淺析深層攪拌樁在公路軟土路基處理中的應(yīng)用

燕晨陽?衛(wèi)樂義

摘 要：在軟土地區(qū)，地基處理的任務(wù)主要是解決地基變形問題，在滿足強(qiáng)度的基礎(chǔ)上對變形進(jìn)行控制，樁體強(qiáng)度并不是越高越好，應(yīng)使其有一定的變形量，促使樁間土發(fā)揮強(qiáng)度。深層攪拌法最大限度的利用了原狀土，攪拌時(shí)無振動(dòng)、無噪音、無污染，可有效提升地基承載力。為此，本文在全面了解深層攪拌樁作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對深層攪拌樁在公路軟土路基處理中的應(yīng)用要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：深層攪拌樁;公路軟土路基;作用機(jī)理

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，公路工程建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績，建設(shè)規(guī)模逐年擴(kuò)大。隨之大量公路工程不得不修建于不良地質(zhì)之上，如軟弱地基，為保證公路工程軟土地基施工質(zhì)量，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，采取切實(shí)可行的加固措施。作為一種新型地基處理技術(shù)，深層攪拌樁因其施工便捷、成本低、加固效果良好等優(yōu)點(diǎn)在軟基加固工程中得到了廣泛應(yīng)用。深層攪拌樁可有效控制軟弱地基不均勻沉降，提升地基承載力。經(jīng)大量實(shí)踐證明，深層攪拌樁在公路工程軟土地基加固中具有良好的應(yīng)用效果，且得到了公路行業(yè)的廣泛認(rèn)可。

1 深層攪拌樁的作用機(jī)理

深層攪拌法的固化劑多采用水泥、石灰材料，外加劑以石膏、木質(zhì)素磺酸鈣為主。在軟弱土層內(nèi)插入深層攪拌機(jī)，并做均勻攪拌，可促使軟土和固化劑發(fā)生一系列的反應(yīng)，從而改善軟土性能，起到固化硬結(jié)的作用。

土質(zhì)不同，深層攪拌法的加固機(jī)理也有所差異。例如，砂性土，水泥土的固化原理基本等同于建筑上的水泥砂漿原理，其特點(diǎn)為固化時(shí)間相對較短，且原理并不復(fù)雜。粘性土，當(dāng)摻加水泥用量有限的情況下，因粘粒表面積較大，且存在一定活性物質(zhì)，將會減慢硬化速度，因此，相比砂性土，其固化機(jī)理更為復(fù)雜一些。因此，施工方法不同，固化劑不同，均會影響深層攪拌法的加固機(jī)理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為一種新型加固和防滲技術(shù)，深層攪拌樁在公路軟基加固工程中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。

2 工程概況

本工程為某公路施工建設(shè)項(xiàng)目，長為14.6km，寬度為26m。該公路的沿線內(nèi)分布著較為廣泛的軟土。經(jīng)過綜合的分析考慮，本工程決定采用深層攪拌樁對軟土路基進(jìn)行處理。

3 公路軟土路基處理中深層攪拌樁的應(yīng)用要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備。（1）在正式施工之前，應(yīng)先對施工場地進(jìn)行平整和清理工作。將場地內(nèi)的雜物和障礙物全部清除干凈。對于場地低洼處應(yīng)采用黏土進(jìn)行回填夯實(shí)處理，需要注意的是不得采用雜填土進(jìn)行回填處理。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行樁位的測量放樣。對于測定出來的樁位應(yīng)做好標(biāo)記，并采取保護(hù)措施。在施工過程中應(yīng)定期對樁位進(jìn)行檢查。（3）在施工前，先對攪拌機(jī)的基本參數(shù)進(jìn)行確定，其次要根據(jù)要求進(jìn)行水泥漿液參數(shù)的配比。

2）鉆機(jī)就位。當(dāng)攪拌機(jī)械安裝完成之后，應(yīng)將掛鉤勾住行走管的兩端，開動(dòng)絞車移動(dòng)深層攪拌機(jī)達(dá)到指定樁位處，并進(jìn)行精確對中。如果地面存在凹凸不平的問題時(shí)，應(yīng)先對地面進(jìn)行平整處理，或者可以在攪拌機(jī)下鋪墊枕木，從而確保攪拌機(jī)平穩(wěn)的行走。樁機(jī)進(jìn)行對中施工應(yīng)確保滿足相關(guān)的要求。一般情況下，樁位的對中誤差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)，垂直度的偏差則應(yīng)控制在1%以內(nèi)。

3）水泥漿液的制作。嚴(yán)格按照水泥漿液的設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行漿液的拌制。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，水泥的摻入量應(yīng)控制在15%，水灰比應(yīng)控制在0.5。在進(jìn)行原材料的添加時(shí)，拌和機(jī)應(yīng)保持不間斷的攪拌。一般情況下攪拌的時(shí)間應(yīng)控制在3min以上。當(dāng)水泥漿液充分?jǐn)嚢杈鶆蛑蠹纯蛇M(jìn)行送料。如果發(fā)生特殊情況需要停止送料時(shí)，拌和機(jī)仍應(yīng)保持不間斷的攪拌，這樣可以有效的避免水泥漿液出現(xiàn)離析的問題。

4）預(yù)攪下沉。先要開啟攪拌機(jī)，接著放下鋼絲繩，鋼絲繩的下沉速度應(yīng)控制在0.5m/s。在施工過程中如果遇到硬土層時(shí)，由于硬土層相對比較堅(jiān)硬，容易影響施工攪拌的速度。因此，可以根據(jù)情況采取帶水鉆的鉆進(jìn)的措施。

5）第一次注漿、提升。當(dāng)預(yù)攪拌的深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，即可開啟灰漿泵，在灰漿泵的作用下，經(jīng)攪拌均勻的水泥漿注入路基的軟土中。這個(gè)過程中要一直保持一邊攪拌、一遍注漿的狀態(tài)，主要是防止混凝土在注漿過程中產(chǎn)生凝固，一般情況下，提升的速度應(yīng)控制在0.5m/min。如果提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高處即可結(jié)束提升。

6）重復(fù)下沉。完成第一次注漿、提升后，緊接著應(yīng)該進(jìn)行重復(fù)的下沉攪拌作業(yè)。以確保水泥漿液充分的分布在土體中。重復(fù)下沉的速度應(yīng)控制在0.5m/min。當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，則可停止下沉。在攪拌機(jī)的施工過程中，如果出現(xiàn)問題而停止?jié){液的供應(yīng)時(shí)，應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m的位置處。

7）重復(fù)注漿、提升。重復(fù)下沉至原深度時(shí)，再次開啟灰漿泵，進(jìn)行第二次的注漿施工。按照第一次注漿的施工操作步驟重復(fù)進(jìn)行注漿施工。

8）清洗。當(dāng)深層攪拌樁施工完成之后，應(yīng)及時(shí)采用清水對漿液的輸送管路進(jìn)行清理，從而避免漿液凝固而出現(xiàn)堵管的問題。對于鉆頭上的土體應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理和常規(guī)的檢查，一旦出現(xiàn)問題，如損壞等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該及時(shí)的更換。

4 公路軟土路基處理中深層攪拌樁的質(zhì)量控制措施

1）攪拌樁樁位不準(zhǔn)。在公路工程軟土路基處理的過程中，要想防止出現(xiàn)樁位不準(zhǔn)的情況，在施工之前，一定要做好施工控制工作，比如樁位的校準(zhǔn)和核對。通常情況下，施工單位的施工人員在完成樁位放置之后，監(jiān)理人員要對這一樁位進(jìn)行復(fù)核，并且還要對樁位相對軸線位置進(jìn)行有效的監(jiān)測，從而在施工過程中，才能避免一些部位出現(xiàn)反復(fù)施工的情況。此外，在進(jìn)行公路工程軟土路基施工時(shí)，有關(guān)人員進(jìn)行放置軸線相對位置和監(jiān)測時(shí)，一定要做好相應(yīng)的檢查工作，才能有效地避免質(zhì)量問題的出現(xiàn)，確保工作的順利開展和實(shí)施。

2）鉆頭下沉攪拌時(shí)遇阻。針對打樁機(jī)的鉆頭下沉，進(jìn)行攪拌時(shí)，可能會遇到很大的樹根、石頭或者一些其他的雜物，這樣就會促使攪拌機(jī)很長時(shí)間的攪拌，但是卻沒有辦法讓其下沉，針對這樣的現(xiàn)象，在進(jìn)行施工時(shí)，監(jiān)管人員應(yīng)該發(fā)揮其自身的作用，能夠認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_展工作，對每一道工序都進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述問題，能夠確保工程的施工質(zhì)量。此外，倘若鉆頭在下沉攪拌時(shí)，遇到了阻礙，施工人員就要停止施工，并且采用間隔樁位的施工方法開展工作，最后對樁受到阻礙問題進(jìn)行有效地處理。

3）輸漿堵塞。對于公路工程軟土路基的處理來說，在進(jìn)行處理的時(shí)候，經(jīng)常會出現(xiàn)輸漿堵塞問題，出現(xiàn)這一問題的原因主要是因?yàn)殂@頭噴灌的位置擺放不正確、漿液的稠度太大等導(dǎo)致的。同時(shí)在采用深層攪拌樁技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，水灰比要控制在0.5左右，如果水灰比在0.5以下，就非常容易造成輸漿堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，所以要對水灰比進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，同時(shí)要及時(shí)清理干凈輸漿管道，最后再進(jìn)行輸漿施工。此外，如果在處理的過程中，出現(xiàn)了堵塞，要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整鉆頭噴灌位置。

5 結(jié)束語

綜上所述，在我國公路工程建設(shè)中，軟土路基已經(jīng)非常普遍，特別是近幾年公路建設(shè)力度加大，很多公路的規(guī)劃都處于軟土層上，所以，對軟基處理技術(shù)的研究具有重要意義。隨著軟基處理技術(shù)的成熟，多種處理開始被應(yīng)用在路基處理中，深層攪拌樁具有眾多優(yōu)勢，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軟土路基處理中。深層攪拌樁可以增加土體顆粒之間的連接效果，減少土體的含水率與空隙率，改善土體的力學(xué)性能，從而在很大程度上提高地基的承載力，使其滿足公路路基的要求。

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