水泥土攪拌樁在公路軟基處理中的應(yīng)用分析

武雅蘭 楊春輝

摘 要：伴隨改革開放的不斷深化，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資不斷加大，大量高等級(jí)公路建成，且投入使用。軟基處理中復(fù)合地基技術(shù)已有大量應(yīng)用研究，技術(shù)不同適應(yīng)的條件也有所不同。釘形水泥土雙向攪拌樁已成為公路軟基病害處理最常見的方式，在軟土地基處理中常規(guī)水泥土攪拌樁往往產(chǎn)生諸多問題，為此，選取釘形水泥土雙向攪拌樁進(jìn)行施工應(yīng)用效果良好。本文在深入分析釘形雙向攪拌樁概況的基礎(chǔ)上，通過具體工程案例，對(duì)公路軟基加固中釘形水泥土雙向攪拌樁應(yīng)用要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：釘形水泥土雙向攪拌樁;軟基處理;概況

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國地基處理工藝不斷更新。作為一種新型地基處理技術(shù)，相比傳統(tǒng)水泥土攪拌樁，釘形水泥土雙向攪拌樁在機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、葉片、鉆頭等方面都做不同程度改進(jìn)，選用同軸雙向鉆桿，以釘子狀為樁體形態(tài)。同時(shí)，釘形樁還集合了水泥土攪拌樁與雙向攪拌樁的共同優(yōu)勢(shì)，施工更便捷、質(zhì)量控制效果更好，且有利于減少地基沉降，目前在軟土地基工程施工中已得到了廣泛應(yīng)用。

1 釘形水泥土雙向攪拌樁的概況

釘形水泥土雙向攪拌樁是通過特制的機(jī)械――深層攪拌機(jī)，利用同軸雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)桿以及可自動(dòng)伸縮的鉆頭，沿深度方向?qū)④浲僚c固化劑（水泥漿，可摻入一定量的外加劑）就地進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，使土體與固化劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定整體性和一定強(qiáng)度的水泥土復(fù)合地基。

1）處理范圍，河（塘）淤積較為嚴(yán)重，河（塘）淤積深淺不一，兩側(cè)橋臺(tái)的處理以及任何底下暗浜、土質(zhì)不好、不具備承載及摩擦強(qiáng)度的地基處理均可使用。

2）樁體的設(shè)計(jì)，釘形水泥土雙向攪拌樁的下部直徑采用50cm，擴(kuò)大頭直徑為100cm，樁長(zhǎng)由沉降及穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)果確定，一般樁長(zhǎng)為19米，擴(kuò)大頭高度4米，雙向攪拌樁在平面上呈正三角形布置。室內(nèi)配比試驗(yàn)水泥土90天強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1Mpa。

3）主要材料要求及水泥摻量的確定，固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比可選用0.50～0.60。外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料，但應(yīng)避免環(huán)境污染。添加劑為純凈的生石膏粉，水泥用量擴(kuò)大頭部分為200kg/m左右，下部為50kg/m左右。

2 工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為23.2km，在沿線路段中存在大量不良地基土，如軟粘土、粉質(zhì)土等。為有效解決此問題，決定選用釘形水泥土雙向攪拌樁用于軟基處理，為便于施工，選擇K50+100～K50+300段作為試驗(yàn)段，按照正三角形布設(shè)，樁徑為500/1000mm，2.1m為樁間距，5m為擴(kuò)大頭高度，22～25m為樁長(zhǎng)范圍。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥用于施工，相比加固土體質(zhì)量，要求摻灰量達(dá)到其15%以上，按照0.5～0.6設(shè)置水泥漿水灰比，且將碎石墊層與雙向土工格柵鋪設(shè)到樁頂位置，厚度為60cm。

3 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁的應(yīng)用要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備。在施工前期，應(yīng)先平整施工場(chǎng)地，且清理干凈地表障礙物，場(chǎng)地應(yīng)與樁機(jī)位移規(guī)定相符。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行施工放線及樁位確定。按照工藝性試樁結(jié)果，進(jìn)行各類技術(shù)參數(shù)的確定，如提升速度、工作壓力等，進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的制定。

2）試樁。為對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，更好地指導(dǎo)施工，在開工前期，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁檢驗(yàn)。通過試樁可以進(jìn)行水泥漿液重度、輸漿量的準(zhǔn)確確定，且保證選取的輸漿泵滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。同時(shí)能夠?qū)ο裸@、提升施工的具體情況進(jìn)行全面掌握，對(duì)土層內(nèi)鉆頭進(jìn)入時(shí)電流改變情況進(jìn)行確定。

3）定位樁機(jī)。在對(duì)釘形水泥土雙向攪拌樁放線定位后，可進(jìn)行打樁機(jī)安裝，并向樁位進(jìn)行就位。

4）擴(kuò)大頭部位切土下沉。攪拌機(jī)打開后，向上部擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)直徑位置伸展葉片，順著導(dǎo)向架雙向深層攪拌機(jī)不斷向下進(jìn)行切土施工，除此之外，還需將水泥灰漿泵開啟，連續(xù)將水泥漿液噴灑到軟土層內(nèi)，攪拌機(jī)械的兩組葉片一起正反向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外鉆桿同一時(shí)間對(duì)土體進(jìn)行雙向切割攪拌，最終達(dá)到上部擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度。

5）攪拌樁下部縮徑切土下沉。將內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向改變，促使葉片向樁體下部設(shè)計(jì)直徑位置收縮，攪拌機(jī)械兩組葉片同一時(shí)間進(jìn)行雙向旋轉(zhuǎn)且進(jìn)行土體攪拌切割，最終與設(shè)計(jì)要求深度相符，且在樁底位置不間斷地進(jìn)行漿液噴射，10秒為攪拌最短時(shí)間。

6）雙向深層攪拌樁提升攪拌。灰漿泵關(guān)閉，攪拌設(shè)備提升，保證兩組葉片能夠?qū){液進(jìn)行同時(shí)攪拌，最終與擴(kuò)大頭底面位置相符。

7）擴(kuò)徑部位提升攪拌。鉆桿旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)變，向上部擴(kuò)大頭直徑位置伸展攪拌機(jī)葉片，隨后將灰漿泵開啟，兩組葉片同一時(shí)間進(jìn)行雙向旋轉(zhuǎn)攪拌水泥土，最終與地表面位置相符。

8）上部擴(kuò)大頭再次下沉攪拌?；覞{泵打開，一起進(jìn)行兩組葉片雙向旋轉(zhuǎn)攪拌，最終與擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)深度相符。

9）上部提升再次攪拌。灰漿泵此時(shí)應(yīng)關(guān)掉，并及時(shí)進(jìn)行攪拌機(jī)提升，同時(shí)進(jìn)行兩組葉片正反方向施工，最終與地表面位置相符，并結(jié)束攪拌施工。選取人工方式對(duì)樁頂進(jìn)行修整，并將機(jī)械移走。

4 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁質(zhì)量控制措施

1）控制要點(diǎn)。遵循設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行漿液配置，在0.5到0.6之間控制水泥漿水灰比，如地基具有較高含水量，則選取0.5。其重度控制在每立方1.73g。要求不間斷供給漿液，均勻拌和，如必須停止注漿，需由停漿前1m位置進(jìn)行攪拌機(jī)鉆頭放置，當(dāng)供漿恢復(fù)后即可進(jìn)行施工。當(dāng)停漿時(shí)間在3小時(shí)以上，為避免漿液固結(jié)對(duì)管道造成堵塞，需把輸漿管拆除，隨后進(jìn)行清理。當(dāng)噴射漿液時(shí)量不夠，需進(jìn)行補(bǔ)樁施工，補(bǔ)樁樁長(zhǎng)與噴漿量必須控制在設(shè)計(jì)值以上。在擴(kuò)大頭1到2m以下位置時(shí)，如釘形水泥土雙向攪拌樁直徑較大，需將攪拌機(jī)下沉、提升速度適當(dāng)減緩，以此將樁段的噴漿量、攪拌次數(shù)適當(dāng)增加，確保過渡段質(zhì)量提升。樁距偏差需控制在-50mm至+50mm范圍內(nèi);且在1%以下控制垂直度誤差。在澆筑整個(gè)樁體時(shí)，應(yīng)避免夾心層問題出現(xiàn)，做到均勻注漿。壓漿環(huán)節(jié)則不得出現(xiàn)斷漿等問題，應(yīng)確保輸漿管不被堵塞。當(dāng)出現(xiàn)堵塞管道問題，則及時(shí)暫停施工，選取相關(guān)措施處理后，需即可下沉攪拌鉆具，深度為1m左右，隨后才能進(jìn)行注漿施工，此后就能正常攪拌施工，避免斷樁問題出現(xiàn)。

2）質(zhì)量檢驗(yàn)。（1）成樁質(zhì)量檢查。要求在公路工程施工整個(gè)環(huán)節(jié)貫穿釘形攪拌樁質(zhì)量檢查工作，施工環(huán)節(jié)需實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工、計(jì)量記錄等進(jìn)行檢查，且根據(jù)施工要求，檢查所有樁的質(zhì)量。檢查的核心在于提升、下沉攪拌機(jī)的速度;內(nèi)外鉆桿旋轉(zhuǎn)速度;停漿施工措施;樁長(zhǎng)施工時(shí)間及單樁施工時(shí)間等。（2）樁身質(zhì)量檢測(cè)。釘形攪拌樁在7天成樁后，為確定其樁體成型及均勻攪拌，可選取淺部開挖的方式進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，且對(duì)樁身直徑進(jìn)行檢驗(yàn)，1%為其檢查頻率，且根數(shù)控制在3根以上;標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)則需在成樁28天后實(shí)施，與整體樁數(shù)相比，該環(huán)節(jié)樁數(shù)應(yīng)選取其5%左右，同樣也是在3根以上。通過試驗(yàn)得出，0.8Mpa為樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度最小值。則取芯時(shí)釘形攪拌樁擴(kuò)大頭位置應(yīng)在小直徑樁外側(cè)，利用芯樣可綜合評(píng)定樁長(zhǎng)、擴(kuò)大頭長(zhǎng)度等。（3）承載力檢測(cè)。通過復(fù)合地基靜載試驗(yàn)、單樁載荷試驗(yàn)進(jìn)行釘形攪拌樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)。如115Kpa為本工程設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力，140KN為單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。要求在樁身強(qiáng)度與荷載試驗(yàn)相符的情況下進(jìn)行復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，且在完成攪拌樁施工28天后實(shí)施該試驗(yàn)，其檢驗(yàn)樁數(shù)應(yīng)控制在3根以上。

5 結(jié)束語

綜上所述，自改革開放以來，我國交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展速度越來越多，公路建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。在不良地基修建公路工程已成為常態(tài)，但如何保證做好地基處理工作，如何保證工程質(zhì)量仍是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在軟土地基處理中合理應(yīng)用釘形水泥土雙向攪拌樁，不僅能夠縮短工期，加快施工進(jìn)度，還能有效控制施工質(zhì)量，降低沉降量，因此該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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