水泥攪拌法在公路軟基處理中的應(yīng)用

柯永海

（湛江市公路管理局吳川分局，廣東 吳川 524500）

水泥攪拌法通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。這種方法適用于處理軟土，處理效果顯著，處理后可很快投入使用，在建筑工程施工中確保工程質(zhì)量的前提下能夠降低施工成本、縮短基礎(chǔ)處理施工工期，在工期緊、出于成本考慮不易進(jìn)行基坑大開挖或基礎(chǔ)土質(zhì)換填，考慮使用水泥攪拌樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的施工方案。

1 施工前的準(zhǔn)備階段

（1）施工前應(yīng)平整場地，遇有池塘或洼地應(yīng)首先清淤、回填黏性土料并予以壓實(shí)。

（2）及時(shí)組織人員對設(shè)備提前進(jìn)場進(jìn)行安裝調(diào)試，為正式開工做準(zhǔn)備。

（3）進(jìn)場水泥必須具備“三證”（生產(chǎn)許可證、準(zhǔn)用證、合格證）。水泥運(yùn)抵現(xiàn)場后要按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢合格方可使用。

（4）技術(shù)人員按設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場施工條件向各機(jī)組進(jìn)行技術(shù)、作業(yè)流程工序、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全生產(chǎn)交底，并做好記錄。

2 攪拌均勻程度控制

深層攪拌機(jī)施工時(shí)攪拌次數(shù)越多則拌和越均勻，水泥土強(qiáng)度也越高，但施工效率卻相應(yīng)降低。所以應(yīng)根據(jù)攪拌機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)獲取攪拌次數(shù)的最佳值。每遍攪拌次數(shù)N由以下公式計(jì)算：

N＝h cosβ∑z /v×n

式中，h：攪拌葉片的寬度，m；

β：攪拌葉片與攪拌軸的垂直夾角，°；

∑z：攪拌葉片的總枚數(shù)；

n：攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)，rev/min；

v：攪拌頭的提升速度，m/min。

計(jì)算證明，當(dāng)加固范圍內(nèi)任意一點(diǎn)的水泥土攪動次數(shù)為27次時(shí)攪拌效果最佳。

3 施工工藝流程

（1）施工放樣。由測量人員利用全站儀進(jìn)行控制點(diǎn)的測設(shè)，并按照設(shè)計(jì)圖紙的布樁要求打線定點(diǎn)測出樁位。放樣完畢后，按監(jiān)理程序填寫施工放樣報(bào)驗(yàn)單，經(jīng)監(jiān)理工程師核驗(yàn)無誤后方可進(jìn)行施工。

（2）定位。利用起重機(jī)移動攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位對中。為保證樁位準(zhǔn)確，樁位對中誤差不大于 10 cm，導(dǎo)向架和攪拌軸應(yīng)與地面垂直，垂直度的偏離不應(yīng)超過1.5%。為隨時(shí)掌握鉆進(jìn)深度，在導(dǎo)向架上用油漆進(jìn)行深度標(biāo)識。

（3）預(yù)攪下沉。啟動電機(jī)，放松起吊鋼絲繩，空壓機(jī)送氣，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)軌（鉆進(jìn)速度為0.5～1.0 m/min，轉(zhuǎn)速120～130 r/min）下沉至設(shè)計(jì)深度，下沉深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)值 50 cm。要求軟土應(yīng)完全預(yù)攪切碎，以利于同水泥漿均勻攪拌。

（4）制備水泥漿。施工用水使用飲用水（后附水質(zhì)報(bào)告）。待深層攪拌機(jī)預(yù)攪下沉到一定深度時(shí)，即開始制備水泥漿，嚴(yán)格控制水的用量，使其符合設(shè)計(jì)水灰比1∶2、水泥漿比重1.80 g/cm3，進(jìn)行拌和，拌和時(shí)間不少于5 min，保證水泥漿無硬塊無雜質(zhì)，待壓漿前將水泥漿倒入集料罐中，水泥漿不離析，儲漿量應(yīng)滿足一樁一罐的要求。

（5）提升噴漿攪拌。開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，并且邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)攪拌，輸漿管道不能發(fā)生堵塞。鉆進(jìn)速度為0.5～1.0 m/min，轉(zhuǎn)速為60 r/min，鉆進(jìn)噴漿成樁到設(shè)計(jì)樁長后，原地噴漿30 s，再反轉(zhuǎn)勻速提升，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)，其誤差不得大于10 cm/min，深度誤差不得大于50 cm。攪拌頭如被軟黏土包裹時(shí)，應(yīng)及時(shí)清除。

（6）下沉噴漿攪拌。下沉噴漿攪拌至設(shè)計(jì)加固深度時(shí)，集料斗中的水泥漿正好排空，然后反轉(zhuǎn)停漿提升攪拌至地面。參數(shù)同第（5）步。

（7）重復(fù)上下攪拌。必要時(shí)為使軟土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面。

（8）清洗。向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵。清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。

（9）移位。重復(fù)上述（2～8）步驟，進(jìn)行下一根樁的施工。

4 施工過程控制

在施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制每根樁水的用量，根據(jù)每根樁水的用量和儲漿罐的直徑推算，在儲漿罐內(nèi)壁刻有水用量高度線，來控制水的用量。

水泥漿制備及水泥漿用量控制應(yīng)按照設(shè)計(jì)給出的水灰比0.5，在攪漿桶內(nèi)放入計(jì)算后的水用量（水用量由攪漿桶內(nèi)標(biāo)尺控制），再倒入計(jì)算后的水泥用量進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不小于3 min，后放入備用漿池內(nèi)攪拌待用，根據(jù)進(jìn)程適時(shí)進(jìn)行下一根樁的水泥漿制備，以保證施工的連續(xù)性。

工程中采用二噴四攪，第一次噴漿V/2，第二次噴漿V/2，每次每延米噴漿V/2 L。由專人對水泥漿用量進(jìn)行全程監(jiān)控，我們通過嚴(yán)格控制噴漿量來保證做到一罐一樁，并且考慮到罐底灰漿很難泵出，所以在第一次配漿時(shí)多加 100 kg水泥和 50kg水進(jìn)行預(yù)攪，來保證每根樁的水泥漿用量滿足設(shè)計(jì)要求。

5 質(zhì)量保證措施

（1）為徹底消除人為誤差，確保施工質(zhì)量，每臺樁機(jī)均安裝經(jīng)國家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測儀器進(jìn)行自動記錄。使用PJ4－2型深層攪拌記錄儀和LD（25）14110C1型電磁流量計(jì)（杭州儀表有限公司制）。

（2）認(rèn)真檢查到場的每批水泥，發(fā)現(xiàn)硬結(jié)或貨單不符者不得簽收。水泥按有關(guān)規(guī)定及時(shí)送檢。

（3）經(jīng)常進(jìn)行設(shè)備技術(shù)指標(biāo)檢查，主要包括鉆頭直徑、鉆桿長度、漿泵等。

（4）隨時(shí)抽查施工記錄、噴漿量、噴漿提升速度、鉆進(jìn)深度、鉆桿垂直度、樁位誤差等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)改正。上述指標(biāo)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)、有關(guān)規(guī)范的規(guī)定及試樁結(jié)果。

（5）水泥漿液配制嚴(yán)格按照水泥摻入比和水灰比進(jìn)行。配制好的水泥漿在使用前要不停攪拌，如果因機(jī)械或停電等原因2 h內(nèi)不能使用，不得再繼續(xù)使用。

（6）噴漿過程因故中斷，重新開始時(shí)，須鉆進(jìn)至中斷處以下0.5 m方可繼續(xù)噴漿提升。

（7）水泥攪拌樁施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一氣呵成。若遇特殊情況停機(jī)超過12 h，應(yīng)采取補(bǔ)樁或其他補(bǔ)強(qiáng)措施。

6 檢查與驗(yàn)收

（1）自檢。施工過程中派專業(yè)技術(shù)人員對水泥攪拌樁施工的全過程進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)格控制水泥用量、水泥漿配制，隨時(shí)抽查原始記錄情況。施工過程中隨時(shí)人工開挖樁頭，檢查樁徑、樁頂強(qiáng)度、攪拌均勻程度等內(nèi)容，指導(dǎo)下一步施工。開挖比例為0.1%，開挖深度1.5 m左右。

（2）成樁檢測。由檢測單位進(jìn)行28 d單樁、復(fù)合地基承載力檢測和鉆芯、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測。

7 施工中應(yīng)注意的問題

（1）在水泥攪拌樁施工前應(yīng)繪制出攪拌樁樁位圖，確定水泥攪拌樁工程數(shù)量，由現(xiàn)場監(jiān)理簽認(rèn)。

（2）每次施工前必須先試樁最少5根，以掌握該場地成樁經(jīng)驗(yàn)及各種技術(shù)參數(shù)（噴漿提升速度、灰漿泵泵漿壓力）。

（3）單樁開機(jī)后應(yīng)連續(xù)施工，嚴(yán)格控制起噴和停噴高程，不得間斷，如遇停機(jī)或機(jī)械故障停噴，應(yīng)及時(shí)記錄中斷高程，待恢復(fù)正常后立即復(fù)攪，復(fù)攪重疊長度不小于 1 m，如中斷時(shí)間超過12 h，應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

（4）樁身施工時(shí)，樁長范圍內(nèi)均要復(fù)攪，施工中應(yīng)慢檔均勻提升，使土體與水泥漿充分拌合，保證樁體均勻，水泥漿必須按設(shè)計(jì)水泥用量的配合比拌制，漿體必須在噴漿作業(yè)時(shí)一次全部噴完（嚴(yán)格掌握泵漿壓力）。

（5）為保證樁底端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液到達(dá)出漿口后，應(yīng)噴漿作底30 s，使?jié){液完全到達(dá)底端。全樁應(yīng)采用復(fù)噴措施，使攪拌效果最佳。當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂標(biāo)高時(shí)，宜停止提升，攪拌30 s，以保證樁頭的均勻密實(shí)。

（6）樁頂以上應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.3 m，開挖基坑時(shí)將上部質(zhì)量較差樁段挖去。

（7）施工間隔期間，應(yīng)及時(shí)清洗集料斗和全部管路中的殘留漿液，直至基本干凈，以防止?jié){液硬結(jié)堵管。

8 結(jié)束語

綜上所述，水泥攪拌法是軟土地基處理加固的一種方法，它的使用能提高地基的承載力，減少地基沉降，提高地基的穩(wěn)定性。水泥攪拌法施工的質(zhì)量直接影響到加固的效果。實(shí)踐證明，在施工過程中必須按照規(guī)范及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工才能嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制。