水泥攪拌樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用及優(yōu)化分析

鄭仲潤(rùn)

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣州510000）

1 引言

在建筑行業(yè)的發(fā)展中，水泥攪拌樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其主要是將水泥作為固化劑，針對(duì)飽和軟黏土地基進(jìn)行加固處理，在實(shí)際施工過(guò)程中將軟土和固化劑加入特制攪拌機(jī)設(shè)備中，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，這樣固化劑會(huì)與軟土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使軟土地基變成優(yōu)良地基[1]。在現(xiàn)代化工程項(xiàng)目建設(shè)中，水泥攪拌樁技術(shù)在城市道路軟基處理中得到了有效應(yīng)用，其具有水穩(wěn)性和整體性特點(diǎn)，能確保地基強(qiáng)度滿(mǎn)足施工要求，在很大程度上提升了城市道路施工的整體質(zhì)量。

2 工程實(shí)例

某市政道路工程全長(zhǎng)是200m，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是城市主干路，紅線(xiàn)寬40m，設(shè)計(jì)速度是40km/h，主要建設(shè)內(nèi)容是道路工程、排水工程、照明工程、交通工程等各項(xiàng)配套項(xiàng)目，該工程地表起伏較小，高差約1m。市政道路工程全線(xiàn)位于軟土地基中，道路沿線(xiàn)范圍由上到下地基巖土主要是：（1）淤泥質(zhì)黏土。灰黑、飽滿(mǎn)，屬于高壓縮性土，厚度為7～8.6m，承載力特征值為50kPa，樁側(cè)摩阻力特征值為6kPa。（2）中砂。稍密，厚度為13.3～15.5m，承載力特征值為180kPa，樁側(cè)摩阻力特征值為20kPa。（3）粉質(zhì)黏土?；尹S色，屬于中等壓縮性土，厚度約2.95m。除此之外，該項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)主要是：承載力特征值190kPa，樁側(cè)摩阻力特征值25kPa，但地基承載力、地基的容許工后變形核算后不滿(mǎn)足工程要求，為了確保工程項(xiàng)目的安全性和使用功能，技術(shù)人員必須做好地基處理工作，引進(jìn)水泥攪拌樁。

本工程項(xiàng)目所處位置比較特殊，技術(shù)人員需要深入分析路段前期工程的軟基處理問(wèn)題，前期軟基處理工程方案主要采用塑料排水板及鋪砂墊層的排水固結(jié)方案，在實(shí)際施工中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，如工后沉降大、路基變形、路面起伏問(wèn)題等。并且排水固結(jié)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在通車(chē)后部分路段沉降問(wèn)題相對(duì)明顯，未實(shí)現(xiàn)預(yù)期的處理效果。為了有效地改善這一問(wèn)題，在工程項(xiàng)目建設(shè)中，技術(shù)人員需要利用水泥攪拌樁技術(shù)處理軟基，以達(dá)到預(yù)期的處理效果。水泥攪拌樁技術(shù)可以確保原土的充分利用，在攪拌過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)噪聲污染問(wèn)題，不會(huì)對(duì)周邊建筑物、地下溝管等帶來(lái)很大影響。通過(guò)反復(fù)對(duì)比，施工企業(yè)最終選擇了水泥攪拌樁處理軟基方案，根據(jù)工程所在地區(qū)的實(shí)際情況、機(jī)械設(shè)備使用情況，使用“濕法”施工工藝。

3 水泥攪拌樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用

3.1 成樁作業(yè)

在道路軟基處理過(guò)程中，技術(shù)人員需要合理地選擇攪拌樁機(jī)，以滿(mǎn)足工程項(xiàng)目建設(shè)要求。并且，在制備水泥漿時(shí)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求確定配合比，在壓漿施工前將水泥漿導(dǎo)入集料斗中，在攪拌機(jī)冷卻水正常循環(huán)后啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，隨后放松起重機(jī)鋼絲繩，沿著導(dǎo)架由攪拌機(jī)攪拌切土下沉，利用電機(jī)電流監(jiān)測(cè)表有效地控制下沉速度，電流需要控制在40A以下。在下沉攪拌機(jī)后開(kāi)啟灰漿泵，在地基中壓入水泥漿，保證噴漿、旋轉(zhuǎn)作業(yè)共同運(yùn)行，還需要按照設(shè)計(jì)速度，將攪拌機(jī)進(jìn)行提升，在提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，排空集料斗中的水泥漿，并攪拌均勻，隨后下沉到攪拌機(jī)中，如此重復(fù)直到成樁。

3.2 平整場(chǎng)地

技術(shù)人員需要及時(shí)地清理地面、地下雜物，如在低洼地段做好抽水、清除淤泥作業(yè)，并進(jìn)行黏性土分層夯實(shí)回填作業(yè)，在遇到特殊問(wèn)題時(shí)，需要進(jìn)行石灰、水泥攪拌，確保地基的穩(wěn)定性。

3.3 布設(shè)樁位

技術(shù)人員需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范布設(shè)樁位，借助經(jīng)緯儀、全站儀明確施工現(xiàn)場(chǎng)樁位，并進(jìn)行復(fù)核，確保樁位偏差控制在-5～5cm。

3.4 樁機(jī)就位

技術(shù)人員需要在移動(dòng)樁機(jī)之前，詳細(xì)觀測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確保位移的安全性，并利用吊錘適當(dāng)?shù)卣{(diào)整鉆桿和地面的垂直角度，誤差必須控制在1%范圍內(nèi)，以“米”為單位在裝機(jī)架上做出長(zhǎng)度標(biāo)記，在鉆桿入土后為鉆桿鉆進(jìn)深度觀測(cè)和記錄提供便利，攪拌樁長(zhǎng)應(yīng)小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。

3.5 預(yù)攪下沉

技術(shù)人員需要啟動(dòng)噴漿機(jī)械，放松起重機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩，遵循從上到下的操作原則，做好噴漿作業(yè)、切土下沉工作，并開(kāi)啟灰漿泵做好噴漿作業(yè)，確保噴漿和旋轉(zhuǎn)作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，在噴漿下沉過(guò)程中充分拌和水泥漿、原地基土，下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行30s的噴漿處理。

3.6 提升噴漿攪拌

在作業(yè)攪拌機(jī)下沉至設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)啟灰漿泵，在漿液到達(dá)噴漿口后，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求速度做好噴漿、提升攪拌機(jī)作業(yè)，在攪拌機(jī)噴漿提升到設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高后，需要關(guān)閉灰漿泵，并排空集料斗中的水泥漿[2]。另外，為了攪拌均勻軟土、漿液，需要確保攪拌機(jī)攪拌、下沉至設(shè)計(jì)深度，再次進(jìn)行攪拌、提升出地面，并向集料斗中加入適量清水，隨后開(kāi)啟灰漿泵，清洗管道中的水泥漿，在管道干凈的情況下，清洗黏附在攪拌頭的軟土。

4 水泥攪拌樁在城市道路軟基處理中的優(yōu)化

在城市道路軟基處理過(guò)程中，為了提高工程項(xiàng)目質(zhì)量，技術(shù)人員需要做好以下工作：（1）在開(kāi)鉆準(zhǔn)備階段，清洗全部管道，確保管道中不存在堵塞問(wèn)題，排放出管道中的水，隨后進(jìn)行下鉆作業(yè)；（2）將一吊錘懸掛在主機(jī)上，并控制吊錘，保證吊錘和鉆桿各個(gè)方向的距離相等，并對(duì)成型攪拌樁質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保各臺(tái)機(jī)械配有電腦記錄儀，保證水泥漿使用數(shù)量、摻合量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；（3）在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置水泥漿比重測(cè)定儀，為工作人員抽檢水泥漿水灰比提供便利，一般實(shí)行二噴四攪方法，做好水泥攪拌樁作業(yè)，在首次下鉆過(guò)程中，噴漿量需要控制在整體的50%以?xún)?nèi)，避免出現(xiàn)堵管問(wèn)題；（4）技術(shù)人員需要使用低擋進(jìn)行首次下鉆和提鉆，在重復(fù)攪拌過(guò)程中，可以提升一個(gè)檔位。通常情況下，成樁時(shí)間一般在40min以上、噴漿壓力在0.4MPa，在首次提鉆噴漿時(shí)，需要在樁底停留30s，提升過(guò)程中余漿必須全部噴入樁體，并在樁頂部位停留30s，提高水泥攪拌樁樁身、樁頂、樁端的整體質(zhì)量；（5）嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間、停漿時(shí)間，在開(kāi)鉆后必須確保作業(yè)的連續(xù)性，不能出現(xiàn)中途停止的現(xiàn)象，在噴漿量低的情況下，需要進(jìn)行整樁復(fù)攪，復(fù)噴量必須大于實(shí)際用量，在因機(jī)械故障出現(xiàn)噴樁暫停問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行記錄，在12h內(nèi)補(bǔ)噴，補(bǔ)噴重疊段長(zhǎng)度控制在1m以上，在超過(guò)12h的情況下進(jìn)行補(bǔ)樁處理[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在軟土地基處理過(guò)程中，水泥攪拌樁技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，這項(xiàng)技術(shù)施工便利、無(wú)須投入更多成本、不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)噪聲，具有節(jié)能、環(huán)保特點(diǎn)，在城市道路軟土地基處理中得到了有效應(yīng)用。相關(guān)部門(mén)還需要不斷創(chuàng)新水泥攪拌樁技術(shù)，為城市道路工程建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。