水泥攪拌樁技術(shù)在公路工程軟基處理中的應(yīng)用

李美霞

中鐵南方投資集團(tuán)有限公司

1 引言

公路工程施工的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，尤其在東南沿海地區(qū)不可避免地會(huì)出現(xiàn)軟土路基，為正常施工帶來(lái)了極大地困擾。由于軟基的強(qiáng)度較低并且含水量較大，如果處理不當(dāng)后期使用的時(shí)候就極容易出現(xiàn)沉降、側(cè)移等現(xiàn)象，大大降低了行車(chē)的安全性和舒適性，因此必須采用科學(xué)有效地技術(shù)手段對(duì)公路工程的軟土地基施工進(jìn)行有效控制，提升公路項(xiàng)目的安全性、穩(wěn)定性，充分發(fā)揮其社會(huì)效益。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，公路工程的施工技術(shù)也得到了創(chuàng)新和優(yōu)化，為軟土地基施工提供了極大地便利和質(zhì)量保障。目前實(shí)際施工中比較常用的軟基處理技術(shù)有換填法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法、水泥攪拌樁技術(shù)等，施工人員可以根據(jù)實(shí)際施工要求選擇相應(yīng)的技術(shù)手段，本文則主要對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行介紹。為了進(jìn)一步提升公路工程軟基處理的有效性，則需要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展施工作業(yè)，關(guān)于軟土地基處理技術(shù)仍需行業(yè)人員不斷探索和創(chuàng)新，為我國(guó)公路工程的建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。

2 水泥攪拌樁技術(shù)概述

2.1 水泥攪拌樁技術(shù)的原理

結(jié)合目前我國(guó)公路工程軟基施工的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，水泥攪拌樁技術(shù)已經(jīng)成為一種比較常見(jiàn)的處理技術(shù)，在實(shí)踐中具有巨大的優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)講，水泥攪拌樁技術(shù)需要以水泥、水等作為主要材料，然后按照一定的比例進(jìn)行調(diào)配混合成固化劑，再利用攪拌鉆機(jī)等器械注入軟基當(dāng)中攪拌均勻，這樣一來(lái)，軟土路基和固化劑就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)加固的目的。以這種方式形成的加固土能夠極大程度提升公路軟土路基的承載能力和強(qiáng)度，從而提升整個(gè)公路工程的質(zhì)量，增加公路的使用年限。通常情況下，當(dāng)軟土路基施工中涉及淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)砂性土等地質(zhì)的時(shí)候，采用水泥攪拌樁技術(shù)能夠獲得比較好的加固處理效果。

2.2 水泥攪拌樁的種類(lèi)

在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，公路軟基施工中主要會(huì)利用濕法水泥攪拌樁和干法水泥攪拌樁這兩種方式進(jìn)行作業(yè)，兩者工藝標(biāo)準(zhǔn)存在差異化，施工人員可根據(jù)實(shí)際需求選擇水泥攪拌樁技術(shù)的處理方式。就濕法水泥攪拌樁來(lái)說(shuō)，主要施工材料是水泥漿，這種攪拌樁需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)入硬化狀態(tài)。干法水泥攪拌樁是以水泥干粉為主要施工材料，水泥硬化所需時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)增強(qiáng)水泥樁的強(qiáng)度具有積極作用，但是由于攪拌效果不好，所以想要確保復(fù)攪的強(qiáng)度具有一定難度。

2.3 水泥攪拌樁技術(shù)的作用

水泥攪拌樁技術(shù)主要利用水泥、土、水等材料進(jìn)行攪拌處理，從而對(duì)公路施工中軟土路基進(jìn)行加固，增強(qiáng)公路路基的承載能力和整體強(qiáng)度。水泥攪拌樁技術(shù)不僅在公路工程軟土路基施工中得到了廣泛應(yīng)用，在工業(yè)建筑、市政工程等項(xiàng)目當(dāng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也得以凸顯，能夠有效預(yù)防軟土路基誘發(fā)的病害。通過(guò)采用正確的技術(shù)手段對(duì)軟土路基進(jìn)行處理，不僅能夠保證公路軟基的施工質(zhì)量，也能夠降低施工成本，提升公路工程項(xiàng)目的使用安全和經(jīng)濟(jì)效益，為人們出行提供更便利的條件。水泥攪拌樁技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求較低，并且施工作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單靈活，這樣能夠?yàn)槭┕と藛T降低部分作業(yè)壓力，并且對(duì)環(huán)境影響較小，很少產(chǎn)生噪聲和污染，這樣就夠避免對(duì)施工周?chē)h(huán)境和居民正常生活產(chǎn)生干擾。除此之外，水泥加固樁通過(guò)吸收地下水能夠提升對(duì)原土的利用率，從而達(dá)到節(jié)省資源的目的。

3 水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題

雖然水泥攪拌樁已成為一種應(yīng)用普遍且相對(duì)經(jīng)濟(jì)的軟基處理技術(shù)，但由于其面對(duì)的地質(zhì)條件往往比較復(fù)雜，樁體本身又具有隱蔽性，因此成樁質(zhì)量成為大家經(jīng)常討論的焦點(diǎn)。為進(jìn)一步加強(qiáng)攪拌樁質(zhì)量控制，現(xiàn)就水泥攪拌樁應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題分析如下。

3.1 設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題

施工設(shè)計(jì)和整個(gè)公路軟土路基施工都具有緊密的關(guān)聯(lián)，因此必須確保工程設(shè)計(jì)的合理性。但是就實(shí)際來(lái)看，存在一些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察就盲目做出設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)方案，這樣就會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案和實(shí)際施工不符的情況，水泥攪拌樁技術(shù)也難以發(fā)揮較好的作用，甚至可能出現(xiàn)工程變更的情況，為項(xiàng)目帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 施工方面的問(wèn)題

軟土路基施工是公路工程施工中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，但同樣也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)過(guò)程。在水泥攪拌樁施工中，由于質(zhì)量、安全意識(shí)和操作技術(shù)水平欠缺，施工中的隱患問(wèn)題也難以及時(shí)得到發(fā)現(xiàn)和解決。主要體現(xiàn)在施工材料的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)參數(shù)選擇隨意、施工機(jī)械設(shè)備及監(jiān)控手段落后、施工工藝不符合要求、操作人員的技術(shù)水平低及操作不認(rèn)真、施工現(xiàn)場(chǎng)管理和監(jiān)督的力度不夠等，以上這些問(wèn)題都會(huì)影響水泥攪拌樁施工的質(zhì)量，大大削弱軟土路基的處理效果。

3.3 質(zhì)檢方面的問(wèn)題

為了能夠讓水泥攪拌樁技術(shù)在公路軟土路基處理中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)，提升質(zhì)量檢測(cè)和管理強(qiáng)度是必不可少的。然而就目前來(lái)看，很多工作人員都沒(méi)有意識(shí)到這項(xiàng)工作的真正價(jià)值，不能?chē)?yán)格按照質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)，甚至一些質(zhì)量安全問(wèn)題直接略過(guò)，沒(méi)有及時(shí)將其進(jìn)行上報(bào)和處理，這樣就會(huì)降低水泥攪拌樁施工的效果，并且也非常容易埋下安全和質(zhì)量隱患，以致在公路運(yùn)營(yíng)期引發(fā)安全、質(zhì)量事故，造成不可挽回的損失。

4 水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 設(shè)計(jì)階段

施工設(shè)計(jì)是開(kāi)展施工作業(yè)的基礎(chǔ)，所以需要設(shè)計(jì)人員對(duì)水泥攪拌樁施工區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的勘察和精心地設(shè)計(jì)，達(dá)到這一前提才能保證設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)相符，保證軟土路基處理后的承載能力和穩(wěn)定性能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)人員需要按照軟土路基承載能力要求對(duì)水泥攪拌樁的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，確定樁體穿過(guò)軟土淤泥層進(jìn)入下臥硬土層的長(zhǎng)度，確定樁體形狀和規(guī)格，計(jì)算出樁的布置范圍、方式及樁間距等技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，為了提升軟土路基的處理效果，需要在樁頂和樁間鋪設(shè)一定厚度的中粗砂或級(jí)配砂石褥墊層，通過(guò)褥墊層的調(diào)節(jié)，既能發(fā)揮樁間土的一部分承載作用又能保證結(jié)構(gòu)層的均勻沉降。結(jié)合實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水泥攪拌樁處理后的復(fù)合路基承載力一般在120kPa～200kPa之間。

4.2 施工階段

首先，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，一些垃圾和雜物等需要及時(shí)清理出現(xiàn)場(chǎng)，為后續(xù)施工材料和施工設(shè)備提供足夠的空間，同時(shí)避免影響水泥攪拌樁施工效果。其次，在將施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)之后，應(yīng)該對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保其保持在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中，避免后續(xù)使用出現(xiàn)故障影響正常的施工進(jìn)度。與此同時(shí)，檢查施工材料的質(zhì)量、種類(lèi)、規(guī)格等是否符合實(shí)際施工要求，為水泥攪拌樁施工提供及時(shí)地材料支持。接下來(lái)，則需要進(jìn)行回填、壓實(shí)、試樁等操作。水泥攪拌樁施工中需要嚴(yán)格控制垂直度，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求選擇干法施工或濕法施工，按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工作業(yè)。

當(dāng)然，在水泥攪拌樁施工中，最重要的工作之一就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行成樁試驗(yàn)，取得各種施工技術(shù)參數(shù)，以確保大面積施工質(zhì)量。成樁試驗(yàn)的目的在于掌握滿足設(shè)計(jì)成樁要求的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴漿壓力、水泥摻量、水灰比、噴漿量等；掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施；檢驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)所確定的水泥土配合比是否適用于現(xiàn)場(chǎng)；檢測(cè)樁身的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求；檢驗(yàn)三樁允許復(fù)合地基承載力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；檢驗(yàn)加固劑分布的均勻性和有效加固長(zhǎng)度能否符合設(shè)計(jì)要求等。

4.3 質(zhì)量監(jiān)督及檢測(cè)

想要保證水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，就需要安排專(zhuān)業(yè)的質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)施工中的各項(xiàng)資源和施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格管理和監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)存在的質(zhì)量安全隱患，并進(jìn)行科學(xué)有效地處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的時(shí)候，需要第一時(shí)間上報(bào)有關(guān)部門(mén)，對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行商榷和研討，必要時(shí)需要對(duì)施工方案做出調(diào)整，從而確保水泥攪拌樁技術(shù)能夠在公路軟基處理中發(fā)揮最好的效果，保障公路工程的整體質(zhì)量。

5 水泥攪拌樁技術(shù)在公路工程軟基處理中的應(yīng)用實(shí)例

廣東省廣州市XX 道路工程場(chǎng)地為新建區(qū)，主要地貌為魚(yú)塘、農(nóng)田等。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告地質(zhì)鉆孔柱狀圖并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況顯示，場(chǎng)地的軟土主要為淤泥質(zhì)土，飽和，流塑。具有含水量高，孔隙比大，高壓縮性，靈敏，承載力低，變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，易觸變失穩(wěn)的特點(diǎn)，對(duì)地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性影響較大。由于項(xiàng)目工期要求較緊，因此對(duì)于軟土埋深較大的路段路基下軟土采用攪拌樁復(fù)合地基處理。水泥攪拌樁處理路段長(zhǎng)度約8km，軟基處理面積約22 萬(wàn)平方米，水泥攪拌樁樁徑0.5m，每米水泥含量約60kg,水泥攪拌樁總長(zhǎng)度約為198 萬(wàn)米。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，該區(qū)域采用水泥攪拌樁軟基處理效果良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水泥攪拌樁技術(shù)是目前公路工程軟土路基施工中常用的一項(xiàng)處理手段，其施工周期短，加固效果良好，能夠有效提升公路軟基的承載能力和穩(wěn)定性，對(duì)提升公路整體的質(zhì)量具有重要意義。在實(shí)際施工中，工作人員需要明確水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)施工階段的質(zhì)量管理和檢測(cè)，從而提升水泥攪拌樁的施工效果，促進(jìn)水泥攪拌樁技術(shù)在軟土路基中的廣泛應(yīng)用。