水泥攪拌樁施工技術(shù)在公路軟土路基中的應(yīng)用

張 永 軍

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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水泥攪拌樁施工技術(shù)在公路軟土路基中的應(yīng)用

張 永 軍

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

基于水泥攪拌樁的施工原理、特點(diǎn)和作用，闡述了水泥攪拌樁的施工準(zhǔn)備及工藝流程，并總結(jié)了施工中常見(jiàn)問(wèn)題的處理措施，旨在保證水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。

水泥攪拌樁，軟土路基，施工技術(shù)

近幾年來(lái)，水泥攪拌樁在高速公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，它作為軟基處理的一種有效形式，處理軟土路基之后，加固效果顯著，可以很快投入使用。而且水泥攪拌樁能夠處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土等，適用范圍較廣。處理之后能夠有效控制路基施工后沉降加強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。下面我們具體了解一下水泥攪拌樁施工技術(shù)在公路軟土路基中的應(yīng)用。

1 對(duì)水泥攪拌樁施工技術(shù)的認(rèn)識(shí)

1.1 施工原理

軟土路基的物理力學(xué)性質(zhì)差，具有高壓縮性，承載能力低。通過(guò)水泥攪拌樁施工技術(shù)能夠提高地基的整體承載力。樁體中的水泥土強(qiáng)度與水泥水化物中的水化硅酸等生量呈正相關(guān)關(guān)系，水化物在水泥土中起到膠結(jié)作用，能夠有效減少原天然土的流動(dòng)，從而增加地基的承載能力。水泥攪拌樁有兩種方法，一種是濕法，以水泥漿為主，攪拌均勻，易于復(fù)攪，水泥土硬化時(shí)間較長(zhǎng)；另一種是干法，以水泥干粉為主，攪拌均勻性欠佳，很難全程復(fù)攪，但水泥土硬化時(shí)間較短，能提高樁間的強(qiáng)度。

1.2 水泥攪拌樁的施工特點(diǎn)和作用

當(dāng)建筑工程的地基是軟弱地基時(shí)，工程對(duì)施工技術(shù)有較高的要求，而且還會(huì)存在造價(jià)方面的問(wèn)題，隨著建筑工程日益復(fù)雜化，類(lèi)似于人工挖孔樁、樁基穿越、人工加固等傳統(tǒng)施工方法，已經(jīng)難以適應(yīng)工程的需要。對(duì)軟土地基采取加固措施從施工技術(shù)和造價(jià)方面來(lái)講是最為科學(xué)，最為簡(jiǎn)便的。使用該種方法能夠保證原狀土的承載力等力學(xué)性能最大程度地被利用，能夠最大限度地利用原狀土的力學(xué)性能，尤其是承載力，這就是我們常說(shuō)的深層水泥攪拌法，該方法從原理上講是一種原位加固方法。該方法需要使用各種不同深層攪拌機(jī)沿深度方向進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，攪拌過(guò)程中將軟土與水泥漿、石灰粉等固化劑就地進(jìn)行混合，土體與固化劑會(huì)在攪拌的過(guò)程中發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，提高了所形成的水泥土加固體的強(qiáng)度和整體性。深層攪拌法的優(yōu)點(diǎn)是施工工期短、成本低、施工無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)公害、不會(huì)產(chǎn)生地面隆起現(xiàn)象，不用開(kāi)展工程排污工作，降低工程對(duì)環(huán)境造成的污染程度，也不會(huì)對(duì)附近的建筑物產(chǎn)生負(fù)面影響，總而言之使用該方法能夠提高工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

工程中使用水泥攪拌樁法具有較大的優(yōu)勢(shì)，能增加所承受的加荷速率，能有效減少總的沉降量，抗側(cè)向變形能力也強(qiáng)，而且能顯著縮短施工周期，根據(jù)調(diào)查，我國(guó)目前的高速公路建設(shè)領(lǐng)域當(dāng)中已經(jīng)較為廣泛應(yīng)用此種方法。在施工過(guò)程中如果沒(méi)有正確處理水泥攪拌樁，如果水泥攪拌樁在施工過(guò)程中處理不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)比如水泥用量難控制、均勻性差、強(qiáng)度低、沉降得不到有效減少等，這些問(wèn)題能夠影響到加固效果。所以，水泥攪拌樁在施工過(guò)程中要采取有效的質(zhì)量控制措施加之科學(xué)的施工工藝，處理好施工技術(shù)的關(guān)鍵部分，才能為水泥攪拌樁取得較好的軟基處理加固效果提供保證。

2 公路軟土路基施工中的水泥攪拌樁的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)調(diào)查，我國(guó)很多工程的地質(zhì)條件較差，很多路基都是類(lèi)似于淤泥、淤泥質(zhì)土質(zhì)的軟土路基，這些軟土路基基本不能滿(mǎn)足上部荷載對(duì)路基的要求，通車(chē)過(guò)后路基會(huì)產(chǎn)生較大沉降。為了提高地基土的強(qiáng)度，提高路基的穩(wěn)定性，以保證地基承載力能夠滿(mǎn)足承擔(dān)上部荷載的要求，在施工過(guò)程中使用水泥攪拌樁加固處理軟土地基是最佳方案。

2.1 水泥攪拌樁施工

2.1.1 施工前的準(zhǔn)備工作

1)材料和機(jī)械的準(zhǔn)備。將水泥按批次運(yùn)送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，我們需要將其出廠質(zhì)量保證單、出廠日期等等按比例抽樣送檢。認(rèn)真做好機(jī)械設(shè)備配套的組裝和易損件的備貨，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，包括塔架、導(dǎo)向架、電氣控制設(shè)備，水泥漿拌和機(jī)、灰漿泵、儀表、工作平臺(tái)等設(shè)備的安裝，安裝完畢后，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)工作。2)組織勞動(dòng)力。水泥攪拌樁施工需要操作工、司泵工、記錄員和上料工，每臺(tái)機(jī)器設(shè)備都應(yīng)該配備足夠的勞動(dòng)人員，至少需要4名，況且還有其他施工人員需要。3)樁位放樣。施工前根據(jù)圖紙所提供的坐標(biāo)、樁距，進(jìn)行樁位放樣，放好后進(jìn)行樁位標(biāo)識(shí)。

2.1.2 施工步驟

1)施工流程。施工準(zhǔn)備→樁位放樣→樁機(jī)定位→預(yù)攪下沉→噴漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升→清洗→樁機(jī)移位→完畢。

2)施工技術(shù)要點(diǎn)。a.水泥攪拌機(jī)準(zhǔn)確就位，調(diào)整鉆機(jī)平臺(tái)、導(dǎo)向桿，使鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)樁位，鉆機(jī)傾斜度控制在1%以下，誤差在1 cm以?xún)?nèi)。還要測(cè)定鉆桿長(zhǎng)度以及鉆頭直徑是否符合要求，及時(shí)記錄水泥漿初始讀數(shù)、鉆桿初始標(biāo)高。b.下鉆時(shí)鉆頭的旋轉(zhuǎn)與鉆進(jìn)同步進(jìn)行，要保持轉(zhuǎn)速為30 r/min，1.5 m/min合理的速度，下鉆到離樁底1 m時(shí)，應(yīng)降低鉆進(jìn)速度保持在0.3 m/min。同時(shí)按設(shè)計(jì)確定的配合比制備水泥漿，在壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。c.水泥攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，開(kāi)啟灰漿泵將水泥漿壓入，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)攪拌鉆頭，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)提升速度提升攪拌機(jī)，使鉆桿提升與噴漿過(guò)程始終保持一致，并保證漿液拌和的連續(xù)性和均勻性，記錄供漿計(jì)量?jī)x的變化數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)供漿數(shù)明顯減少或突然停止的現(xiàn)象，及時(shí)采取補(bǔ)漿或復(fù)攪的解決措施。在噴漿過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)噴漿過(guò)程中有套管漏漿或堵塞的現(xiàn)象，立即停止噴漿。攪拌機(jī)提升到設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥漿正好排空。為了能夠達(dá)到軟土和水泥漿的攪拌均勻，攪拌機(jī)可再次旋轉(zhuǎn)沉入到設(shè)計(jì)深度后慢慢提升出地面。d.水泥用量的合理性是水泥攪拌樁成樁重要的質(zhì)量因素。施工過(guò)程中必須科學(xué)地限制鉆頭的提升速度和鉆桿的轉(zhuǎn)速，噴漿管道壓力保持在0.4 MPa～0.7 MPa之間，才能確保水泥用量的作用，并對(duì)每根樁水泥的實(shí)際用量進(jìn)行計(jì)算，看其是否符合標(biāo)準(zhǔn)用量。e.給集料斗注入適量的清水，開(kāi)啟灰漿泵，把殘余的水泥漿全部清洗干凈，特別是攪拌頭上的也必須清洗干凈。將攪拌機(jī)移位至其他樁的位置，再進(jìn)行下根樁的施工。f.成樁之后，必須使用人工鑿樁頭的方法將樁頭破除，避免樁身發(fā)生破壞。

2.2 特殊情況下的處理措施

1)在鉆進(jìn)過(guò)程中，卡管這種情況的發(fā)生概率較大，卡管發(fā)生就應(yīng)使鉆機(jī)慢速鉆進(jìn)，提出鉆頭，改進(jìn)施工措施；若鉆進(jìn)較淺就采用合理方法疏散土層，繼續(xù)鉆進(jìn)；若提升鉆桿時(shí)發(fā)生卡鉆就應(yīng)暫停噴漿，看其漿液水灰比是否需要重新標(biāo)定，或調(diào)整葉片角度，或更換鉆頭，待鉆機(jī)正常后，繼續(xù)進(jìn)行。若遇土質(zhì)粘性大，或攪拌機(jī)機(jī)重不夠時(shí)，攪拌頭電流不高，下不到預(yù)定深度，就應(yīng)增加攪拌機(jī)的自重，或開(kāi)動(dòng)加壓裝置。

2)在噴漿過(guò)程中，若投料不準(zhǔn)確或灰漿泵磨損漏漿，或灰漿泵輸漿量偏大時(shí)，噴漿會(huì)出現(xiàn)未到設(shè)計(jì)樁面，或底部樁端高程，集料斗漿液就已排空的現(xiàn)象，就應(yīng)重新標(biāo)定投料量和灰漿輸漿量，檢修灰漿泵；若出現(xiàn)噴漿不暢或堵塞，就應(yīng)及時(shí)調(diào)整噴漿壓力，檢查漿泵的運(yùn)行情況，對(duì)鉆頭噴嘴進(jìn)行清理；把固化料中的雜物和大顆粒都清理掉；若輸漿管內(nèi)有水泥結(jié)塊或噴漿球閥間隙太小的現(xiàn)象出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致輸漿管堵塞爆裂，就應(yīng)立即拆洗輸漿管，使噴漿門(mén)球閥間隙適當(dāng)，清理水泥結(jié)塊。

3 結(jié)語(yǔ)

控制好水泥攪拌樁施工技術(shù)的施工連續(xù)性，非常的至關(guān)重要，現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須有高度的責(zé)任心和強(qiáng)烈的責(zé)任感，要有吃苦耐勞，不怕累，不怕臟的精神，才能更好地完成施工任務(wù)。為了保證施工工作能夠穩(wěn)定進(jìn)行，應(yīng)該詳細(xì)記錄各項(xiàng)主要指標(biāo)數(shù)據(jù)，施工過(guò)程應(yīng)該實(shí)施全程監(jiān)控，能真實(shí)客觀的反映施工實(shí)際狀態(tài)，保證施工過(guò)程按照設(shè)計(jì)要求處理到位，確保水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，從而提高公路軟土路基的質(zhì)量。另外，水泥攪拌樁施工時(shí)要高度重視文明施工，采取必要的措施，節(jié)能減耗降低污染排放，達(dá)到施工環(huán)境的保護(hù)，避免對(duì)周?chē)氖┕きh(huán)境和周?chē)娜藛T造成破壞與傷害。在公路軟土路基上經(jīng)過(guò)水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用后，提高了施工強(qiáng)度，提高了地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和整體的承載力，能夠有效控制沉降，使路基穩(wěn)定，水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

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On application of cement mixing pile technique in road soft soil roadbed

Zhang Yongjun

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Based on the construction principle, features and roles of the cement mixing pile, the paper illustrates the construction preparation and craft procedure for the cement mixing pile, and sums up the treatment measures for the common problems in the construction, so as to ensure the construction quality of the cement mixing piles.

cement mixing pile, soft soil roadbed, construction technique

1009-6825(2016)27-0139-02

2016-07-18

張永軍(1980- )，男，工程師

U416.1

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