水泥土雙向攪拌樁施工技術(shù)在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

馬翔

摘 要：近年來(lái)，由于雙向水泥攪拌樁施工技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)的技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因而在軟基處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用，水泥土雙向攪拌樁施工技術(shù)也在高速公路軟土地基處理中被進(jìn)一步應(yīng)用。本文通過(guò)工程案例，對(duì)水泥土雙向攪拌樁相關(guān)的施工技術(shù)的要點(diǎn)及應(yīng)用展開(kāi)探究。

關(guān)鍵詞：水泥土雙向攪拌樁；施工技術(shù)；復(fù)合地基處理

中圖分類號(hào)：TU471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

利用雙向水泥攪拌樁施工工藝可以有效地解決傳統(tǒng)水泥攪拌樁在施工中遇到的一些問(wèn)題，使得施工的效率與質(zhì)量都大為提升。本文結(jié)合具體的工程，首先對(duì)雙向與傳統(tǒng)的水泥攪拌樁作比較，再對(duì)雙向水泥攪拌樁的技術(shù)要點(diǎn)、流程及相關(guān)的質(zhì)量控制措施進(jìn)行概述。

1 工程概況

阜興泰高速公路XHT-3標(biāo)，線路長(zhǎng)度約為9.015km，本標(biāo)段軟基處理形式采用PC靜壓管樁、水泥土雙向攪拌樁兩種形式，本標(biāo)段共有雙向攪拌樁共計(jì)592492延米，攪拌樁樁長(zhǎng)5m～9.5m，分濕法水泥土攪拌樁和干法水泥土攪拌樁，其中濕法攪拌樁396033延米，干法攪拌樁196459延米。濕法水泥土攪拌樁適用于軟土層天然含水量小于55%的路段，設(shè)計(jì)水泥用量為55kg/m，干法水泥土攪拌樁適用于軟土層天然含水量超過(guò)55%的路段，設(shè)計(jì)水泥用量65kg/m。水泥土雙向攪拌樁樁徑50cm，平面布置為梅花形。

2 水泥土雙向攪拌樁與一般水泥攪拌樁施工技術(shù)差別

一般水泥攪拌樁可以進(jìn)一步增強(qiáng)軟土地基的承載水平，此外針對(duì)軟土地基的沉降可以全面的進(jìn)行掌控，從而盡量的降低軟土地基的沉降，改良土體的整體穩(wěn)定性。普遍來(lái)看水泥攪拌樁具備不長(zhǎng)的施工時(shí)間、明顯的功效還有很低的投入資金，在中國(guó)公路建設(shè)中的部分軟土地基中被大面積的使用。然而，針對(duì)其實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，水泥攪拌樁的品質(zhì)有很多的不足之處，首先在土與孔隙水還有噴漿壓力下，讓水泥漿在受到鉆桿的提升影響基礎(chǔ)之上上行，普遍有部分水泥漿溢出了地面，從而讓水泥漿實(shí)際在土體中的噴漿量數(shù)值分布嚴(yán)重的失衡；其次以往的水泥攪拌樁普遍選擇的是單向旋轉(zhuǎn)攪拌葉片，單向旋轉(zhuǎn)攪拌會(huì)導(dǎo)致攪拌失衡，從而影響水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量。

然而，雙向水泥攪拌樁關(guān)鍵的工作的過(guò)程在于選擇使用了同心雙軸鉆桿，同時(shí)正向旋轉(zhuǎn)葉片噴漿口建立在內(nèi)鉆桿基礎(chǔ)之上，反向旋轉(zhuǎn)葉片就建立在外鉆桿上。在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，讓壓漿的作用對(duì)水泥可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，雙向攪拌工藝可以使得攪拌更均勻、樁體成樁質(zhì)量更高。

3 雙向水泥攪拌樁施工工藝由首件試樁確定

3.1 試樁目的

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上給出的明確鉆進(jìn)速率、增加速率、噴漿壓力、水泥漿水灰比等施工指標(biāo)確定適合本地質(zhì)狀況的實(shí)際技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。

（2）根據(jù)試樁審查設(shè)計(jì)給出的地質(zhì)狀況，驗(yàn)證編制的施工方案中的施工工藝的有效性。

3.2 雙向水泥攪拌樁首件施工相關(guān)的技術(shù)要求

（1）雙向水泥攪拌樁采用的是P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，摻入量普遍要超過(guò)設(shè)計(jì)用來(lái)的10%，選擇三種水泥摻量分別是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求水泥劑量及±5kg/m圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求水泥劑量。測(cè)試試件7天、28天、90天齡期強(qiáng)度，水泥土的性能指標(biāo)以90天齡期試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。試樁時(shí)在室內(nèi)配合比試驗(yàn)水灰比是1.71，28天強(qiáng)度確定后進(jìn)行；

（2）根據(jù)施工規(guī)范及江蘇省高速公路水泥攪拌樁施工地方標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求，雙向水泥攪拌樁需進(jìn)行試樁三根，試樁樁長(zhǎng)和選擇的鉆進(jìn)速率、增加速率、水泥用量；

（3）試樁施工結(jié)束7天后，開(kāi)挖出樁頭，目測(cè)審核樁身成樁品質(zhì)，28天后鉆芯取樣對(duì)樁身質(zhì)量達(dá)標(biāo)的試樁加以比較，確定鉆進(jìn)速率、增加速率、噴漿壓力值，同時(shí)根據(jù)單根試樁水泥漿的整體用量對(duì)每米水泥用量進(jìn)行計(jì)算，從而指導(dǎo)進(jìn)一步進(jìn)行施工。如果3根試樁樁身品質(zhì)都不達(dá)標(biāo)，就需改變參數(shù)再一次的試樁直到滿足設(shè)計(jì)要求，再安排大面積施工；

3.3 試樁施工工藝

3.3.1 施工準(zhǔn)備

提前的平整雙向水泥攪拌樁施工場(chǎng)地達(dá)到施工設(shè)計(jì)圖紙要求的整平標(biāo)高，去除地上存在的樹(shù)根與生活垃圾等，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行壓實(shí)滿足設(shè)計(jì)圖紙要求；施工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置好臨時(shí)截、排水裝置，合理布局好供水、供電線路、防揚(yáng)塵、防泥漿污染等相關(guān)環(huán)節(jié)的施工準(zhǔn)備工作。

3.3.2 測(cè)量放樣

放線準(zhǔn)備階段審核經(jīng)監(jiān)理工程師批復(fù)好的所有的控制點(diǎn)計(jì)算成果，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙布樁圖計(jì)算出坐標(biāo)進(jìn)行放線，準(zhǔn)確對(duì)雙向水泥攪拌樁進(jìn)行定位，樁位插入竹簽同時(shí)撒白灰十字線進(jìn)行精確定位。

3.3.3 移機(jī)對(duì)位

把雙向攪拌樁機(jī)設(shè)置于測(cè)設(shè)的樁位地點(diǎn)，讓鉆頭和樁位放出的竹簽對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)偏差不能超過(guò)規(guī)范規(guī)定的允許偏差。雙向攪拌樁機(jī)就位完畢需要落實(shí)好水平校正、鉆桿對(duì)位工作，采用2臺(tái)經(jīng)緯儀成90度布置檢驗(yàn)鉆桿垂直度，垂直度偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的1%范圍。

3.3.4 制漿

水泥漿制備嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)配比進(jìn)行配制。調(diào)和水泥漿過(guò)程中，水需干凈，pH值經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)滿足要求。首先將符合制漿用量的水添加進(jìn)制漿桶里，隨后加入設(shè)計(jì)用量的水泥，打開(kāi)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間需要超過(guò)3分鐘，過(guò)篩后倒進(jìn)灰漿池里面。

3.3.5 噴漿攪拌、下沉

雙向攪拌樁機(jī)工作后正、反向旋轉(zhuǎn)葉片邊噴漿邊下沉到設(shè)計(jì)的樁定標(biāo)高后，不再下沉。讓壓漿泵繼續(xù)噴漿半分鐘，等到噴漿壓力實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的參數(shù)和水泥漿還土體充分?jǐn)嚢杌A(chǔ)之上根據(jù)沉樁速率進(jìn)行下沉。根據(jù)要求下沉速率到設(shè)計(jì)的樁底高程，達(dá)到設(shè)計(jì)裝底標(biāo)高時(shí)候要停滯1分鐘確保樁尖質(zhì)量，同時(shí)注重二噴二攪環(huán)節(jié)。

3.3.6 噴漿攪拌、提升

施工時(shí)噴漿攪拌提升，做好反復(fù)二噴二攪環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)四噴四攪的工藝標(biāo)準(zhǔn)。水泥漿用量和樁長(zhǎng)根據(jù)電子記錄儀明確，施工準(zhǔn)備階段需對(duì)電子記錄儀加以標(biāo)定，標(biāo)定好的電子記錄儀需在監(jiān)理工程師見(jiàn)證下鉛封，這項(xiàng)工作完成后才可以使用電子記錄儀。

3.3.7 鉆機(jī)移位

將鉆機(jī)等機(jī)具裝置調(diào)整至需施工的樁位上對(duì)準(zhǔn)，開(kāi)展第二根樁的施工工作。

3.3.8 管路清洗

對(duì)集料斗里添加一定的清水，讓灰漿泵工作，去除所有管路里面遺留的水泥漿，管里、機(jī)里不剩余漿液，把附著于攪拌頭的軟土進(jìn)行徹底的清理。

3.3.9 樁基檢測(cè)

雙向水泥攪拌樁的品質(zhì)審核涵蓋了樁身整體性等。樁身整體性以及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度能選擇一周后淺部開(kāi)挖樁頭與成樁一個(gè)月后鉆孔取芯措施，單樁還有復(fù)合地基承載力選擇的是載荷試驗(yàn)措施進(jìn)行審核。

4 雙向水泥攪拌樁首件樁施工總結(jié)

（1）試樁完畢7天后，開(kāi)挖樁頭進(jìn)行審核，目測(cè)樁頭外部情況很好，樁徑達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，樁身完整性滿足要求。

（2）試樁完畢28天后，開(kāi)展鉆芯取樣和單樁承載力審核工作，芯樣所有指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，單樁承載力特征值必須達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）施工過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范要求，控制各環(huán)節(jié)的時(shí)間，其中下鉆速度小于等于1.0m/min；提升速度小于等于0.8m/min。

（4）施工時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀控制攪拌樁機(jī)鉆桿垂直度，攪拌樁的垂直度偏差有數(shù)據(jù)看出滿足要求，均小于等于1%，樁位偏差均小于50mm，樁徑、樁長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求。

5 雙向水泥攪拌樁施工中易出現(xiàn)的一些問(wèn)題及改進(jìn)措施

首件施工過(guò)程中，各施工環(huán)節(jié)基本正常，施工方法和步驟科學(xué)合理，粉噴樁成樁質(zhì)量可以保證，能對(duì)以后大規(guī)模樁基施工起到一定的指導(dǎo)、示范作用，但首件施工中還是暴露了一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。

（1）水泥儲(chǔ)存罐有水泥結(jié)塊未處理干凈，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)進(jìn)噴灰時(shí)堵塞管道。發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后我標(biāo)立即采取用過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾的方式將水泥結(jié)塊過(guò)濾出來(lái)。

（2）在試樁過(guò)程中產(chǎn)生了少量的粉塵，對(duì)環(huán)境會(huì)有影響。發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后我標(biāo)在該施工場(chǎng)地采取了灑水措施來(lái)避免粉塵的產(chǎn)生。

（3）雙向水泥攪拌樁所選擇的水泥的類別需達(dá)到設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)檢驗(yàn)證書(shū)等手續(xù)應(yīng)該具備。

（4）進(jìn)一步掌控雙向攪拌樁設(shè)備具有的鉆進(jìn)與提升速率，以保證成樁品質(zhì)。

（5）進(jìn)行跟蹤測(cè)量，確保雙向攪拌樁各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

6 水泥土雙向攪拌樁施工技術(shù)優(yōu)越性

雙向攪拌樁機(jī)里具有雙向噴攪功能，防止水泥漿上冒措施，確保樁體水泥均勻性，保證了成樁品質(zhì)；同時(shí)降低了施工對(duì)樁周土體的擾動(dòng)，受力均勻，可以把上端荷載轉(zhuǎn)移至地基深部位置，降低復(fù)合地基沉降，與一般水泥攪拌樁比較起來(lái)雙向攪拌樁施工工藝有較為深遠(yuǎn)的施工前景。

雙向水泥攪拌樁把一般的攪拌樁的四攪兩噴調(diào)整成了兩攪一噴，在很大程度上增加了工效與攪拌成效；施工工藝與時(shí)俱進(jìn)，降低了施工噪音的排放，可以進(jìn)一步掌控好施工形成的固廢，施工階段降低了環(huán)境污染，具有很好的環(huán)境效益。

結(jié)語(yǔ)

高速公路軟土復(fù)合地基處理在隱蔽工程的范疇之內(nèi)，怎樣選擇處理方案在工程質(zhì)量中發(fā)揮著舉足輕重的作用，根據(jù)該實(shí)體工程施工案例雙向水泥攪拌樁的施工項(xiàng)目總結(jié)出雙向水泥攪拌樁在高速公路軟土復(fù)合地基處理中前景一片光明，可以縮短施工時(shí)間，增加工作效率，有效的確保路基整理穩(wěn)定性，降低對(duì)環(huán)境的污染，在技術(shù)條件支持的基礎(chǔ)之上將被廣泛的運(yùn)用。

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