公路軟基加固中水泥攪拌樁的應(yīng)用與分析

張 茜

（河南中交路通監(jiān)理咨詢有限公司，河南 駐馬店 463000）

近年來，隨著基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，公路建設(shè)領(lǐng)域取得了令人矚目的成績。然而，在公路施工中難免會(huì)遇到孔隙比大、含水率高、抗剪強(qiáng)度差的軟土質(zhì)層，如果對(duì)此類軟基處理不當(dāng)，極有可能在施工過程中發(fā)生邊坡失穩(wěn)等多重危害,嚴(yán)重威脅工程施工過程中的質(zhì)量和安全。因此，軟土地基的工程性質(zhì)、沉降預(yù)測、抗震性能等一直是國內(nèi)外學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。目前，針對(duì)軟土地基的處理有多種措施，而水泥攪拌樁法是最佳、最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的措施。水泥攪拌樁法是在軟基中注入水泥或石灰等漿液并進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，利用膠結(jié)固化的原理提高軟基的強(qiáng)度、整體性以及地基承載。該方法具有施工難度低、應(yīng)用范圍廣、工程成本較低等特點(diǎn)，在我國的軟土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。

1 水泥攪拌樁的加固原理

作為公路軟基處理的一項(xiàng)重要措施，水泥攪拌樁滿足軟基處理需要，在公路施工中應(yīng)用具有良好效果，其應(yīng)用也變得越來越廣泛。水泥攪拌樁是軟土地基處理的重要技術(shù)措施，在軟基處理和加固中，它以軟土本身為材料，將水泥、水的配制液作為固化劑，然后用攪拌鉆機(jī)噴入軟土地基并進(jìn)行攪拌，讓固化劑與軟土發(fā)生物理與化學(xué)反應(yīng)，并黏結(jié)成強(qiáng)度較高的水泥加固土，從而增強(qiáng)土體強(qiáng)度，提高土體承載力，有效滿足工程建設(shè)需要。該方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、黃土、砂礫土等的處理，但不適用于障礙物較多且不易清除的雜填土處理。根據(jù)具體處理工藝不同，水泥攪拌樁可以分為濕法和干法兩種。濕法以水泥漿為主，攪拌均勻，方便復(fù)攪，水泥土硬化時(shí)間長。干法以水泥干粉為主，水泥土硬化時(shí)間短，能提升樁間強(qiáng)度，但攪拌均勻性差，也難以實(shí)現(xiàn)全過程復(fù)攪。具體應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場施工基本情況，采用合適的處理工藝。

2 工程概況

某公路工程屬于沖湖積平原，地貌類型較為單一。自然地面標(biāo)高為1.20～2.60m。據(jù)現(xiàn)場勘查可見，本路段存在較為深厚的淤泥質(zhì)軟土，軟土路基的含水量大、承載力低，不能滿足施工需要，有必要采取處理措施。目前在公路工程軟土路基處理過程中，主要的技術(shù)措施包括換填法、排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法、水泥攪拌樁法等。這些處理方法各有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢，能有效滿足軟土路基處理需要，其應(yīng)用效果也比較明顯。本文以水泥攪拌樁為例，通過正三角形布設(shè)水泥攪拌樁加固軟土地基。

3 公路軟基加固中水泥攪拌樁的應(yīng)用要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備工作。（1）施工材料準(zhǔn)備。提高對(duì)施工材料質(zhì)量控制的重視程度，采購質(zhì)量合格的原材料，保證質(zhì)量合格，使其有效滿足水泥攪拌樁施工需要。構(gòu)建好水泥庫，合理確定水泥庫的面積和水泥庫存量，為提升施工效果奠定基礎(chǔ)。水泥攪拌樁一般使用級(jí)配為32.5號(hào)的普通硅酸鹽水泥施工，施工前安排專業(yè)人員開展試驗(yàn)、檢測和質(zhì)量驗(yàn)收。一般送往中心試驗(yàn)室或送給監(jiān)理工程師，由他們開展試驗(yàn)檢測，保證質(zhì)量合格，進(jìn)而有利于提高軟土路基處理效果。（2）機(jī)械設(shè)備選擇。選用綜合性能良好的施工機(jī)械設(shè)備開展施工，做好設(shè)備質(zhì)量檢測和驗(yàn)收工作，促進(jìn)其綜合性能得以最佳發(fā)揮，為提高水泥攪拌樁處理效果和軟土路基施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。目前常用PH-5和PH-7兩種樁機(jī)，最大施工深度約18m。施工前開展機(jī)械設(shè)備質(zhì)量檢測，做好設(shè)備調(diào)試工作，為提升軟土路基處理效果創(chuàng)造便利。（3）施工場地平整。軟土路基處理前，需要平整施工場地，將垃圾、雜物、碎石等及時(shí)清理干凈。并在路基一側(cè)開挖排水溝，確保雨季施工過程中不出現(xiàn)積水現(xiàn)象，也為水泥攪拌樁施工創(chuàng)造良好條件。如果是場地低洼的地方應(yīng)回填黏土，每層厚度在30cm左右為宜。通過整平施工場地，能夠?yàn)檐浲谅坊幚砗凸こ藤|(zhì)量提升提供良好條件。

2）施工工藝流程。第一，施工控制及軸線布設(shè)。檢查、復(fù)核所有坐標(biāo)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，待確定無誤之后，在整個(gè)施工范圍內(nèi)通過全站儀測設(shè)基樁軸線控制點(diǎn)，并記錄好工程定位情況。要求必須在允許偏差內(nèi)控制好各點(diǎn)位位置，避免影響后期施工質(zhì)量。第二，設(shè)備安裝及調(diào)試。攪拌樁機(jī)進(jìn)場之后，需安裝好設(shè)備，并做好工前調(diào)試工作，保證各個(gè)設(shè)備運(yùn)行正常，避免施工中出現(xiàn)設(shè)備故障，影響施工進(jìn)度。第三，機(jī)械就位。安裝、調(diào)試完樁機(jī)，需及時(shí)就位，調(diào)整好平整度，并做好固定支撐工作，保證在施工過程中不會(huì)出現(xiàn)傾斜、位移等問題。第四，切土預(yù)拌。施工中，需先將攪拌機(jī)電機(jī)開啟，隨后把卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)鋼絲繩放松，沿導(dǎo)向架方向讓攪拌機(jī)持續(xù)攪拌、下沉，但需嚴(yán)格控制下沉速率。為避免鉆頭和排水板碰撞，第一次下沉要達(dá)到設(shè)計(jì)深度。第五，噴漿攪拌提升。在攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的過程中，可通過后臺(tái)進(jìn)行固化劑漿液的拌制，在漿桶內(nèi)攪拌漿液的時(shí)間需控制在90s以上，一般可選擇慢速攪動(dòng)電機(jī)在儲(chǔ)漿桶內(nèi)連續(xù)不斷地勻速、緩慢地?cái)嚢瑁苊鉂{液沉淀，影響使用質(zhì)量。當(dāng)攪拌機(jī)下沉到指定位置之后，需及時(shí)將灰漿泵啟動(dòng)，當(dāng)漿液注滿之后，可同時(shí)進(jìn)行噴漿及攪拌機(jī)提升工作，但需合理控制提升速度，以每分鐘50cm以內(nèi)為準(zhǔn)。第六，重復(fù)攪拌。攪拌機(jī)噴漿提升位置達(dá)到設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高的情況下，需及時(shí)將灰漿泵關(guān)閉，且排空集料斗內(nèi)的漿液。此時(shí)，為保證軟土內(nèi)均勻拌和漿液，需重新放下攪拌機(jī)，進(jìn)行下沉、攪拌施工，隨后向設(shè)計(jì)標(biāo)高以上50cm處提升，并做再次攪拌施工，以此增強(qiáng)樁身承載力。第七，移位清洗記錄。完成上述施工作業(yè)之后，即可進(jìn)行下一樁施工。要求成樁之后，清理干凈輸漿管路，避免水泥結(jié)塊。并定期將灰漿泵拆開進(jìn)行清理。在整個(gè)施工過程中，必須指派專人做好記錄工作，保證樁深、時(shí)間記錄無誤。

3）質(zhì)量控制措施。（1）做好成樁試驗(yàn)。在水泥攪拌樁軟基處理施工中，要重視施工前成樁試驗(yàn)工作的有效開展，應(yīng)在掌握水泥攪拌樁施工工藝及流程的基礎(chǔ)地上，做好成樁試驗(yàn)，通過有效地成樁試驗(yàn)，以此獲得相關(guān)的施工技術(shù)參數(shù)，從而為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。這需要施工單位組織專業(yè)的人員進(jìn)行成樁試驗(yàn)檢測，在獲取詳細(xì)的數(shù)理指標(biāo)后做好工程質(zhì)量的評(píng)估工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量缺陷，并及時(shí)修復(fù)和完善，從而保證成樁質(zhì)量，進(jìn)而提升軟土地基處理的效果。（2）加強(qiáng)水泥質(zhì)量控制。水泥質(zhì)量是保證水泥攪拌樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵，施工單位應(yīng)重視水泥質(zhì)量的控制，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)及要求對(duì)進(jìn)場的水泥質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，及時(shí)將質(zhì)量不合格的水泥剔除，保證施工質(zhì)量。（3）加強(qiáng)攪拌樁強(qiáng)度控制。為確保水泥攪拌樁施工質(zhì)量，要重視攪拌樁強(qiáng)度的控制。為避免出現(xiàn)攪拌樁強(qiáng)度不均勻的情況，在施工中既要保證各類機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行，也要控制鉆頭提升的速度，應(yīng)保證其處于勻速狀態(tài)。同時(shí)，要充分了解和掌握軟土地基各層的密度情況，并嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量及漿液濃度，從而提升水泥攪拌樁的強(qiáng)度。另外，為了避免出現(xiàn)斷樁的問題，質(zhì)量不合格的施工材料應(yīng)嚴(yán)禁使用，且需要根據(jù)成樁試驗(yàn)結(jié)果及實(shí)際情況，加強(qiáng)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的控制，為保證施工質(zhì)量，也需要定期對(duì)鉆頭進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有磨損情況，應(yīng)及時(shí)更換鉆頭，同時(shí)在具體的操作過程中嚴(yán)格控制鉆頭鉆進(jìn)的速度和提升速度。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，軟土地基之上修筑公路工程極易引發(fā)路基失穩(wěn)，影響行車安全。為此，相關(guān)部門及施工企業(yè)必須重視軟基處理措施，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況及自然條件等，在選擇與之相適應(yīng)的加固技術(shù)。水泥攪拌樁技術(shù)作為軟基加固的主要技術(shù)之一，因其優(yōu)異的性能，在公路施工中得到了大量應(yīng)用與推廣。