水泥土攪拌樁在高速公路軟基處理施工中的應用

白朋飛

【摘 要】依據高速公路工程實例，本文主要介紹了水泥土配合比的設計和水泥土攪拌樁的施工工藝。從水泥土配合比強度結果可見，增加水泥用量有助于提升水泥土的強度。水泥漿液的質量直接決定了樁體質量的好壞，通過工藝性試樁來確定技術參數是施工的必備條件。本文依據實踐總結了水泥土攪拌樁在高速公路軟基處理中的一些經驗，以期能夠對類似的施工過程起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】水泥土配合比 水泥土攪拌樁 軟基處理

1 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，主要采用水泥作為固化劑，通過使用專業(yè)的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑進行強制攪拌，使其產生物理化學反應，硬結成具有整體穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質地基。

軟土地基的處理要在達到強度的前提下對沉降進行控制，依據土質條件、固化劑摻量、試驗參數等對施工進行調整，并根據單樁承載力確定有效樁長，從而滿足地基承載能力的要求。

2 工程實踐分析

本文主要結合蕪銅高速公路施工的工程實例進行分析，該工程在銅陵北互通段為淤泥質土類型，該土呈飽和、流塑狀態(tài)，具有天然含水率較高，孔隙率大，強度低，滲透系數小等特點，這對路基構造物的承載力產生了不良影響。工程設計方對該段的地質環(huán)境、施工工藝及工程造價等多方面進行綜合考慮后，決定使用水泥土攪拌樁法進行地基加固處理。

2.1 水泥土攪拌樁的配合比設計

2.1.1 試驗目的

水泥土配合比試驗的目的是通過對水泥土試件進行抗壓強度測定，來確定摻和料的品種和用量，從而使樁體的強度達到設計要求。

2.1.2 試驗用原材料

①水泥：銅陵海螺P.C 32.5；

②水：地下水；

③土：銅陵北互通深層灰黑色淤泥質粉質粘土；

④外加劑：江蘇博特JM-PCA（1）聚羧酸系高性能減水劑。

2.1.3 水泥土配合比設計

根據合福鐵路銅陵長江公鐵大橋公路接線技術交底報告和《兩階段施工圖設計文件》的要求，按照《水泥土配合比設計規(guī)程》進行試驗室配合比設計。

（1）在軟土地基范圍內選取代表性土樣，用密封容器包裝以保證土的天然含水量。根據所取土樣的天然密度計算樁體單位深度天然土的重量：

G=ρ×V=1.96×103×π×0.252=385Kg/m

（2）根據噴頭噴射壓力和噴漿稠度要求，水泥土配合比的水灰比分別設定為0.45、0.50，水泥用量依次設定為60Kg/m、65Kg/m、70Kg/m進行試驗。對水灰比和水泥用量采用正交化設計，如表1所示。

（3）水泥土配合比試件的強度。水泥土試件的制備、養(yǎng)護、力學性能測試依據《水泥土配合比設計規(guī)程》進行。圖紙設計要求水泥土試件無側限抗壓強度是：7d強度≥0.8Mpa，28d強度≥1.6Mpa，90d強度≥2.4Mpa。根據圖紙要求測試了不同水泥土配合比試件不同齡期的強度，試驗結果如表2所示，可見增加水泥用量對提高水泥土的強度具有顯著作用。

（4）試樁芯樣描述。從對6個不同的配合比試樁取芯結果來看，配合比JBZ-05的芯樣氣泡最少，連續(xù)性最好。在17m以內所取芯樣呈圓柱體，在10米以內呈現出較好的密實性和膠結性，具體如表3所示。

（5）配合比確定。根據室內水泥土配合比強度試驗結果和試樁取芯報告進行對比，最終選用JBZ-05配合比，水灰比為0.5，水泥用量為65Kg/m。

2.2 水泥土攪拌樁的施工工藝控制

2.2.1 工藝性試樁

水泥土攪拌樁通常攪拌次數越多，拌和就越均勻，處理質量就越高，但攪拌次數過多會延長施工時間，降低工效。通常通過試樁來確定最佳攪拌次數、漿液的水灰比、泵送壓力等參數，同時還可以掌握攪拌機鉆進速度和復攪深度，為攪拌樁的大規(guī)模施工提供依據。通過試樁得到以下技術參數：

（1）攪拌速度控制在30～50r/min。

（2）鉆進速度控制在0.4～0.5m/min。

（3）提升速度控制在0.5～0.7m/min。

（4）管道壓力維持在0.2～0.4Mpa，并按管道長度適當調整。

通過試樁確定了水泥漿液的流動度，掌握了鉆進和提升的困難程度以及鉆頭進入硬土層電流的變化程度。為了保證施工質量，根據試樁確定的技術參數制定了施工要點，并在每臺樁機上標識明確。

2.2.2 水泥漿液的控制

水泥漿液應按預定的配比拌制，拌和必須均勻，制備好的漿液應不停地攪拌，以免結塊損壞泵體。泵送漿液前，管路應保持潮濕以利輸漿，并應有專人記錄每根樁的水泥用量。全樁長范圍內必須進行一次重復攪拌，以增加水泥土的均勻性。

水泥漿液是質量控制的關鍵，摻入量的多少及噴漿的均勻性直接決定了水泥土攪拌樁質量的好壞。全樁水泥用量不得小于試樁時確定的水泥用量，每米用漿量誤差不得大于5%。

3 結語

在高速公路軟基處理的應用中，水泥土攪拌樁法具有施工速度快，施工過程無振動、無地面隆起，不排污不排土等優(yōu)點，在施工中具有良好的社會效益和經濟效益。通過工藝性試樁來確定技術參數和嚴格控制水泥漿液的質量是水泥土攪拌樁施工的必備條件。從強度檢測結果分析可見，增加水泥用量有助于提升水泥土的強度，軟基經水泥加固處理后，穩(wěn)定性明顯提高。實踐證明本工程運用水泥土攪拌樁法加固軟基的方法是成功可行的。

參考文獻：

[1]柳學花，程海濤.深層水泥土攪拌樁施工參數研究[J].公路，2012，07：24-29.

[2]何開勝.水泥土攪拌樁的施工質量問題和解決方法[J].巖土力學，2002，06：778-781.