公路軟基加固中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用

范志剛

伊川縣公路管理局

公路軟基加固中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用

范志剛

伊川縣公路管理局

作為軟基處理的一種有效形式，水泥攪拌樁是利用水泥等作為固化劑，通過攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢?，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，利用軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。水泥攪拌樁是近年來最新研發(fā)的公路軟基加固的的處理方法，在結(jié)合具體實(shí)踐應(yīng)用的基礎(chǔ)上，本文對(duì)水泥攪拌樁的施工準(zhǔn)備工作、施工工藝、質(zhì)量控制等進(jìn)行了分析，從而為更好的發(fā)展我國(guó)公路工程建設(shè)事業(yè)提供強(qiáng)有力的保障。

公路工程；軟基處理；水泥攪拌樁

一、水泥攪拌樁在公路軟基處理中的施工準(zhǔn)備

1、施工機(jī)械準(zhǔn)備

目前水泥攪拌樁在公路軟基處理中最常用的施工機(jī)械主要有鉆機(jī)、粉漿機(jī)及壓縮機(jī)。水泥攪拌樁成樁的主要機(jī)械就是鉆機(jī)，這種機(jī)械的主要應(yīng)用功能為動(dòng)力大、操作方便、能在速度不同的情況下進(jìn)行均勻地正向鉆進(jìn)或反向提升，同時(shí)還可以全方位地自行移動(dòng)。作為漿體材料定量發(fā)送的主要機(jī)械設(shè)備，噴漿設(shè)備的組成部分分別為儲(chǔ)灰罐、發(fā)送裝置及計(jì)量控制裝置等，這些部件都是公路軟基處理的關(guān)鍵性施工設(shè)備。壓縮機(jī)可以提供一定壓力氣源給水泥攪拌樁進(jìn)行有效施工，促使水泥漿液突破噴漿口土體阻力向軟土內(nèi)進(jìn)行噴灑。

2、參數(shù)設(shè)計(jì)及要求

（1）水泥摻入量：水泥摻入量除塊狀加固時(shí)可用被加固濕土質(zhì)量的7%～12%外，其余宜為12%～20%，水泥漿水灰比可選用0.45～0.55，水泥攪拌樁固化劑建議采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥。

（2）樁徑及樁長(zhǎng)：豎向承載攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)綜合考慮上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力和變形的要求等因素，最好能穿透軟弱土層到承載力相對(duì)較高的土層。為提高抗滑穩(wěn)定性而設(shè)置的攪拌樁，其樁長(zhǎng)應(yīng)超過危險(xiǎn)滑弧以下2m，水泥攪拌樁直徑不應(yīng)小于500mm，加固深度不宜大于20m。

（3）加固范圍：水泥攪拌樁的布樁范圍可以限制在基礎(chǔ)平面內(nèi)，樁數(shù)不宜少于3根，柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等布樁型式。

二、水泥攪拌樁在公路軟基處理中的施工工藝

1、試樁

為提高軟基施工的質(zhì)量，必須做好施工準(zhǔn)備工作。攪拌灰土通常用土體中任一點(diǎn)經(jīng)鉆頭攪拌次數(shù)N和單位時(shí)間內(nèi)的噴出量來表征，它是影響地基加固效果的重要因素。

根據(jù)室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)條件，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁，宜在室內(nèi)配合比試驗(yàn)28d強(qiáng)度確定的進(jìn)行。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)選定的配合比用量，每延米增減5kg進(jìn)行工藝性試樁，3種水泥用量各試打10-15根并對(duì)每種水泥用量的樁取2根進(jìn)行取芯檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定施工用配合比，工藝性試樁的目的量；通過試樁應(yīng)掌握下鉆及提升的困難程度，確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度，確定合適的輸灰泵輸灰量；掌握水泥干粉經(jīng)輸灰泵到達(dá)攪拌樁噴灰的時(shí)間，掌握預(yù)攪下鉆速度，粉體攪拌樁機(jī)提升速度，攪拌下沉，復(fù)攪提升等施工參數(shù)。

2、平整場(chǎng)地

攪拌樁施工場(chǎng)地應(yīng)事先平整，清除樁位處大塊石、樹根和生活垃圾等地下一切障礙。施工現(xiàn)場(chǎng)凹凸不平的地面，應(yīng)做好填平施工，但進(jìn)行操作時(shí)必須要用粘土進(jìn)行回填，不要用摻有其它雜質(zhì)的土體。對(duì)于水田地段，排水疏干后清表0.3—0.5m，將原有路面進(jìn)行橫坡設(shè)計(jì)，同時(shí)在路基兩側(cè)進(jìn)行邊溝開挖施工。

3、測(cè)量放樣

把設(shè)計(jì)圖紙上工程建筑物的平面位置和高程，用一定的測(cè)量?jī)x器和方法測(cè)設(shè)到實(shí)地上去的測(cè)量工作稱為施工放樣。測(cè)圖工作是利用控制點(diǎn)測(cè)定地面上地形特征點(diǎn)，縮繪到圖上。然后利用控制點(diǎn)，在實(shí)地上定出建筑物的特征點(diǎn)，據(jù)以施工。

4、機(jī)械安裝、就位

在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備鉆機(jī)的拼裝及就位工作。在機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，施工人員必須準(zhǔn)確標(biāo)定樁機(jī)的電流表、管道壓力表、電磁流量表、深度測(cè)量?jī)x、電腦打印機(jī)等。將鉆機(jī)移動(dòng)、確保其與鉆孔相對(duì)應(yīng)，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行水平校正，使其鉆桿軸線鉆孔中心位置處于垂直狀態(tài)，施工時(shí)傾斜度必須在1%以下。

5、攪拌、噴漿

鉆機(jī)啟動(dòng)，順著導(dǎo)向架使其鉆桿勻速向下、持續(xù)下沉進(jìn)行攪拌切土作業(yè)，并將送漿泵開啟，確保其向土體進(jìn)行水泥漿噴射作業(yè)。此后在樁端進(jìn)行噴漿作業(yè)，并保持大于30s的時(shí)間，確保樁端水泥漿的均勻度。

6、提升攪拌

在提升攪拌機(jī)的過程中，如進(jìn)行噴漿作業(yè)，防止堵塞噴漿口情況的出現(xiàn)是其進(jìn)行的主要目的。如提升到樁頂，要確保在這個(gè)位置進(jìn)行2min以上的攪拌作業(yè)，然后將攪拌機(jī)關(guān)閉并進(jìn)行位移。

7、檢測(cè)

成樁7天內(nèi)，將樁頭淺開挖約1.5m米，對(duì)攪拌樁的均勻性進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)成樁直徑進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)選用較為方便的觸探儀對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)真檢測(cè)檢。在成樁28天后，進(jìn)行取芯作業(yè)，將其控制在樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，主要位置在樁徑25%的部位。對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，確保其完整性、均勻性，將其檢測(cè)次數(shù)控制在總樁數(shù)的2/100，單樁地基靜載試驗(yàn)也要在此時(shí)間段進(jìn)行，檢測(cè)次數(shù)也控制在2/100，控制在3根以上。芯樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)需求。選用水泥砂漿將取芯后的孔洞灌注封閉。

三、水泥攪拌樁在公路軟基處理中的注意事項(xiàng)

1、按照軟基加固深度的多少進(jìn)行攪拌樁機(jī)、漿液發(fā)送器及配套設(shè)備的合理性選擇，在施工中如發(fā)現(xiàn)機(jī)械裝備沒有計(jì)量裝置就不能用于軟基處理施工。必須采用有質(zhì)量合格證的施工材料，加固材料不能采用受潮、結(jié)塊及變質(zhì)的。軟土路基施工中采用的固化劑或外加劑的類型及特性必須與施工設(shè)計(jì)需求相符合。攪拌樁在施工過程中必須嚴(yán)格按照從中到邊緣的順序進(jìn)行作業(yè)。

2、泵送漿液前，必須保持管道具有一定濕潤(rùn)度，這樣可以方便輸送水泥漿，在進(jìn)行施工場(chǎng)場(chǎng)水泥漿拌制施工時(shí)，施工企業(yè)必須指派專人對(duì)每根水泥攪拌樁的水泥用量進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，同時(shí)將送漿開啟及終結(jié)時(shí)間進(jìn)行記錄。當(dāng)水泥漿攪拌作業(yè)停止3h以上時(shí)，為避免管道因水泥漿變硬發(fā)生堵塞情況，施工企業(yè)必須要把輸漿管路先進(jìn)行拆除及清洗干凈，這樣不影響以后使用。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著時(shí)代信息化和技術(shù)化的發(fā)展，公路工程的施工技術(shù)在不斷的提高。公路軟基加固施工中水泥攪拌樁技術(shù)在公路工程施工中得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗軌蚝粚?shí)路基，保證公路工程的施工質(zhì)量，增加公路工程的使用年限。但是運(yùn)用施工技術(shù)的過程中一定要注重施工質(zhì)量的控制，確保公路工程的施工能夠順利進(jìn)行。

［1］彭鵬.淺談公路工程的軟基礎(chǔ)處理的方法［A］；土木建筑學(xué)術(shù)文庫（第7卷）［C］；2011年

［2］胡學(xué)軍，杜紅霞.深層水泥攪拌樁在堤防工程中的應(yīng)用［A］；地方水利技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐（第3輯）［C］；2015年