深層攪拌樁在公路軟土路基處理中的應(yīng)用

劉堰陵，王 強(qiáng)

（武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430015）

路基強(qiáng)度直接影響公路工程建設(shè)質(zhì)量，若公路工程的地基未處理到位，不僅無法保證公路工程的施工質(zhì)量，甚至?xí)?duì)民眾的行車安全造成嚴(yán)重威脅。而作為現(xiàn)階段公路工程施工常見地基類型，軟土地基的強(qiáng)度、硬度無法達(dá)到公路工程的預(yù)期要求，需要借助相關(guān)施工技術(shù)的應(yīng)用予以強(qiáng)化，避免因地基處理不到位而影響公路工程的整體質(zhì)量?；诖?，如何利用深層攪拌樁施工技術(shù)進(jìn)行軟土地基的有效處理，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)問題。

1 軟土地基概述

作為現(xiàn)階段常見公路地基，軟土地基具有一定的特殊性。相較于普通地基，軟土地基的滲透性相對(duì)較差，且土質(zhì)中含有大量的水分，若不經(jīng)施工處理，極易影響公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量。為進(jìn)一步提升軟土地基的處理效果，需在明確掌握軟土地基成因的前提下，合理選擇加固施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的有效處理。

2 深層攪拌樁施工技術(shù)概述

現(xiàn)階段，路基處理中應(yīng)用的深層攪拌樁施工技術(shù)，其技術(shù)原理為利用水泥進(jìn)行軟土地基的固結(jié)，使其成為高強(qiáng)度、高耐受性的負(fù)荷材料，確保軟土地基處理后的強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期要求。具體施工中，攪拌融合軟土與固化劑，通過化學(xué)反應(yīng)使軟土地基形成水泥骨架，在提升土壤密實(shí)度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中顆?？p隙的有效填補(bǔ)，顯著提升軟土的強(qiáng)度與負(fù)荷能力。作為現(xiàn)階段常用軟土地基處理技術(shù)，深層攪拌樁技術(shù)適用于淤泥質(zhì)粉土等類型的地基中。而在攪拌樁施工中，依據(jù)固化材料及所使用的施工工藝不同，具體包括噴射攪拌技術(shù)、漿液攪拌技術(shù)。相較于普通地基處理技術(shù)的應(yīng)用，深層攪拌樁工藝的應(yīng)用，具有施工成本低、施工效率高、施工效果顯著等特點(diǎn)[1]。

3 軟土地基中深層攪拌樁的應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

為確保軟土地基處理作業(yè)的順利開展，需重視施工前期準(zhǔn)備工作。

（1）施工前開展圖紙校驗(yàn)、核對(duì)工作，明確圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中是否存在問題或漏洞。同時(shí)，要求所有施工技術(shù)人員明確掌握?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的意圖與要點(diǎn)。結(jié)合對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的分析，編制科學(xué)施工組織設(shè)計(jì)，為后續(xù)工程施工的順利開展打下良好基礎(chǔ)[2]。另外，組織人員技術(shù)交底、技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)人員對(duì)深層攪拌裝施工技術(shù)的把握。

（2）場(chǎng)地準(zhǔn)備。視現(xiàn)場(chǎng)情況開展場(chǎng)地平整作業(yè)，清除施工區(qū)域內(nèi)的全部障礙。同時(shí)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)通電、通水、通路。開展機(jī)械設(shè)備性能質(zhì)量檢查工作，確保無故障問題后合理布置水泥儲(chǔ)料罐、鉆孔等機(jī)械設(shè)備。

（3）材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。結(jié)合抽樣檢測(cè)方式進(jìn)行水泥、鋼筋等材料的檢驗(yàn)，核對(duì)水泥標(biāo)號(hào)、用量、品種等參數(shù)，確保水泥材料符合施工要求。禁止過期、受潮、變質(zhì)的水泥進(jìn)場(chǎng)，并做好水泥、鋼筋等材料的入庫管理。

（4）管道清洗作業(yè)。施工前檢查管道是否存在堵塞、泄露問題，并利用清水進(jìn)行管道清洗，避免因管道堵塞或管道內(nèi)存有異物影響攪拌樁施工質(zhì)量。

3.2 工藝試樁

不同軟土地基類型應(yīng)用的深層攪拌樁施工工藝存在差異，為進(jìn)一步提升攪拌樁施工工藝的應(yīng)用效果，需在施工前開展試樁作業(yè)，明確施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)類型是否符合深層攪拌樁工藝應(yīng)用要求，并借助試樁作業(yè)的開展計(jì)算出具體的工藝參數(shù)。

（1）確定噴入量的各種參數(shù)，具體包括鉆進(jìn)速度、攪拌速度、噴入量、提升速度、噴漿壓力等[3]。

（2）驗(yàn)證預(yù)先設(shè)計(jì)工藝流程。

（3）計(jì)算作業(yè)期間具體的下鉆阻力、提升阻力，以此為依據(jù)制定科學(xué)技術(shù)措施以保障攪拌樁施工的順利開展。

（4）依據(jù)工藝試樁確定攪拌樁最佳配合比、水灰比，保證軟土地基的處理效果達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

（5）進(jìn)行攪拌樁承載力試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析并確定精準(zhǔn)的施工摻入比。

3.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

在施工前確定攪拌樁的各項(xiàng)參數(shù)，具體如下：

（1）水泥摻入量。通常情況下，水泥摻入量需控制在12%～20%，若水泥為塊狀加固狀態(tài)，則需控制在7%～12%。依據(jù)配合比試驗(yàn)的開展，最終確定水灰比為0.45～0.55。結(jié)合對(duì)施工要求、工藝參數(shù)的分析，確定固化劑選擇等級(jí)在32.5以上的硅酸鹽水泥。

（2）樁長(zhǎng)與樁徑確定。需綜合考慮變形、承載力等因素。經(jīng)試驗(yàn)計(jì)算后確定水泥攪拌樁樁徑需控制在500mm以上，樁長(zhǎng)確定為超過危險(xiǎn)滑弧以下2m，加固深度需控制在20m以下。

（3）承載力。需依據(jù)單樁荷載試驗(yàn)以及多樁復(fù)合地基試驗(yàn)確定[4]。

3.4 工藝流程

依據(jù)施工情況的分析，確定深層攪拌樁施工流程：放樣定位→鉆機(jī)配置→鉆機(jī)找平→按照設(shè)計(jì)深度正循環(huán)作業(yè)→高壓注漿泵作業(yè)→反循環(huán)提鉆→水泥漿噴灌作業(yè)。

3.5 攪拌樁施工要點(diǎn)

為進(jìn)一步提升攪拌樁施工質(zhì)量，可結(jié)合以下內(nèi)容進(jìn)行施工過程的強(qiáng)化控制。

（1）若施工期間發(fā)現(xiàn)注漿下沉的速度較慢，無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，可結(jié)合施工情況，將適量的水稀釋土體并送入注漿管內(nèi)，同時(shí)借助流量泵控制噴漿速度。需注意，在控制注漿速度的同時(shí)，必須保證泵出口壓力控制在0.4～0.6MPa。施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行攪拌樁垂直度的控制，允許攪拌樁偏差值保持在1%以下。同時(shí)，檢查樁身偏差，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將樁身偏差控制在50mm以下。若樁身偏差或垂直度偏差超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，需重新開展噴灌作業(yè)。

（2）施工期間，針對(duì)噴漿量與攪拌速度的控制，必須按照規(guī)定參數(shù)進(jìn)行控制。為避免出現(xiàn)施工浪費(fèi)的現(xiàn)象，確保施工作業(yè)效率的提升，施工人員需按規(guī)定要求嚴(yán)控噴漿、停漿的時(shí)間。而在開展噴漿作業(yè)時(shí)，必須保證噴漿的連續(xù)性與均勻性，禁止噴漿作業(yè)出現(xiàn)中斷、停止現(xiàn)象。若作業(yè)期間因機(jī)械設(shè)備故障、停電等因素導(dǎo)致噴漿作業(yè)中斷，必須第一時(shí)間精準(zhǔn)記錄噴漿深度、中斷時(shí)間，并在12h內(nèi)開展補(bǔ)漿作業(yè)。在補(bǔ)漿作業(yè)時(shí)，必須控制補(bǔ)漿的重疊位置超過100cm。

（3）不同施工條件下，所應(yīng)用的施工工藝存在一定的差異。在具體施工中，需結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件的分析，合理選擇二噴六攪或二噴四攪工藝。為確保噴漿作業(yè)的順利開展，禁止帶水下鉆，并結(jié)合實(shí)際情況選擇帶漿下鉆。鉆孔作業(yè)期間，無論是鉆進(jìn)作業(yè)的開展還是提鉆，需按照規(guī)定要求低檔操控。

（4）針對(duì)水泥砂漿的拌制，必須嚴(yán)格按照水泥量12%、水灰比0.45～0.55的要求進(jìn)行配比。砂漿拌制作業(yè)過程中，需遵循現(xiàn)制現(xiàn)用、均勻攪拌的原則，待砂漿攪拌完畢，按規(guī)定要求控制砂漿停放時(shí)間在2h以內(nèi)。攪拌樁施工作業(yè)期間，加強(qiáng)檢查壓漿過程是否存在斷漿問題，嚴(yán)控?cái)嚢枳鳂I(yè)與噴漿作業(yè)時(shí)間。另外，施工期間，需借助監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行各個(gè)機(jī)械設(shè)備作業(yè)過程的監(jiān)控，確保攪拌樁施工作業(yè)的順利開展。

（5）為進(jìn)一步提升深層攪拌樁施工質(zhì)量，需在第一次提鉆噴漿作業(yè)時(shí)，控制樁底在持力層中持續(xù)停留30s，且停留的深度控制在0.5m左右，而在上提時(shí)，需在樁體內(nèi)噴灌全部的余漿。

3.6 工程質(zhì)量檢驗(yàn)

待攪拌樁施工作業(yè)完畢，需開展驗(yàn)收工作，檢驗(yàn)攪拌樁施工質(zhì)量是否滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

（1）利用輕便觸探法在成樁7d后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。①7d后進(jìn)行攪拌樁均勻性檢查，在攪拌樁中心位置利用儀器自帶勺鉆進(jìn)行鉆孔取樣，然后檢查樁芯的成色與性狀，檢查攪拌樁是否存在土團(tuán)未被攪拌均勻的現(xiàn)象，或攪拌樁中心是否存在“結(jié)核”的現(xiàn)象。②對(duì)攪拌樁開展觸探試驗(yàn)，結(jié)合攪拌樁成樁情況，進(jìn)行輕微觸探檢測(cè)，若在成樁1d時(shí)擊數(shù)超過15次，表明攪拌樁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求；當(dāng)攪拌樁成樁7d時(shí)擊數(shù)超過30次，表明攪拌樁實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求。

（2）成樁28d后，結(jié)合對(duì)攪拌樁情況的分析，采用鉆孔取芯方法進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。依據(jù)對(duì)樁芯質(zhì)量的分析，檢查攪拌樁整體的均勻度、完整性以及施工長(zhǎng)度等。不同工程成樁數(shù)量不同，需將鉆孔取芯的數(shù)量控制在成樁總數(shù)量的1%～1.5%。

（3）質(zhì)量檢驗(yàn)階段。依據(jù)抽樣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行總體成樁質(zhì)量的分析，若總抽樣檢測(cè)的合格率超過90%，說明該工程攪拌樁施工整體質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求。若檢測(cè)合格率低于70%，說明該工程整體攪拌樁施工質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 深層攪拌樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 重視攪拌樁的養(yǎng)護(hù)管理

待攪拌樁施工作業(yè)完畢，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)的管道、設(shè)備。同時(shí)，加強(qiáng)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，全面清理施工現(xiàn)場(chǎng)樁頂上存在的雜質(zhì)、土等物質(zhì)。對(duì)于施工路段需施行全封閉管理，確保攪拌樁可以有充足的時(shí)間固結(jié)成形，避免因來回車輛經(jīng)過影響攪拌樁的成樁質(zhì)量。

4.2 樁位復(fù)核

若攪拌樁施工作業(yè)期間出現(xiàn)樁位定位不精準(zhǔn)的問題，不僅影響軟土地基的加固效果，甚至?xí)?duì)公路工程的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，需重視對(duì)樁位的校準(zhǔn)與復(fù)核。具體施工中，等到樁位放置完畢后，管理人員需再次對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核確定，并借助相關(guān)儀器工具測(cè)量樁位軸線位置，避免因樁位放置不合理而出現(xiàn)反復(fù)施工的情況。

5 結(jié)束語

總之，現(xiàn)階段公路路基施工中，深層攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用較為常見，針對(duì)軟土地基的處理效果十分顯著。對(duì)此，為確保公路軟土地基處理效果達(dá)到預(yù)期要求，需依據(jù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)綜合情況的分析，制定科學(xué)攪拌樁施工計(jì)劃，要求施工人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求開展作業(yè)，確保攪拌樁施工作業(yè)的流程與工序滿足規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性要求。結(jié)合對(duì)攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)的掌握，進(jìn)一步提升攪拌樁施工質(zhì)量，提升軟土地基處理效果，為公路工程整體建設(shè)質(zhì)量的提升打下良好基礎(chǔ)。