塊，損壞泵體。

2.泵送漿液前，管路應保持潮濕，以利於輸漿。現場拌製漿液應有專人記錄每根樁水泥用量，並記錄送漿開始、結束時間等。

3.根據成樁試驗確定的技術參數進行施工。操作人員應記錄每米下沉、提升時間、送漿時間、停漿時間等。

4.供漿必須連續，拌合必須均勻，一旦因故停漿，為防止斷樁或缺漿，應使攪拌機回到停漿前1米處，待恢復供漿後繼續施工。如停漿時間超過3小時，為防止漿液硬結堵管，應先拆除輸漿管路，清洗後備用。

5.施工中若發現噴漿量不足，應在旁邊補樁1根，補樁樁長和噴漿量不得小於設計值。

6.在地面以下2~5米範圍內應適當降低攪拌機下沉和提升速度，樁體上面50厘米以內應進行人工搗實。

7.釘形水泥土雙向攪拌樁在擴大頭底面下1~2米範圍內應適當降低攪拌機下沉和提升速度，以增加該段的噴漿量和攪拌次數。

8.釘形水泥土雙向攪拌樁施工完成一次下沉，提升後，應將鑽頭提升出地面檢驗鑽頭葉片是否展開，如未展開葉片數量不超過兩個，可以人工展開；如未展開葉片數量超過兩個，則需人工展開後，並在擴大頭處增加一次攪拌。

9.常規樁在樁底應持續噴漿攪拌時間不少於30秒；釘形水泥土雙向攪拌樁在樁底應持續噴漿攪拌時間不少於10秒。

二、施工質量檢驗

釘形水泥土雙向攪拌樁質量控制應貫穿施工全過程，應堅持全程的施工監理。施工過程中隨時檢查施工記錄和計量記錄，並對照規定的施工工藝對每根樁進行質量評定。檢查重點是：水泥用量、樁長、內外鑽桿轉速、攪拌機提升和下沉速度、停漿處理方法和單樁施工時間等。

1.施工準備階段，應對原材料質量、計量設備、攪拌葉片的伸展直徑和機械性能進行檢查。

2.施工前應檢查樁位放樣偏差，其容許偏差應控制在±50毫米。

3.施工過程中應檢查機架的垂直度、機架底盤的水平度、水泥漿比重、攪拌機提升和下沉速度以及鑽機下沉最後30秒的電流和鑽進速度等。

4.單樁施工結束後，應對樁位偏差、樁徑、單樁水泥用量以及單樁施工時間進行檢查。其中樁位偏差不大於50毫米，樁徑和單樁水泥用量不小於設計值，單樁施工時間不小於由工藝試樁確定的時間值。

釘形水泥土雙向攪拌樁樁位、樁徑和垂直度偏差應按照表1的規定檢查。

1.樁身質量檢測

釘形水泥土雙向攪拌樁成樁7天后採用淺部開挖觀察樁體成型情況和攪拌均勻程度，並可檢驗樁身直徑，如實做好記錄，檢查頻率為1版，且不少於3根。

釘形水泥土雙向攪拌樁成樁28天后應進行標準貫入試驗和取芯進行室內無側限抗壓強度測試。為保證試塊尺寸，鑽孔直徑不小於108毫米。檢驗樁數應隨機抽取總樁數的5‰，且不少於3根。對釘形水泥土雙向攪拌樁擴大頭部分宜在小徑樁外取芯，通過芯樣可對樁長、擴大頭高度、強度、均勻性等綜合評價。

2.承載力檢測

釘形水泥土雙向攪拌樁複合地基承載力檢驗應採用複合地基靜載試驗和單樁載荷試驗。載荷試驗必須在樁身強度滿足荷載試驗條件，並宜在成樁28天后進行。檢驗數量為總樁數的1‰~2‰，且每個單項工程不少於3點。

3.質量檢測標準

釘形水泥土雙向攪拌樁質量檢驗標準應符合表1規定。

表1釘形水泥土雙向攪拌樁質量檢驗標準

項目	序號	檢查項目	容許偏差值		檢查方法	檢查頻率
			單位	偏差值
保證項目	1	樁徑	不小於設計值		鋼捲尺量測	>2%
	2	樁長	不小於設計值或電流、鑽進速度控制值		鑽芯取樣結合施工記錄	100%
	3	擴大頭高度	不小於設計值		鑽芯取樣結合施工記錄	>0.5%
	4	水泥摻入量	不小於設計值		查施工記錄	100%
	5	樁身強度	不小於設計值		標貫試驗和強度試驗	>0.5%
	6	承載力	不小於設計值		載荷試驗	N0.1%
	7	水泥質量	符合國家標準		送檢	2000立方米且每單項工程不少於一次
一般項目	1	提升和下沉速度	米/秒	±0.05	測單樁下沉和提升時間	10%
	2	水灰比	克/立方厘米	±0.05	測水泥漿比重	每台班不少於1次
	3	外加劑	±1%		按水泥重量比計量
	4	噴漿量	±1%		標定	每台泵一次
允許 偏差 項目	1	樁位	毫米	±50	鋼捲尺量測	2%
	2	垂直度	1%		測機架垂直度	5%
	3	樁頂標高	毫米	+30，-50	扣除樁頂鬆散體	2%

4.工程質量驗收

釘形水泥土雙向攪拌樁作為一個分項工程進行驗收，其驗收批次原則上按照相同施工機械、相同樁型設定、相近工程地質單元，分段、分批次進行驗收。驗收批按照保證項目、一般項目和允許偏差項目進行驗收。

釘形水泥土雙向攪拌樁工程的驗收原則上在施工單位自檢合格，且資料齊全後由施工單位提出驗收申請。釘形水泥土雙向攪拌樁分項工程質量驗收合格應符合下列要求：

1）保證項目全部合格。

2）一般項目合格率達90%以上。

3）允許偏差項目合格率70%以上。

4）有完整的工程施工資料。

5）對於不能滿足合格要求的工程應及時處理，處理後達到設計和該規定要求的可按合格驗收，否則評定為不合格。

安全措施

採用《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》施工時，需採取的安全措施是：

1.攪拌樁施工前，對鄰近施工範圍內原有建築物、地下管線等進行檢查，對有影響的工程，應採取有效的加固防護措施或隔振措施，施工時加強觀測，以確保施工安全。

2.攪拌樁施工前先全面檢查機械各個部分及潤滑情況，鋼絲繩是否完好，發現有問題及時解決，檢查後要進行試運轉，嚴禁帶病作業。樁機設備應由專人操作，並經常檢查機架部分有無脫焊螺栓鬆動，注意機械的運轉情況，加強機械的保養，以保證機械正常使用。機械操作人員必須持證上崗。

3.樁機機架安設鋪墊平穩、牢固，防止鑽具突然下落，造成人員傷亡和設備損壞。

4.現場操作人員要戴安全帽，高空作業佩安全帶，高空檢修樁機，不得向下亂丟物件。有心臟病、高血壓病者，不能從事高空作業。

5.夜間施工，設足夠的照明設施，雷雨天、大風、大霧天應停止樁施工作業。

6.樁施工時，5米範圍內不得有人員走動或進行其他作業，非工作人員不準進入施工區域。

7.加強施工現場人員安全教育：對所有從事管理和生產的人員進行全面的安全教育，通過安全教育，增強職工安全意識，樹立“安全第一、預防為主”的思想，並提高職工遵守施工安全紀律的自覺性，認真執行安全操作規程。

8.施工期間保持道路平整、暢通，施工現場的洞、坑、溝、井口等危險處，設安全防禦設施及安全警示牌，夜間設紅燈示警。

9.施工現場設定足夠的消防水源和消防設施網點，消防器材有專人管理，不得亂拿亂動，建立安全防火責任制，並劃分防火責任區。

10.施工現場配備齊全有效的安全設施如安全網、洞口蓋板、護欄、防護罩、各種限制保險裝置等，並且不得擅自拆除或移動，因施工確實需要移動時，需採取相應的臨時安全措施。

11.現場各類材料的堆放不得超過規定的高度。施工現場明確劃分用火作業區、易燃、可燃材料堆放場、倉庫、易燃廢品集中點等，並張貼醒目的防火標誌。

12.高壓線下每邊6米（共12米）做好施工圍欄，以確保全全距離。

13.攪拌樁施工過程中每台樁機必須保證有一人以上監測樁機施工安全問題。

環保措施

採用《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》施工時，為了嚴格執行國家及地方政府頒布的有關環境保護，水土保持的法規、方針、政策和法令，同時結合設計檔案和工程，採取了相應的環保措施，具體措施如下：

1.加強噪聲管理，汽車喇叭聲、發電機等機器轉動聲將加以控制。同時控制好燈光，高亮度的太陽燈，探照燈只對施工區段照，隨用隨開，杜絕長明燈，保證周圍居民的休息和減少對通行車輛的影響。

2.施工廢水、生活廢水採用集中管理，讓它流入當地的排污通道；清洗集料或含有油污的廢水採用集油池的方式統一處理，不得污染水源及道路。

3.防治生活垃圾及工業廢料的污染。生活垃圾及工業廢料也採用集中管理（放在同一個場地），並送至資源回收筒進行集中處理。

4.同時強化環保管理，加強環保教育，強化職工的環保意識，健全企業的環保管理機制，定期進行環保檢查，及時處理違章事宜，並與地方政府環保部門建立工作聯繫，接受社會及有關部門的監督。

效益分析

經濟效益

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的經濟效益分析如下：

1.與常規水泥土攪拌樁相比，對於深度相同的兩種攪拌樁單樁施工時間，釘形水泥土雙向攪拌樁可大大縮短工期。

2.在保證施工質量和加固效果的同時，釘形水泥土雙向攪拌樁施工單位體積水泥土的費用較常規工藝提高約20%~30%，但由於釘形水泥土雙向攪拌樁複合地基的樁間距較大，可大幅度降低軟土地基處理費用。當軟土地基處理深度超過15米時，釘形水泥土雙向攪拌樁較常規水泥土攪拌樁可節約費用40%，並隨處理深度的增加而費用節約更加明顯（表2）。

表2釘形水泥土雙向攪拌樁不同擴大頭高度與常規攪拌樁處理費用對比實例
處理方法	處理深度（擴大高度）（米）	面積置換率 （樁間距）	體積置換率	總樁數（根）	總價（元）	節約費用比例（％）
釘形樁	10（3）	0.187 （2.2米）	0.089	11930	7747944	18.6
	15（3）		0.075		9984635	39.7
	20（5）		0.082		14404357	44.4
常規樁	10	0.116（1.4米）		28458	9514776
	15	0.134（1.3米）		34164	16552332
	20	0.157（1.2米）		40095	25901334

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

社會效益

《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》的社會效益分析如下：

釘形水泥土雙向攪拌樁施工振動小，基本沒有泥漿排污，對周邊環境影響較小，完全可以做到文明施工。

綜合分析，釘形水泥土雙向攪拌樁技術具有重大的經濟和社會效益（表3）。

表3釘形水泥土雙向攪拌樁與我國常規攪拌樁技術綜合比較

技術名稱	基本特徵	加固深度	攪拌均勻性	樁身強度	複合地基特性	工程造價	施工工期	與中國國內外比較
常規攪拌 樁	中國於1980年前後引進，均為單向攪拌，一些地區已限用	一般小於 15米，個別可 達20米	攪拌不均勻，深部均勻性很差	沿樁身衰減，下部強度很低	一般需在頂部設定墊層		四攪二噴工藝，相對較長	工藝落後，與中國國外差距明顯
釘形水泥土雙向攪拌樁	採用同心雙軸鑽桿，在內外鑽桿上安裝正反向旋轉葉片，形成雙向攪拌。採用自擴鑽頭使攪拌葉片自動伸縮，形成上部樁徑擴大，類似釘子形狀的釘形攪拌樁	已達30米	根本上提高了攪拌均勻性，特別是深部的均勻性	提高了樁身特別是下部的強度	提高了複合地基總體效果。保證了樁土共同作用，一般不需在樁頂設定墊層	比常規攪拌樁複合地基降低造價30%左右	二攪一噴工藝，可縮短一半工期，且填築期可加快	中國國內外首創

套用實例

• 上海A15高速公路某橋頭地基處理

1.工程概況及施工情況

A15公路是上海市南部的一條東西向高速公路，浦東段全長32.32千米，途經閔行、南匯兩區。根據場地工程地質勘察資料，場地地基土在勘察深度範圍內均為第四系鬆散沉積物，主要由飽和黏性土及粉土、砂土組成。試驗場地位於上海A15沈新河橋東，里程樁號為K59+198.18~K59+218.18。試驗樁現場布置圖如圖6所示，試驗路段設計擴大頭高度6米，另外增加施工了擴大頭高度為4米和8米的樁各兩根以及根常規樁。

圖6 試驗樁現場布置圖

註：圖中“⊕”符號表示要做單樁靜載試驗的樁體；“◎”符號表示要做單樁複合地基載荷試驗的樁體；各符號旁的數字表示其擴大頭高度，其中常規試驗樁待完成單樁試驗後繼續用於單樁複合地基試驗。

2.工程監測與結果評介

相關設計施工參數如表3所示。總計施工127根樁，總費用204216元，較常規樁節省35%的造價。處理後經單樁及複合地基檢測，滿足設計要求。

滬蘇浙高速公路（江蘇段）試驗段軟土地基處理

1.工程概況及施工情況

滬蘇浙高速公路江蘇段是上海至武威國家重點幹線公路的重要組成部分，同時作為蘇州規劃的“一縱三橫”豐字形高速公路主骨架中的第三橫，是蘇州市東西向對外交通的重要通道之一。滬蘇浙高速公路軟土地基處理試驗段位於K30+050-K30+450，地層上部為軟塑狀亞黏土，分布連續，厚度不大，其下為軟土，岩性以淤泥質亞黏土為主，間夾泥炭層，流塑，分布連續，厚度較大，最大揭露厚度14.00米，頂板埋深1.50~2.50米，底板埋深15.00~16.50米，最小天然含水量41.2%，最大天然含水量64.4%，平均天然含水量53.16%，最小天然孔隙比1.236，最大天然孔隙比1.798，平均天然孔隙比1.392，平均錐尖阻力為0.34兆帕，平均側壁摩阻力為6.1千帕。軟土下伏軟塑狀亞黏土，局部間夾硬塑狀黏土，厚度小，變化不大，分布連續，下部以硬塑狀黏土為主，間夾軟——硬塑狀亞黏土，沉積厚度較大，分布連續穩定。

施工區間K30+050-K30+350及平望服務區採用釘形水泥土雙向攪拌樁，具體設計參數及工程量見表4。施工工藝為：下部樁體採用兩攪一噴工藝，擴大頭採用四攪二噴工藝；雙向水泥土攪拌樁施工工藝：採用兩攪一噴工藝。

2.工程監測與結果評價

標準貫入試驗、芯樣無側限抗壓強度試驗和電阻率試驗結果表明雙向水泥土攪拌樁的攪拌均勻性及樁身質量均優於常規工藝施工的水泥土攪拌樁。雙攪工藝和常規工藝施工過程超靜孔壓測試結果和理論分析表明：雙攪工藝施工產生的超靜孔隙水壓力明顯小於常規工藝施工產生的超靜孔隙水壓力，且兩者差距隨著深度的增加更加明顯；雙向攪拌工藝施工擾動範圍在3倍樁徑以內，而常規工藝施工的影響範圍距樁邊達5倍樁徑。對雙向水泥土攪拌樁和常規水泥土攪拌樁試驗區的沉降、深層水平位移、超靜孔隙水壓力和樁土應力比等原位測試結果表明雙向水泥土攪拌樁複合地基的加固效果總體上要優於常規水泥土攪拌樁複合地基。

常規水泥土攪拌樁樁長超過10米、樁徑500毫米單樁極限承載力一般不超過20千牛，而釘形水泥土雙向攪拌樁（擴大頭高度≥2米、樁徑1000毫米/500毫米的單樁極限承載力一般不低於45千牛，是常規水泥土攪拌樁單樁極限承載力的2~3倍。釘形水泥土雙向攪拌樁複合地基平均極限承載力較常規水泥土攪拌樁樁複合地基平均極限承載力提高50%左右。路基填築期監測結果表明釘形水泥土雙向攪拌樁複合地基的沉降、側向位移、超靜孔壓峰值較常規水泥土攪拌樁複合地基分別減少約37%、52%、32%~46%，而樁體荷載分擔比較常規水泥土攪拌樁提高45%。與原設計的PTC管樁進行經濟比較，採用釘形水泥土雙向攪拌樁技術節約工程費用1133萬元。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

• 申嘉湖杭高速公路軟土地基處理

1.工程概況及施工情況

申嘉湖杭高速公路練市至杭州段（K0+000~K51+580.368）起點為湖州市練市鎮，途經桐鄉市河山鎮，德清市新市、高橋、勾里、雷旬，杭州市塘棲、崇賢，終點接杭州繞城公路。設計行車速度：120千米/小時；汽車荷載等級：公路——Ⅰ級。該工程位於杭嘉湖平原，為廣闊的窪地堆積區，屬於沖海積平原區，地勢較為平坦，多河塘分布，系典型的水網化平原區。地基表層為黏性耕植土，其下為沖海積淤泥質亞黏土，軟流塑狀，位於地表下1.5~22.0米。由於該段軟土較厚、土質差，採用大直徑（釘形）雙向水泥土攪拌樁對軟基進行處理。具體設計參數及工程量見表5。

表5申嘉湖杭高速公路大直徑（釘形）雙向水泥土攪拌樁設計參數及工程量統計
樁型	處理深度 （米）	樁徑 （毫米）	擴大頭直徑 （毫米）	樁間距（米）	擴大頭高度（米）	水泥摻量（千克/米）	處理總里程（米）/總延米數（米）
雙向樁 釘型樁	12~25	500 600 700	900 1000 1100	1.4，1.6 1.8，2.0 2.1，2.2 2.5，2.6 2.7，3.2	5~10	76~210	568/ 139460

2.工程監測與結果評價

申嘉湖杭高速公路練杭段大直徑（釘形）雙向水泥土攪拌樁經檢測樁身質量優良，樁身芯樣強度、單樁及複合地基承載力均滿足設計要求。該工程大直徑（釘形）雙向水泥土攪拌樁最大施工深度達24米，實踐表明雙向水泥土攪拌樁施工技術設備能滿足設計要求，且處理效果良好。與原設計PTC管樁進行經濟比較，該項目節約費用約1245萬元。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

榮譽表彰

2011年9月，《釘形水泥土雙向攪拌樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家一級工法。