深層攪拌樁施工技術(shù)在公路路基中的應(yīng)用

摘要：因?yàn)槭┕た?、效果好、造價(jià)低三個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得深層攪拌樁施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在公路路基施工處理中。深層攪拌樁施工技術(shù)不僅有以上優(yōu)點(diǎn)，還能夠使地基的強(qiáng)度和變形模量得到提高，這更加確立了深層攪拌樁施工技術(shù)在公路路基處理中的地位。文章對(duì)深層攪拌樁施工技術(shù)的概念、原理、施工過(guò)程、質(zhì)量控制、注意事項(xiàng)進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：深層攪拌樁；施工技術(shù)；公路路基；水泥漿；質(zhì)量控制；加固路基 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U433 文章編號(hào)：1009-2374（2016）28-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.047

我國(guó)軟土路眾多，特別是沿海地區(qū)軟土路的占有比例很大。對(duì)軟基的處理費(fèi)用高、技術(shù)繁瑣、施工時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)軟基處理質(zhì)量的好壞直接影響道路的舒適性、安全性和使用期限。如果采用深層攪拌樁處理軟基，能有效提升成樁速度、降低成本、縮短工期，深層攪拌樁還具有占地面積小、零污染、零噪音、零振動(dòng)、零排煙、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣等特點(diǎn)，采用深層攪拌樁處理后的路基穩(wěn)定性和耐久性強(qiáng)，能減少各種自然因素的影響。

1 深層攪拌樁技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)述

深層攪拌法是一種用于加固軟土地基的方法。它的主要原理是利用水泥作為固化劑，通過(guò)深層攪拌樁機(jī)，將處于地基深處的軟土和水泥漿液強(qiáng)制攪拌，產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，讓軟土變成一個(gè)整體并且具有一定的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，從而使地基強(qiáng)度和增大變形模量得到提升。深層攪拌法使原土得到了最大限度的利用，攪拌時(shí)不會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生大的影響，所以對(duì)附近原有建筑物的影響很小。這種軟基處理方法因?yàn)槠湫矢?、效果好、成本低，在各種道路以及土建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001～2009年，深層攪拌樁的施工量已經(jīng)達(dá)到了60萬(wàn)延米，從中獲得了許多施工經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在深層攪拌樁技術(shù)將更加完善，應(yīng)用范圍也會(huì)更加寬廣。

2 深層攪拌樁施工技術(shù)在公路路基中的應(yīng)用原理

我國(guó)公路軟基上大部分都有一層厚厚的黏土在下面，這就是淤泥質(zhì)土，這樣的構(gòu)成使得整體強(qiáng)度很低。無(wú)論是從施工工期、施工機(jī)具或者經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，采用深層攪拌樁施工技術(shù)作為地基加固技術(shù)是最好的，深層攪拌樁施工技術(shù)加固軟土地基效率快效果好，可使沉降最大限度地減少，尤其是在減少地基不均勻沉降、防止路堤失穩(wěn)等方面，它與其他軟基處理方法有著顯著的優(yōu)勢(shì)。深層攪拌樁施工技術(shù)的原理簡(jiǎn)述如下：用專用的成孔噴漿攪拌三位一體機(jī)具，在設(shè)計(jì)初始設(shè)定的范圍內(nèi)，將水泥漿和被分割開(kāi)的地基原土強(qiáng)行攪拌，當(dāng)水泥漿與原位土攪拌混合后，水泥快速與土中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生各種水化物，這些水化物有的直接硬化，形成水泥石骨料，有的繼續(xù)與周圍具有一定活性的土顆粒發(fā)生離子交換和團(tuán)?；饔玫然瘜W(xué)反應(yīng)，將較小的土顆粒轉(zhuǎn)變成較大的土團(tuán)粒，再通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，逐漸生成穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，除了使得原土的強(qiáng)度得到提升外，水泥水化物還能與空氣中的水發(fā)生碳酸化反應(yīng)，生成一系列不溶于水的產(chǎn)物，這種碳酸化反應(yīng)能使原土的強(qiáng)度得到提升，在一段時(shí)間后水泥漿與土顆粒間一系列物理化學(xué)作用下，逐漸固化形成結(jié)硬的水泥土樁狀體，使原天然地基土層的物理力學(xué)性能得到了改善和提高，水泥攪拌樁與樁間土一起負(fù)擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的垂直壓力，達(dá)到加固軟弱地基的目的。

3 深層攪拌樁施工技術(shù)流程

3.1 施工準(zhǔn)備

各項(xiàng)準(zhǔn)備工作必須在深層攪拌樁施工技術(shù)施工開(kāi)始之前就完成，確保施工現(xiàn)場(chǎng)最大限度的干凈平整，用壓路機(jī)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓實(shí)處理，以達(dá)到有效保證施工路面的平整性的目的，保障施工器械能夠正常運(yùn)行。攪拌機(jī)的調(diào)試和維護(hù)工作必須在施工作業(yè)開(kāi)始之前就完成，確保機(jī)器處于工作的最佳狀態(tài)，校準(zhǔn)攪拌機(jī)的鉆桿中心與即將進(jìn)行測(cè)量放樣的竹釘，在校準(zhǔn)時(shí)著重注意控制其垂直度，保證偏差值不會(huì)對(duì)準(zhǔn)確施工帶來(lái)影響，從而使深層攪拌樁施工技術(shù)的施工質(zhì)量、攪拌樁的定位準(zhǔn)確度得到保證。開(kāi)始路基軟基施工作業(yè)以前，應(yīng)當(dāng)反復(fù)用儀器設(shè)備確定深層攪拌樁施工技術(shù)的準(zhǔn)確位置，同時(shí)要挨個(gè)對(duì)攪拌樁進(jìn)行單獨(dú)的標(biāo)示，開(kāi)始施工后直接在事先確定的位置進(jìn)行攪拌即可，有效地防止了漏樁問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2 制備水泥漿

深層攪拌樁施工技術(shù)主要原料為混凝土，正式施工以前必須要精確計(jì)量混凝土的配比量以確保攪拌樁的施工質(zhì)量。除此之外，還要對(duì)沙料的大小和均勻程度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，防止大小不均的沙子進(jìn)入攪拌樁對(duì)施工質(zhì)量造成影響。施工的過(guò)程中，通常選擇的是普通的硅酸鹽水泥，用普通的硅酸鹽水泥制作砂漿時(shí)，要有效地控制水灰比，這樣才能保障水泥攪拌樁的質(zhì)量。

3.3 噴漿攪拌提升

需要將攪拌完成的砂漿運(yùn)輸?shù)街付ǖ幕貎?nèi)部，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，必須將攪拌機(jī)下降到理想的高度，然后打開(kāi)灰漿泵，讓完成攪拌的砂漿均勻地噴到指定位置，噴漿的時(shí)間也必須嚴(yán)格把控，與此同時(shí)攪拌作業(yè)也必須做好，保證泥土與砂漿之間能夠得到最充分的混合，待噴漿完成后將攪拌機(jī)提升到樁頂，要注意的是攪拌機(jī)的提升不能過(guò)量。反復(fù)多次的攪拌下沉及提升深層攪拌樁澆筑作業(yè)對(duì)混凝土的需要量很大，混凝土材料又是通過(guò)攪拌機(jī)下沉和上升來(lái)完成運(yùn)輸?shù)?，因此在重?fù)進(jìn)行上升和下沉操作的過(guò)程中，施工技術(shù)人員每隔一段時(shí)間就要檢查鉆機(jī)葉片的運(yùn)行狀態(tài)，防止出現(xiàn)葉片被堵等現(xiàn)象。

3.4 清洗

清洗作業(yè)是深層攪拌樁施工技術(shù)的最后一步，攪拌機(jī)使用過(guò)后必須第一時(shí)間進(jìn)行清洗，特別是要注意清洗鉆機(jī)葉片，鉆機(jī)葉片在施工過(guò)程中多次與混凝土接觸，上面非常容易出現(xiàn)凝結(jié)的混凝土。

4 施工的質(zhì)量控制

深層攪拌樁施工技術(shù)的施工在地下是一種隱蔽工程，施工操作的控制好壞將直接影響成樁質(zhì)量的好壞，以下三個(gè)方面決定了成樁質(zhì)量的好壞：摻入水泥的總量是否達(dá)到了規(guī)定的總量、摻灰量的分布是否均勻、樁尖是否達(dá)到了持力層。下列方法可以有效地控制施工過(guò)程的深層攪拌樁施工技術(shù)的質(zhì)量問(wèn)題：（1）可在通過(guò)懸掛一吊錘在鉆機(jī)上，使用吊錘來(lái)控制樁體的垂直度，以確保水泥攪拌樁樁體的垂直度滿足有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；（2）施工過(guò)程中的水泥用量、壓泵壓力必須嚴(yán)格控制，確保整個(gè)過(guò)程壓泵都連續(xù)輸漿，噴漿攪拌時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)也要嚴(yán)格控制；（3）為了使水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身的質(zhì)量得到保障，第一次提鉆時(shí)和余漿上提過(guò)程中在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭都應(yīng)該停留30s，同時(shí)進(jìn)行磨樁端；（4）為了確保樁尖穿過(guò)淤泥層后到達(dá)持力層，攪拌樁應(yīng)該設(shè)計(jì)為平均樁長(zhǎng)，如果遇到了地基情況變化較大的地段，應(yīng)通過(guò)每臺(tái)樁機(jī)的電流控制實(shí)際施工樁長(zhǎng)；（5）如果在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)立即按照規(guī)定進(jìn)行復(fù)攪，復(fù)噴的漿液量必須大于設(shè)計(jì)的漿液用量。

5 施工過(guò)程有關(guān)的注意事項(xiàng)

認(rèn)真進(jìn)行瀝青混凝土路面施工前的基層清洗工作，瀝青混凝土路面晾干后要灑鋪黏層油，特別是要注意與構(gòu)造物接觸的部位要灑鋪準(zhǔn)確。為了避免瀝青混凝土邊緣出現(xiàn)裂紋，進(jìn)行碾壓時(shí)要按照由外往內(nèi)方向進(jìn)行。為了防止瀝青混凝土路面出現(xiàn)的表面離析泛油松散隆起和推移等現(xiàn)象必須加強(qiáng)控制以達(dá)到改善。比如減少人工攤鋪找平夯實(shí)時(shí)盡量要鋪到邊角防止輸料器出現(xiàn)缺料，這樣可以有效避免表面離析及麻面，從而防止出現(xiàn)因?yàn)橛褪冗^(guò)大導(dǎo)致的隆起和泛油現(xiàn)象。保證均勻攪拌混合料，減少集料花白瀝青成塊等情況的出現(xiàn)，在裝卸料及運(yùn)輸過(guò)程中控制混合料的離析，在攤鋪時(shí)保持受料斗內(nèi)混合料分布均勻同時(shí)嚴(yán)格控制其基層的質(zhì)量，降低基層破壞或基層強(qiáng)度，能夠有效地防止松散現(xiàn)象的出現(xiàn)。除了上述需要注意的地方之外還有四點(diǎn)必須注意：（1）不得離析澆筑的漿液，必須連續(xù)進(jìn)行泵送；（2）在澆筑過(guò)程必須有專人控制并記錄漿液用量，嚴(yán)格控制混凝土漿液的水灰比和外加劑的摻入量以保障施工的質(zhì)量好壞；（3）施工應(yīng)根據(jù)泵送漿液的時(shí)間隨時(shí)調(diào)節(jié)攪拌鉆進(jìn)的速度；（4）因?yàn)槟Σ列退嗤翑嚢铇兜妮S力是自上而下逐漸減小的，所以最大樁軸力必須位于2倍樁頂直徑的深度范圍內(nèi)。要仔細(xì)檢查樁身是否完好無(wú)缺，樁土的外觀攪拌是否均勻，樁的施工長(zhǎng)度是否達(dá)到了施工要求。

6 施工質(zhì)量控制措施

一般來(lái)說(shuō)，每進(jìn)行一次鉆孔施工后都要進(jìn)行一次孔斜測(cè)量，要嚴(yán)格控制鉆孔的偏斜率在規(guī)定范圍以內(nèi)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行深層攪拌樁的樁距和樁位的布置，一般情況下樁位的偏差應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，如果孔斜測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差，就要及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行規(guī)范化處理，在進(jìn)行水泥漿液的拌制時(shí)，需要采用自動(dòng)計(jì)量電子稱進(jìn)行水泥的稱量，并且嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比控制水泥用量。如果在施工過(guò)程中遇到大型障礙物如大塊的石塊等無(wú)法繼續(xù)下鉆時(shí)，要將鉆桿和攪拌頭提出，然后用沖擊錘將大型障礙物粉碎，處理完畢后重新將攪拌頭放下進(jìn)行下鉆施工。應(yīng)采取二序施工的方式首先應(yīng)進(jìn)行奇數(shù)號(hào)樁的施工，然后再進(jìn)行偶數(shù)號(hào)樁的，這樣能夠有效地避免相鄰樁施工造成不利的影響，在深層攪拌樁的施工時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)進(jìn)行施工，為了有效地確保樁身的施工質(zhì)量，在成樁施工過(guò)程中要在鉆桿上標(biāo)明樁長(zhǎng)，采取重復(fù)攪拌的方式能夠有效地保障每延米樁的水泥滲入量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還能避免水泥與土體出現(xiàn)混合不均勻等問(wèn)題的出現(xiàn)。如果遇到土層含水量較大的路段，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾犹嵘@桿的速度，同時(shí)增加水泥的摻入量，如果遇到了含水量較小的路段，也應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾犹嵘俣?，但同時(shí)要減小水泥的摻入量，如果遇到了黏土層較多的路段，就要增加重復(fù)攪拌的次數(shù)，保證水泥與土體得到充分的混合。

7 結(jié)語(yǔ)

深層攪拌樁施工技術(shù)的使用解決了軟土地基的路面起伏不平等質(zhì)量問(wèn)題，有效地降低了控制路面沉降不均勻或路基開(kāi)裂現(xiàn)象的發(fā)生，為公路工程的施工技術(shù)的應(yīng)用提供參考范例。施工過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)理是決定整個(gè)施工過(guò)程好壞的重要環(huán)節(jié)，做好深層攪拌樁施工技術(shù)施工前的準(zhǔn)備工作，是保證施工質(zhì)量的首要因素，不容忽視，施工過(guò)程的技術(shù)要點(diǎn)需要專業(yè)人士進(jìn)行一系列的研究與實(shí)踐。

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作者簡(jiǎn)介：曹錦斌（1975-），男，河北懷來(lái)人，懷來(lái)縣交通運(yùn)輸局工程師，研究方向：公路工程。

（責(zé)任編輯：王 波）