公路軟基處理中水泥攪拌樁技術(shù)研究

崔思淼 王韶東

（河南新誠公路技術(shù)有限公司，河南 濮陽 457000）

1 軟土地基的影響因素

1）較高的壓縮系數(shù)與較低的抗剪強(qiáng)度。低強(qiáng)度是軟土地基的主要特點(diǎn)之一。因?yàn)檐浲辆哂休^大的孔隙，將嚴(yán)重影響到地基承受外力的能力。如市政道路建設(shè)中軟土地基的強(qiáng)度無法改善，將導(dǎo)致塌陷等問題出現(xiàn)在市政道路工程中，進(jìn)而嚴(yán)重影響到市政道路工程的質(zhì)量與使用壽命，在增加安全隱患的同時(shí)，還會(huì)給道路養(yǎng)護(hù)增加困難。

2）較強(qiáng)的觸變性和流變性。軟土地基處理后，長期在重力和外力等作用下，也會(huì)產(chǎn)生各種變形問題。在施工過程中如選用的軟基加固方式不正確，在軟土流動(dòng)作用下，市政道路很容易出現(xiàn)坍塌等情況，根本無法保證路基的穩(wěn)定性。

3）較高的含水量和孔隙。因軟土中含有較多的水分，導(dǎo)致其孔隙較多較大。在軟土地基中其土質(zhì)的組成成分主要是黏土粒與粉土粒，大量負(fù)電荷往往存在于這些軟土粒表面。在空氣中大量負(fù)電荷會(huì)將空氣中的水蒸氣大量吸收，并在土粒表面停留，進(jìn)而將土粒含水量不斷增加。并將土粒之間的孔隙擴(kuò)大。

4）公路等級(jí)要求的道路性質(zhì)。對(duì)于設(shè)計(jì)要求的公路道路等級(jí)越高，平整度要求也越高，越需要采取強(qiáng)而有力的軟地基沉降處理措施。反之，公路等級(jí)較低時(shí)，可先鋪簡易公路路面，等待地基沉降結(jié)束后，再鋪常規(guī)的公路路面以達(dá)到節(jié)約資金的目的。公路道路的形狀、路堤的設(shè)計(jì)寬度與高度也是選擇處理方法時(shí)要考慮的重要原因。

2 工程概況

某公路全長16.3km，經(jīng)地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，本路段存在大量淤泥質(zhì)土，基于軟土無法直接用于路基持力層。綜合考慮工程路基條件、施工環(huán)境等因素，結(jié)合現(xiàn)場具體施工情況，決定選取具有代表性的路段作為試驗(yàn)段，全長500m，試驗(yàn)段樁號(hào)為k2+000～k2+500，本路段軟弱土層具有較大厚度，且地形復(fù)雜，基于工期短等條件，決定采用水泥攪拌樁用于本路段軟基處理。

3 公路軟基水泥攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備。施工前，相關(guān)管理技術(shù)人員，要仔細(xì)研究施工圖紙，并進(jìn)行交底和會(huì)審；以設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，制定施工組織方案，向施工人員進(jìn)行相應(yīng)的施工技術(shù)、工藝及規(guī)范、安全交底和文明施工教育等的宣傳和培訓(xùn)工作。認(rèn)真分析研究相關(guān)資料，包括建筑場地巖土工程勘察報(bào)告和施工圖紙等內(nèi)容。對(duì)施工現(xiàn)場前期探測未查明的地下管線，施工前首先對(duì)照設(shè)計(jì)進(jìn)行初探，確定管線位置和管線的走向，制定相應(yīng)的保護(hù)方案。此外，還要整平施工場地，同時(shí)清理施工現(xiàn)場的地下、地面及空中障礙物,保證安全施工。所有進(jìn)場的施工材料均需要進(jìn)行檢驗(yàn)，質(zhì)量合格后才進(jìn)入施工環(huán)節(jié)。對(duì)將使用的施工機(jī)械和設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場安裝和調(diào)試，保證性能正常，設(shè)備完好。

2）測量放線。根據(jù)圖紙測放軟土分區(qū)及處理措施分區(qū)線，并做好標(biāo)記。布設(shè)好堆載預(yù)壓高程控制點(diǎn)、攪拌樁樁位，樁位偏差≯5cm。同時(shí)繪制樁位編號(hào)圖，防止漏樁。經(jīng)復(fù)核無誤后作為樁位放樣的控制點(diǎn)并加以保護(hù)。

3）鉆機(jī)定位。調(diào)平鉆機(jī)垂直鉆桿，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，確保導(dǎo)向桿的垂直度，把噴漿口清洗干凈。

4）制備水泥漿。待深層攪拌機(jī)啟動(dòng)下沉?xí)r，即開始按設(shè)計(jì)確定的水泥摻入量、水灰比用攪拌機(jī)拌制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。

5）預(yù)攪下沉噴漿。待深層攪拌樁機(jī)冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)攪拌頭待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后，預(yù)攪下沉攪拌頭(速度小于2～2.5m/min)至樁底標(biāo)高并超深10～20cm(穿過淤泥層，且樁端進(jìn)入下臥土層不少于1.0m)；攪拌頭下沉過程中同時(shí)開動(dòng)后臺(tái)送漿泵，將配備好的水泥漿液送達(dá)樁機(jī)。下沉速度可由電機(jī)電流監(jiān)測表控制。

6）提升噴漿攪拌。將攪拌頭提升20cm左右，用灰漿壓力泵輸送水泥漿，沖開設(shè)在攪拌機(jī)中部的球閥進(jìn)入土體；在樁端底座攪拌30s，然后邊攪拌邊提升噴漿，同時(shí)嚴(yán)格按試樁測得的提升速度、注漿壓力提升攪拌頭。當(dāng)攪拌頭提升到距地面約1m時(shí)，減慢速度；當(dāng)提升到地面時(shí)，停止提升，停止噴漿，原位轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。

7）復(fù)攪噴漿提升。第一次提升噴漿攪拌至地面時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好用去一半。將攪拌頭重新下沉攪拌和提升噴漿攪拌一次，使攪拌土體和壓入的水泥漿充分拌和，保證樁體的連續(xù)性和均勻性，當(dāng)攪拌頭提升至地面時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。

8）移位及清洗。攪拌樁作業(yè)完成后，要把攪拌頭提到地面上，關(guān)停電機(jī)，并在已完成的樁頂上進(jìn)行標(biāo)記，把樁機(jī)移至新的樁位。

4 公路軟基處理中水泥攪拌樁質(zhì)量控制措施

1）全過程檢測水泥攪拌樁施工各個(gè)階段，定期檢查施工記錄，并以此為依據(jù)評(píng)價(jià)成樁質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)根據(jù)其影響程度采取相應(yīng)處理措施。必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行施工，規(guī)范操作行為，盡量減少樁體誤差，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，控制施工偏差。由技術(shù)人員開挖檢驗(yàn)成樁質(zhì)量，開挖深度一般為0.5-2.0m，檢測樁徑、樁體位置、材料均勻程度等進(jìn)行是否滿足施工要求，采取隨機(jī)檢測的方式，抽查總體數(shù)量的2—3%。為切實(shí)保證水泥攪拌樁施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況建立相應(yīng)管理體系，將質(zhì)量檢測工作貫穿于全過程之中，一旦存在不達(dá)標(biāo)部分，必須及時(shí)采取整改措施，減少在施工中存在的質(zhì)量隱患。為確保水泥攪拌樁施工順利進(jìn)行，應(yīng)建立起崗位責(zé)任制度，根據(jù)崗位內(nèi)容劃分具體職責(zé)，將責(zé)任落實(shí)到位，盡量減少人為操作失誤。

2）成樁施工質(zhì)量直接影響路基穩(wěn)定性及承載力，是水泥攪拌樁施工的重點(diǎn)部分及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。為規(guī)范施工操作行為，施工單位應(yīng)針對(duì)工程實(shí)際情況，結(jié)合水泥攪拌樁施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，組織施工人員技術(shù)培訓(xùn)，減少人為操作失誤。合理控制鉆進(jìn)速度，確保噴漿量滿足軟基加固需求。在具體施工中，如果噴漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)直接影響單樁承載能力，因此必須實(shí)時(shí)監(jiān)測漿液噴注量，并采取適當(dāng)調(diào)整措施，確保樁體強(qiáng)度滿足施工要求。若由于機(jī)械故障或外界因素不得不中斷施工，必須按照標(biāo)準(zhǔn)復(fù)打，與原樁體應(yīng)有重疊部分，宜超過1m，保證樁身整體穩(wěn)定性。在成樁施工過程中，也能鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及漿液噴注量等參數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際地質(zhì)條件決定，漿液與周邊土體充分混合在一起，提升地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

3）在攪拌成樁施工之前，必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工藝性試樁，檢驗(yàn)各項(xiàng)施工參數(shù)的準(zhǔn)確性，并根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)成果進(jìn)行成樁施工。若樁體周圍相對(duì)軟弱土層分布較為廣泛，可適當(dāng)提升水泥用量并增加攪拌次數(shù)，提升軟土地基強(qiáng)度。鉆進(jìn)施工時(shí)鉆機(jī)應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免鉆機(jī)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，造成樁體傾斜，將垂直度誤差控制在1%以內(nèi)。成樁施工中所采用固化劑必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中要求的配合比例，不能存在離析現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國公路道路施工的范圍越來越廣，偏遠(yuǎn)地區(qū)的公路建設(shè)也越來越多，復(fù)雜的地質(zhì)條件導(dǎo)致道路施工面臨的施工環(huán)境越來越復(fù)雜，軟土路基極為常見。水泥深層攪拌樁技術(shù)成熟，驗(yàn)證可靠，是路基軟基處理的重要手段。在水泥深層攪拌樁軟基處理施工作業(yè)過程中，務(wù)必熟知并嚴(yán)格按照科學(xué)設(shè)計(jì)的施工程序開展施工作業(yè)，確保每一道工序均能符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并保質(zhì)保量完成施工內(nèi)容；完工之后做好檢查工作，確保成樁質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。