淺談軟土路基處理中水泥攪拌樁的應(yīng)用

楊文忠

摘 要：軟土路基是公路工程建設(shè)施工中常見的不良地質(zhì)類型之一，此類土地強(qiáng)度低，壓縮量高，后期易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，降低工程的穩(wěn)定性，必須采取相應(yīng)的處理措施，以提升其承載能力。為此，本文主要對(duì)水泥攪拌樁法基本原理、軟土路基水泥攪拌樁技術(shù)施工準(zhǔn)備、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：軟土路基；施工準(zhǔn)備；水泥攪拌樁

1 水泥攪拌樁法基本原理

自上個(gè)世紀(jì)70年代以后，水泥攪拌樁在我國(guó)軟土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用，且軟土加固效果良好。目前，常見的水泥攪拌樁法可分為兩類，如漿噴法與粉噴法。漿噴法中水泥的狀態(tài)為液體，是向軟土內(nèi)拌入水泥漿的水泥攪拌法；粉噴法則需利用專業(yè)粉體攪拌機(jī)械進(jìn)行施工，水泥通過(guò)壓縮空氣向所需加固軟土地基內(nèi)均勻噴入，通過(guò)鉆頭均勻攪拌水泥和軟土，以此構(gòu)成水泥攪拌樁。一般情況下，水泥攪拌樁的處理深度不超過(guò)15m，在軟土沉積厚度、含水量較大的路段使用。其作用原理為通過(guò)固化劑利用深層攪拌機(jī)在地基底部均勻拌和土與固化劑（漿狀、粉狀），保證兩者拌和充分。通過(guò)固化劑將軟土性能改善，以此形成復(fù)合地基，提高水穩(wěn)定性及地基承載力。

2 軟土路基水泥攪拌樁技術(shù)施工準(zhǔn)備

近年來(lái)，我國(guó)不斷提升的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度推動(dòng)了公路工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，它具有較為復(fù)雜的建設(shè)形式，而且朝著綜合性的方向發(fā)展。在公路工程軟基處理中，水泥攪拌樁施工技術(shù)作為主要技術(shù)之一，公路工程質(zhì)量的好壞主要取決于施工技術(shù)水平的高低。為使公路工程的質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，使其滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，施工單位需要不斷提升施工技術(shù)水平，加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)監(jiān)督，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，從而保障公路工程的穩(wěn)定性和安全性。

1）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行施工前，必須徹底清除干凈樁位處地上和地下的障礙。將粘土填充至場(chǎng)地低洼處，不允許將雜土進(jìn)行回填。對(duì)施工所需機(jī)械進(jìn)行提前檢查，使機(jī)械的穩(wěn)定性能有所保障。

2）試驗(yàn)準(zhǔn)備。將符合要求的水泥準(zhǔn)備齊全以后，根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行抽檢試驗(yàn)。試驗(yàn)人員要在施工路段對(duì)土質(zhì)進(jìn)行采樣，隨后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，水泥的用量需要根據(jù)容量、液限和塑限控制在大于11%且小17%之間，每延米的水泥用量需要依照土質(zhì)干容重控制在每米50至55千克。選取5根樁作為試樁進(jìn)行試驗(yàn)，5根樁的水泥摻量依次控制在12%—16%。完成試樁28天以后，及時(shí)挖出試樁，對(duì)控制要素進(jìn)行記錄，給下一步的水泥攪拌樁施工提高技術(shù)參考。

3 軟土路基水泥攪拌樁施工工藝

1）場(chǎng)地處理。施工前，需要對(duì)施工路段進(jìn)行平整，從而確保水泥攪拌樁機(jī)組能夠順利完成施工。施工人員需要及時(shí)回填或鏟平一些低洼或凸起的地方，并清除與施工無(wú)關(guān)的所以雜物，保障施工場(chǎng)地整潔。另外施工單位還要對(duì)地面的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，確保其所具有的強(qiáng)度能夠滿足機(jī)械設(shè)備的行走要求。假如有軟地基出現(xiàn)在施工路段，可以通過(guò)鋪設(shè)一層砂石墊層來(lái)增加地表強(qiáng)度。與此同時(shí)，還要將排水邊溝在場(chǎng)地一側(cè)進(jìn)行開挖，防止惡劣天氣下出現(xiàn)積水。

2）標(biāo)出鉆孔位置。在對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平以后，及時(shí)將攪拌樁的位置進(jìn)行標(biāo)出，誤差必須小于兩厘米，同時(shí)施工單位需要根據(jù)測(cè)量來(lái)確定噴漿和停漿的標(biāo)高進(jìn)。

3）布置樁機(jī)位置。布設(shè)樁位時(shí)，需要對(duì)施工設(shè)計(jì)規(guī)范嚴(yán)格遵循，通過(guò)全站儀確定施工路段每根樁樁位，隨后控制樁位偏差在±5cm左右。在布置好樁機(jī)的位置以后，需要施工人員進(jìn)行操作施工，在詳細(xì)觀測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況以后才能夠?qū)稒C(jī)進(jìn)行移動(dòng)，從而有效提升位移的安全性。與此同時(shí)，檢測(cè)并適當(dāng)調(diào)整吊錘對(duì)鉆桿的垂直角度和對(duì)地面的垂直角度，控制較誤差小于1%。將長(zhǎng)度標(biāo)記以米為單位畫在樁機(jī)架上，以便于觀測(cè)和記錄鉆桿的鉆進(jìn)深度。

4）水泥漿拌和。布置完樁機(jī)位置以后，需要將其對(duì)正樁位，樁位的誤差不允許超過(guò)兩厘米，將樁機(jī)機(jī)身調(diào)平，將樁的垂直度偏差控制在1.5%以下，通過(guò)主電機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)施工，將攪拌樁進(jìn)入持力層的深度控制在大于45cm且小于55cm的范圍內(nèi)。施工人員要確保泵機(jī)能夠連續(xù)進(jìn)行作業(yè)，將注漿壓力嚴(yán)格控制在0.4MPa—0.6MPa的范圍內(nèi)。水泥用量、漿液的灌數(shù)及外摻劑用量等相關(guān)數(shù)據(jù)需要設(shè)置專人記錄并進(jìn)行有效的控制。水泥漿池可以布置成配比控制池和泵送池兩個(gè)。在實(shí)際施工過(guò)程中，許多操作人員具有較低的作業(yè)能力，可將水位線用油漆標(biāo)識(shí)在拌漿桶上，隨后與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底。

5）四攪四噴成樁施工。施工前，要確保按照指定位置使設(shè)備就位，轉(zhuǎn)軸的深度需要位于刻度盤的中心，從而保證攪拌樁深度能夠得到準(zhǔn)確的計(jì)量。鉆桿必須與樁位保持垂直狀態(tài)，并對(duì)準(zhǔn)樁位。第一次鉆進(jìn)時(shí)，在確認(rèn)漿液從攪拌葉的出漿口噴出以后，才可以將攪拌機(jī)啟動(dòng)，鉆進(jìn)時(shí)將其轉(zhuǎn)速控制在每分鐘60轉(zhuǎn)，將其鉆進(jìn)速度控制在每分鐘1米，沿著順時(shí)針?lè)较虼_保鉆進(jìn)和噴漿同步進(jìn)行，施工到滿足設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，然后持續(xù)三十秒的噴漿，隨后進(jìn)行攪拌噴漿提升，施工方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)提升至設(shè)計(jì)樁頂停止施工。在第二次鉆進(jìn)的過(guò)程中，鉆進(jìn)注漿需要根據(jù)上述順時(shí)針?lè)绞竭M(jìn)行，當(dāng)提升至設(shè)計(jì)樁頂時(shí)進(jìn)行的原地噴漿，時(shí)間為三十秒。隨后再進(jìn)行兩次循環(huán)的攪拌噴漿。

6）移位樁機(jī)。完成復(fù)攪以后，將鉆頭提出地面，關(guān)閉主電機(jī)，施工人員要認(rèn)真填寫施工記錄，隨后將樁機(jī)移至下一孔位。

4 軟土路基水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施

1）全過(guò)程檢測(cè)水泥攪拌樁施工各個(gè)階段，定期檢查施工記錄，并以此為依據(jù)評(píng)價(jià)成樁質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)其影響程度采取相應(yīng)處理措施。必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行施工，規(guī)范操作行為，盡量減少樁體誤差，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。由技術(shù)人員開挖檢驗(yàn)成樁質(zhì)量，開挖深度一般為0.5～2.0m，檢測(cè)樁徑、樁體位置、材料均勻程度等進(jìn)行是否滿足施工要求，采取隨機(jī)檢測(cè)的方式，抽查總體數(shù)量的2～3%。為切實(shí)保證水泥攪拌樁施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況建立相應(yīng)管理體系，將質(zhì)量檢測(cè)工作貫穿于全過(guò)程之中，一旦存在不達(dá)標(biāo)部分，必須及時(shí)采取整改措施，減少在施工中存在的質(zhì)量隱患。為確保水泥攪拌樁施工順利進(jìn)行，應(yīng)建立起崗位責(zé)任制度，根據(jù)崗位內(nèi)容劃分具體職責(zé)，將責(zé)任落實(shí)到位，盡量減少人為操作失誤。

2）成樁施工質(zhì)量直接影響路基穩(wěn)定性及承載力，是水泥攪拌樁施工的重點(diǎn)部分及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。為規(guī)范施工操作行為，施工單位應(yīng)針對(duì)工程實(shí)際情況，結(jié)合水泥攪拌樁施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，組織施工人員技術(shù)培訓(xùn)，減少人為操作失誤。合理控制鉆進(jìn)速度，確保噴漿量滿足軟基加固需求。在具體施工中，如果噴漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)直接影響單樁承載能力，因此必須實(shí)時(shí)檢測(cè)漿液噴注量，并采取適當(dāng)調(diào)整措施，確保樁體強(qiáng)度滿足施工要求。若由于機(jī)械故障或外界因素不得不中斷施工，必須按照標(biāo)準(zhǔn)復(fù)打，與原樁體應(yīng)有重疊部分，宜超過(guò)1m，保證樁身整體穩(wěn)定性。在成樁施工過(guò)程中，也能鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及漿液噴注量等參數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際地質(zhì)地質(zhì)條件決定，漿液與周邊土體充分混合在一起，提升地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

3）在攪拌成樁施工之前，必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工藝性試樁，檢驗(yàn)各項(xiàng)施工參數(shù)的準(zhǔn)確性，并根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)成果進(jìn)行成樁施工。若樁體周圍相對(duì)軟弱土層分布較為廣泛，可適當(dāng)提升水泥用量并增加攪拌次數(shù)，提升軟土地基強(qiáng)度。鉆進(jìn)施工時(shí)鉆機(jī)應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免鉆機(jī)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，造成樁體傾斜，將垂直度誤差控制在1%以內(nèi)。成樁施工中所采用固化劑必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中要求的配合比例，不能存在離析現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到不斷發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中公路工程已經(jīng)成為重要建設(shè)項(xiàng)目，在公路工程軟基施工中，水泥攪拌樁技術(shù)作為至關(guān)重要的施工技術(shù)，施工單位需要在施工過(guò)程中對(duì)每一道工序進(jìn)行嚴(yán)格遵守，嚴(yán)格要求施工質(zhì)量，避免發(fā)生質(zhì)量通病，使整體工程施工質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。

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