水泥攪拌樁在道路軟土地基施工中的應(yīng)用

蔡 峰

（江蘇潤通項目管理有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

1 道路軟土地基介紹

在中國的沿海地區(qū)和內(nèi)陸平原或山區(qū)流域，廣泛分布著各種類型的軟土，這些軟土地基土壤天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高，承載能力不符合工程設(shè)計要求，并且對沿江、湖和海岸的公路造成了不同程度的破壞。因此，為提高道路路基的穩(wěn)定性，保證交通安全，必須處理軟土地基。目前，有多種處理軟土地基的方法，而水泥攪拌樁正是這許多方法中的一種有效形式。

2 水泥攪拌樁的基本原理

水泥攪拌樁是軟基處理的一種有效形式，是一種將水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢?，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。首先，可以使用專用的鉆孔機(jī)械和設(shè)備對需要處理的軟土地基噴入水泥漿液，在噴入過程中將其均勻地上下攪拌，從而使水泥和土壤充分水解、水化并生成水泥水合物凝膠。由于凝膠的吸附特性，土壤顆?；蛐〉耐寥缊F(tuán)簇可以凝結(jié)在一起，形成整體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。同時，土壤顆粒表面的鈉離子和水泥水化過程中產(chǎn)生的鈣離子可以進(jìn)行離子交換以在表面上產(chǎn)生穩(wěn)定的鈣離子，進(jìn)一步提高了土壤地基的強(qiáng)度并大大提高了軟土地基的承載能力。

3 施工準(zhǔn)備階段

基于道路軟土路基施工中水泥攪拌樁技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，該技術(shù)不僅有效地提高了地基承載力，而且確保了整個路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；水泥攪拌樁施工工藝較為簡單高效，適用性較強(qiáng)，在具體的施工過程中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢。但是要想充分發(fā)揮水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用效果，就應(yīng)該首先做好施工準(zhǔn)備階段的相關(guān)工作，準(zhǔn)備階段中需要引起重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容有以下幾項：

1） 做好施工圖紙的審核工作。雖然水泥攪拌樁的施工操作較為簡便，但是，施工人員仍然需要對施工圖進(jìn)行詳細(xì)而全面的審查，以確認(rèn)施工圖紙無誤，便于后續(xù)施工順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)任何設(shè)計上的矛盾和沖突影響其施工效果。在施工圖紙的審核過程中，應(yīng)該重點(diǎn)從施工可行性以及后續(xù)施工效果方面進(jìn)行分析，結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行評判，并且針對施工方案和施工圖紙中可能存在的一些問題進(jìn)行優(yōu)化。

2） 做好施工現(xiàn)場清理工作。為了更好地體現(xiàn)出水泥攪拌樁施工的應(yīng)用價值和效果，還應(yīng)該重點(diǎn)從施工現(xiàn)場入手進(jìn)行準(zhǔn)備，也就是做好施工現(xiàn)場的清理工作，清除地面以下的一切障礙物（包括石塊、樹根和垃圾等），同時對施工場地進(jìn)行整平，確?，F(xiàn)場達(dá)到設(shè)計圖紙中要求的整平高程，切實(shí)保障施工現(xiàn)場不存在任何可能影響后續(xù)施工效果的障礙物，這也是有效提升其施工有序進(jìn)行的關(guān)鍵所在。在該項工作實(shí)施過程中可能會涉及到現(xiàn)場回填土的處理，施工人員必須要對回填土材料進(jìn)行嚴(yán)格審查，確保其應(yīng)用效果。

3) 妥善做好樁位的控制工作。在施工前的準(zhǔn)備工作中，測量人員準(zhǔn)確放樣，切實(shí)保證施工現(xiàn)場各樁樁位的準(zhǔn)確性也是極為重要的一個方面，這也就是施工現(xiàn)場的的測量放樣工作，尤其對于施工現(xiàn)場中樁位的確定來說，更是需要引起施工人員的高度關(guān)注，現(xiàn)場應(yīng)采用GPS、全站儀等專業(yè)設(shè)備進(jìn)行樁位放樣，對于確定好的樁位點(diǎn)，應(yīng)該采用白灰撒點(diǎn)并配合使用竹簽插入土層標(biāo)注等措施清晰地標(biāo)注出各樁樁位，為后續(xù)施工打好基礎(chǔ)。

4 水泥攪拌樁施工應(yīng)用

道路軟土地基施工中水泥攪拌樁技術(shù)手段在實(shí)際操作過程中，需要施工人員更多的關(guān)注和嚴(yán)格的控制。關(guān)鍵考慮因素包括：

4.1 切實(shí)做好試樁工作

在正式進(jìn)行水泥攪拌樁施工之前，應(yīng)該做好試樁工作，試樁工作的實(shí)施主要就是為了確定后續(xù)大規(guī)模施工的相關(guān)參數(shù)，并且總結(jié)出相應(yīng)的施工經(jīng)驗，保障后續(xù)施工的順利進(jìn)行。試樁施工中需要總結(jié)的關(guān)鍵參數(shù)有：水泥漿的水灰比、制漿工藝、泥漿比重、注漿壓力、每延米注漿量（水泥摻量）、攪拌機(jī)的貫入速度和提升速度等，這些重要參數(shù)都需要在試樁環(huán)節(jié)中進(jìn)行總結(jié)，如此才能夠提高正式施工效果，避免出現(xiàn)質(zhì)量偏差。

4.2 保障施工材料的可靠性

對于水泥攪拌樁施工而言，還應(yīng)注重對現(xiàn)場使用材料的嚴(yán)格管理和檢查，比如對于水泥攪拌樁施工過程中最為關(guān)鍵的材料水泥來說，必須進(jìn)行嚴(yán)格審核，按照規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場取樣、試驗等，以確保其質(zhì)量滿足規(guī)范及設(shè)計要求。對于現(xiàn)場其它施工材料以及施工機(jī)械設(shè)備來說，同樣需要加強(qiáng)審查和管理。

4.3 規(guī)范施工工藝流程

水泥攪拌樁施工工藝流程同樣需要進(jìn)行規(guī)范化控制和把關(guān)，確保施工工藝流程的合理性，避免因為施工工藝流程方面的混亂而影響到施工效果。一般來說，水泥攪拌樁施工工藝流程如下：①鉆機(jī)就位→②鉆桿下沉鉆進(jìn)→③上提噴漿→④重復(fù)攪拌下沉→⑤重復(fù)攪拌提升→⑥關(guān)閉攪拌機(jī)械→⑦回填石灰土并壓實(shí)。

鉆機(jī)就位是水泥攪拌樁施工的首要環(huán)節(jié)，將攪拌機(jī)移到指定樁位，對中、調(diào)平，并用鉛垂線檢查并調(diào)整樁機(jī)的垂直度。保證鉆機(jī)水平、導(dǎo)向架及鉆桿垂直，豎直度偏差不大于1.5%；鉆桿攪拌下沉鉆進(jìn)，主要就是按照設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行下沉處理施工，為后續(xù)灌漿打好基礎(chǔ)，下鉆的速度不大于1.0m/min；水泥漿的制備同樣需要引起足夠的關(guān)注，水泥漿液應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定的配比拌制，準(zhǔn)備好的漿液不得離析，不得停置過長，超過2 小時的漿液應(yīng)降低標(biāo)號使用；漿液倒入集料時應(yīng)加過濾，以免漿內(nèi)結(jié)塊損壞泵體；上提噴漿，主要就是指針對處理好的設(shè)計標(biāo)高結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴漿處理，進(jìn)而保障漿液能夠在相應(yīng)位置發(fā)揮出應(yīng)有的積極作用，噴漿時管道壓力控制在0.25～0.4Mpa 之間，漿液從噴嘴噴出并具有一定壓力后，原地噴漿攪拌30 秒，然后攪拌噴漿提升，提升速度控制在0.8m/min。噴水泥漿時嚴(yán)格控制噴漿標(biāo)高和停漿標(biāo)高，不得中斷噴漿，確保樁體長度；提升至地面以下1m 時，宜用慢速，攪拌提升至地面25cm 時，停止向孔內(nèi)噴漿，攪拌數(shù)秒以保證樁頭密實(shí)；重復(fù)攪拌下沉是為了保證攪拌的充分性和均勻性效果，復(fù)攪速度≤0.8/min；在重復(fù)攪拌完成之后，還需要將管路清洗，避免出現(xiàn)水泥漿堵塞等問題；一根樁體施工完成后，移位進(jìn)行下一樁位的施工，如此反復(fù)，完成整個軟土地基的施工處理。

4.4 嚴(yán)格控制施工參數(shù)

在水泥攪拌樁施工的應(yīng)用操作中，為了保證最終施工質(zhì)量，除了要做好上述施工工藝流程的規(guī)范管理和控制之外，還需要從施工參數(shù)的控制入手進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，參考試樁施工中所得到的參數(shù)，確定詳細(xì)、可行的施工操作參數(shù)，并且在后續(xù)的施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格限定，尤其是對于樁體的相關(guān)參數(shù)以及攪拌過程中的具體參數(shù)更是需要進(jìn)行嚴(yán)格控制和審查，避免出現(xiàn)任何偏差問題。

4.5 水泥攪拌樁的設(shè)計

1） 水泥攪拌樁的平面布置，通過對施工現(xiàn)場和現(xiàn)場土壤層的鉆探分析，水泥攪拌樁按梅花形布置，單根樁樁位偏差不得大于5cm，深度誤差不得大于5cm，并且樁身的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于1.2MPa（90 天齡期）。2） 水泥攪拌樁的材料設(shè)計要求，水泥使用42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際土質(zhì)以及試樁施工確定。由于施工現(xiàn)場軟土地基的天然含水量較高，為提高水泥攪拌樁中水泥漿的可加工性、穩(wěn)定性和初始強(qiáng)度，在配置水泥漿時可以加入高效減水劑并進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗。

4.6 水泥攪拌樁的施工

1） 施工前場地準(zhǔn)備，場地的平整應(yīng)清除所有地面和地下障礙物，包括石塊、樹根和垃圾等，同時確保場地達(dá)到圖紙要求的整平高程。施工人員在施工區(qū)域的起點(diǎn)和中樁進(jìn)行標(biāo)記，邊界區(qū)域用石灰灑線表示，并且只有在報監(jiān)理工程師驗收合格后才能進(jìn)行施工。2） 施工工藝選擇，水泥攪拌樁施工有噴射法和噴粉法兩種施工方法，這兩種方法都可以利用深層攪拌機(jī)械進(jìn)行強(qiáng)制攪拌軟土。兩者之間的區(qū)別在于，濕法或水泥漿攪拌法使用水泥漿作為硬化劑，而干法或粉末混合法則使用水泥粉作為硬化劑。干法工藝流程：場地平整，測量放樣，現(xiàn)場鉆機(jī)校對，噴粉攪拌上升，反復(fù)攪拌下沉，反復(fù)攪拌上升，停止鉆孔和移動，然后進(jìn)行下一樁的施工。濕法工藝流程:場地平整，測量放樣，鉆機(jī)對中和校平，攪拌下沉，噴漿和攪拌上升，重復(fù)噴漿攪拌下沉，重復(fù)噴漿攪拌上升，鉆頭停止移動，下一樁施工。3） 質(zhì)量控制與材料質(zhì)量，根據(jù)圖紙設(shè)計要求選擇水泥的類型，購買和存儲。首先，最早進(jìn)場的水泥要首先使用，避免由于長時間存放而導(dǎo)致水泥質(zhì)量下降。根據(jù)施工圖的要求配置水泥漿時，應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)審批合格的配合比進(jìn)行水泥漿配置、攪拌以及噴漿，保證樁長。水泥漿在進(jìn)入管道之前必須通過篩子進(jìn)行過濾，并且必須使水通過管道，以防止水泥漿損壞混合機(jī)械并保持管道濕潤，以利于水泥漿的運(yùn)輸。同時技術(shù)人員需要向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，以幫助施工人員正確進(jìn)行相關(guān)工作。

5 結(jié)語

綜上所述，對于道路軟土地基的施工應(yīng)用來說，重點(diǎn)加強(qiáng)對于水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用探討是極為重要的一個方面，水泥攪拌樁施工技術(shù)手段的應(yīng)用必須要從整個施工工藝流程入手進(jìn)行嚴(yán)格的控制和審查，切實(shí)提升施工質(zhì)量效果。