雙軸多向攪拌樁技術(shù)在市政道路軟基處理中的應(yīng)用

王相玩

（廣東如一建設(shè)科技有限公司，廣東 陽江 529500）

軟土地基經(jīng)常出現(xiàn)于市政道路施工過程中，其具有較大的土質(zhì)間隙和較高的含水率，影響到整體的承載性能。因此，就需要科學(xué)處理軟土路基，否則會(huì)破壞到路基的穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫問題出現(xiàn)于路面中，降低道路安全系數(shù)。

1 工程概述

本項(xiàng)目區(qū)域軟土發(fā)育，主要分布于魚塘，路基填高4.72～10.2m，基底為淤泥，軟～流塑狀淤泥質(zhì)土為主，層厚5.0 ～19.5m 左右，具有孔隙比大、天然含水量高、力學(xué)強(qiáng)度低、壓縮性高的特點(diǎn)，工程地質(zhì)條件較差。

2 雙軸多向水泥攪拌樁施工工藝

雙軸多向水泥攪拌樁施工工藝施工順序示意圖（見圖1）。

2.1 原地面處理

首先進(jìn)行原地面聯(lián)測(cè)，放樣出紅線位置；魚塘區(qū)域沿紅線內(nèi)側(cè)修筑土袋圍堰，隔離施工區(qū)域；魚塘內(nèi)抽水干塘，清理場地，將路幅范圍內(nèi)原地面的淤泥、樹根、腐植土等不適用材料全部挖除，回填砂礫、粗粒土（不采用不利于軟基處理的石渣或片石） 或者海砂高出常水位50cm，標(biāo)高約+2.5～+3.0m 左右進(jìn)行軟基處理。填筑土拱坡，以4%的橫坡填成路拱形，并碾壓密實(shí)。

2.2 原材料準(zhǔn)備

水泥采用海螺P.O42.5R 的早強(qiáng)普通硅酸鹽水泥。按相關(guān)的檢驗(yàn)方法做膠砂強(qiáng)度、安全性、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間等項(xiàng)目試驗(yàn)，符合規(guī)范規(guī)定，對(duì)受潮結(jié)塊的水泥不允許使用。

2.3 測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙畫出布樁圖，水泥攪拌樁按梅花形布樁，攪拌樁間距正線路基1.6m、互通路基根據(jù)相應(yīng)工點(diǎn)攪拌樁間距為1.4m、1.2m 兩種定位放線。

2.4 水泥攪拌樁試打

每一工點(diǎn)施工前，由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位四方現(xiàn)場根據(jù)地質(zhì)柱狀圖結(jié)合水泥攪拌樁機(jī)電流控制表（達(dá)到持力層后電流值會(huì)明顯增大，且進(jìn)尺困難） 進(jìn)行試樁，試樁確定后的樁長以指導(dǎo)該工點(diǎn)水泥攪拌樁施工長度。

2.5 鉆機(jī)定位

本項(xiàng)目采用上海機(jī)械廠出產(chǎn)KTZ-21 型雙軸多向攪拌機(jī)，鉆機(jī)安裝調(diào)試，檢查轉(zhuǎn)速、空壓設(shè)備、鉆桿長度、鉆頭直徑等，并連接好輸漿管路。待以上項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，將鉆機(jī)移動(dòng)到指定位置，進(jìn)行樁位對(duì)中，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，并保證鉆桿豎直，其偏差應(yīng)小于1%。

2.6 水泥漿制備

按設(shè)計(jì)的配合比拌制水泥漿。水泥漿拌和時(shí)間不得少于5～10min，制備好的水泥漿不得離析、沉淀。漿液罐必須采用金屬制容器，以確保每根樁所需水泥漿液一次單獨(dú)拌制完成；制備好的泥漿停置時(shí)間不得超過2h，否則應(yīng)予以廢棄。灌入漿液時(shí)應(yīng)加篩過濾，以防漿內(nèi)結(jié)塊，損壞泵體。

2.7 鉆進(jìn)噴漿、重復(fù)攪拌噴漿

采用2 噴4 攪工藝，鉆機(jī)調(diào)整檔位慢速鉆機(jī)，并噴漿。確認(rèn)水泥漿已到樁底后，進(jìn)行提升攪拌，提升時(shí)不噴漿，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)。平均提升速度不大于0.8m/min。在軟土地層段需重復(fù)攪拌噴漿，保證成樁效果。

3 雙軸多向水泥攪拌樁施工應(yīng)用

3.1 樁位及垂直度

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙畫出樁位布置圖，放樣每根樁位中心；施工過程間斷性用經(jīng)緯儀觀測(cè)控制導(dǎo)向架、鉆桿的垂直度。

3.2 水泥漿制備

根據(jù)設(shè)計(jì)配合比，現(xiàn)場攪漿桶直徑為110cm，桶高為100cm。加水至95cm 位置投放水泥10 包，水灰比為1：0.55。水泥漿充分?jǐn)嚢韬?，有時(shí)仍有較小水泥塊，為保證水泥漿輸送管不堵塞，采取2 次過濾、2 次攪拌。在水泥漿攪拌罐和存漿罐都安裝電動(dòng)攪拌機(jī)實(shí)行2 次攪拌，在水泥漿攪拌罐和存漿罐間設(shè)置1 道濾網(wǎng)，水泥漿輸送管設(shè)置1 道濾網(wǎng)，實(shí)行雙重過濾。

3.3 鉆進(jìn)成樁

每一施工點(diǎn)均先試樁確定樁長。現(xiàn)場施工過程中鉆進(jìn)電流情況：鉆進(jìn)過程中電流表（2 個(gè)） 約在10A 左右，到達(dá)持力層后電流表能達(dá)到25～30A 左右，合計(jì)電流輸出為50～60A。；鉆進(jìn)速度為0.5m/min，邊鉆進(jìn)邊噴漿，提升速度0.8m/min，噴漿壓力在0.3Mpa-0.4Mpa 間，每根樁用時(shí)約42min。

3.4 軟土層特別控制

根據(jù)取芯情況發(fā)現(xiàn)在軟土層成樁效果較差，根據(jù)地質(zhì)斷面圖，確定軟土層位置及深度，在軟土地層多噴一次，攪拌兩次。

4 施工質(zhì)量控制

水泥用量會(huì)直接影響到水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，且與攪拌樁樁身強(qiáng)度、成樁質(zhì)量也有直接關(guān)系，通過噴漿量、水灰比的計(jì)算，可以有效了解水泥用量。那么，就需要充分重視水灰比以及噴漿量的控制。

4.1 噴漿量控制

噴漿量采用數(shù)控小票及罐體水泥漿總量消耗雙控。以每米65Kg 水泥用量的水泥攪拌樁為例，現(xiàn)場實(shí)際施打13m，單根樁噴漿量963L（數(shù)控小票顯示值），水泥漿實(shí)測(cè)比重1.7,水泥總用量889Kg，則每米實(shí)際水泥用量889/13=68，水泥罐內(nèi)總體消耗的水泥漿實(shí)測(cè)值為972L，兩者數(shù)據(jù)較為吻合。

4.2 水灰比的控制

其中，水和水泥的重量比即為水灰比。在具體施工實(shí)踐中，結(jié)合試樁確定下來的水灰比，將適量的水加入到攪拌桶內(nèi)，利用刻度桿量測(cè)水量。然后將水泥加入進(jìn)來，分兩次攪拌漿液。且設(shè)置專門的工作人員，對(duì)每根樁的水、水泥用量詳細(xì)記錄。在水泥漿比重的測(cè)定過程中，可以將泥漿比重計(jì)運(yùn)用過來。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)室內(nèi)水泥漿比重和施工中的水泥漿比重，即可對(duì)現(xiàn)場水泥漿的水灰比有效確定。然后結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，科學(xué)調(diào)整水灰比，保證與規(guī)定要求所符合。

5 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

結(jié)合本工程實(shí)際情況，將鉆孔取芯檢驗(yàn)方法運(yùn)用過來。成樁之后28 天后，實(shí)施檢驗(yàn)工序。要緊密結(jié)合檢測(cè)需求與總成樁數(shù)量合理控制取芯鉆探檢測(cè)樁的數(shù)量，保證在總樁數(shù)的0.5%以上。

5.1 鉆孔抽芯法的原理

本種方法將巖芯鉆探技術(shù)運(yùn)用過來，沿長度方向?qū)⑺嗤翗渡硇緲蛹皹抖藥r土芯樣鉆取出來，科學(xué)觀察與測(cè)試芯樣，以此來對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)判斷。本種檢測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的直觀性和準(zhǔn)確性，能夠?qū)兜倪B續(xù)性、均勻性、密實(shí)度等直接檢驗(yàn)，也可以測(cè)試芯樣的強(qiáng)度。同時(shí)，配合采用化學(xué)分析法等技術(shù)，也可以對(duì)水泥含量進(jìn)行測(cè)定。

5.2 選樁原則

在選擇檢測(cè)樁時(shí)，除了要促使檢測(cè)需求得到滿足之外，還需要具備一定的代表性。如果樁是正常施工完成的，則需要隨機(jī)選擇具有代表性的樁。部分樁出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題或施工異常，則需要進(jìn)行取芯檢驗(yàn)，以便對(duì)樁的質(zhì)量合理判斷。

5.3 取芯工藝及技術(shù)要求

要緊密結(jié)合水泥土攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)要求來進(jìn)行取芯鉆進(jìn)工序，將檢測(cè)目的納入考慮范圍，對(duì)鉆探方法、鉆進(jìn)工藝等合理選擇。第一，確定樁位。在鉆進(jìn)之前，首先要將樁頭挖出，對(duì)樁的位置合理確定。水泥土攪拌樁具有較小的截面積，那么控制鉆孔與檢測(cè)樁中心部位所對(duì)準(zhǔn)，且鉆孔垂直度要符合要求。第二，鉆機(jī)安裝。要穩(wěn)固的安裝鉆機(jī)，開鉆之前，對(duì)安裝質(zhì)量嚴(yán)格檢查，保證與巖芯鉆探要求所符合。第三，在鉆進(jìn)實(shí)施中，需要對(duì)進(jìn)尺速度、操作感覺充分重視，將孔口回水顏色、巖粉變化情況作為觀察的重點(diǎn)，以便對(duì)樁的質(zhì)量情況間接判斷。一般情況下，如果樁具有較好的成樁質(zhì)量，轉(zhuǎn)速、壓力不變的話，具有十分平穩(wěn)的進(jìn)尺速度，且呈現(xiàn)出灰白色的回水顏色。如果進(jìn)尺速度、回水顏色等出現(xiàn)了較大的變化，就說明有孔洞等質(zhì)量缺陷存在于樁身。第四，如果提前得知有斷樁、孔洞等質(zhì)量問題存在于樁身，在檢測(cè)這些質(zhì)量缺陷部位時(shí)，需要對(duì)鉆探方法、鉆探工藝合理選擇，對(duì)轉(zhuǎn)速、循環(huán)水量等嚴(yán)格控制。特殊情況下，可以將干鉆方式運(yùn)用過來。對(duì)鉆進(jìn)速度、回水顏色的變化情況密切關(guān)注，以便對(duì)缺陷位置、缺陷程度等綜合分析與判斷。如果樁身水泥土不具備較高的質(zhì)量和完整性，在檢測(cè)重點(diǎn)部位時(shí)，需要對(duì)回次進(jìn)尺、回次時(shí)間嚴(yán)格控制，避免有芯樣破碎等問題出現(xiàn)。第五，取出芯樣之后，要利用清水進(jìn)行清洗處理，干燥之后，在芯樣盒內(nèi)整齊放置。要對(duì)樁號(hào)、回次、段數(shù)、長度等詳細(xì)記錄。第六，將芯樣取出后，要進(jìn)行必要的拍照處理。詳細(xì)檢查、鑒定與描述水泥土芯樣的外觀，以便對(duì)水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量初步判斷。其中，顏色、硬度、結(jié)構(gòu)完整性等都是芯樣描述的內(nèi)容。

6 結(jié)語

綜上所述，軟土地基處理是市政道路施工中的一個(gè)重點(diǎn)，需要引起人們足夠的重視。目前出現(xiàn)了較多類型的軟土地基處理技術(shù)，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，合理選擇，保證軟土地基處理后符合相應(yīng)的規(guī)范和要求。本文以某市政道路工程為例，分析了水泥攪拌樁施工技術(shù)在軟土地基處理中的應(yīng)用，希望能夠提供一些有價(jià)值的參考意見。