市政道路深層水泥攪拌樁施工分析

◎陳磊

引言：

在傳統(tǒng)的市政道路建設(shè)中，由于地基建設(shè)的相對落后，大多數(shù)市政道路的地基都是質(zhì)量較差的軟土地基。市政道路是城市道路的中心，在實(shí)際施工過程中，往往需要具有較大的承重能力，由于軟土地基的質(zhì)量較差，大多數(shù)市政道路的使用壽命難以得到保證。水泥攪拌樁施工技術(shù)作為二十世紀(jì)末快速發(fā)展起來的一種新型地基施工技術(shù)，在地基加固處理當(dāng)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，為市政道路地基的加固和道路建設(shè)發(fā)揮了重要的作用，大大提升了市政道路的使用壽命。

一、水泥攪拌樁施工技術(shù)概述

水泥攪拌樁施工技術(shù)發(fā)展于二十世紀(jì)末，經(jīng)過十幾年的發(fā)展之后，如今在市政道路施工方面已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用。它的主要作用是對道路地基進(jìn)行施工和加固，通過提升城市地基的質(zhì)量來保證城市道路的使用壽命，保證市政道路能夠在較長的時間內(nèi)持續(xù)使用。水泥是水泥攪拌樁施工技術(shù)固化劑的主要成分，利用水泥攪拌樁，該技術(shù)可以將大量水泥注入泥土當(dāng)中，然后通過攪拌技術(shù)讓水泥和泥土進(jìn)行充分的混合，并經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)使得原本質(zhì)地松軟的泥土變硬，達(dá)到市政道路建設(shè)所需要的地基要求。具體來講，水泥攪拌樁施工技術(shù)可以分為干噴法和濕噴法兩種，分別適用于不同的施工環(huán)境，并且在實(shí)際施工過程當(dāng)中都有著十分不錯的應(yīng)用效果。

水泥攪拌樁施工技術(shù)

二、市政道路軟土地基的危害

不同地區(qū)的地質(zhì)土壤情況相差較大，實(shí)際完成工程質(zhì)量受到周圍自然環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境影響較大，需要就不同地區(qū)的地基特點(diǎn)進(jìn)行慎重選擇，軟土地基是市政道路建設(shè)過程中常見的施工環(huán)境。在建設(shè)施工過程中，軟土地基無法承擔(dān)直接進(jìn)行地基建設(shè)的任務(wù)，在地基施工之前，首先需要對軟土地基進(jìn)行改善，由于市政道路工程往往具有較大的負(fù)荷，同時由于整個市政道路的總體投資金額較大，且連接的位置較為關(guān)鍵，所以在投入使用之后，需要具備較長的使用壽命，并且在使用過程中需要保證較高的安全性能，而軟土地基對于市政道路建設(shè)而言具有諸多不良的影響，首先由于軟土地基自身的物理特性決定了其承載力與普通地基相比相差較遠(yuǎn)，在日常使用時能夠承受的荷載能力有限，并且在后期無法承擔(dān)較大的負(fù)荷。在使用過程中，隨著使用時間的增加，軟土地基區(qū)域的沉降問題較為嚴(yán)重，會影響到過往車輛的正常行駛安全。由于軟土地基的強(qiáng)度較低，在使用過程中容易出現(xiàn)變形的情況，道路嚴(yán)重變形會影響到整個交通網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，造成巨大的社會負(fù)面影響和經(jīng)濟(jì)損失。

三、水泥攪拌樁施工技術(shù)的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的市政道路地基加工技術(shù)相比，水泥攪拌樁技術(shù)有著不可替代的優(yōu)勢。

1.最大程度的利用原土。

水泥攪拌樁施工技術(shù)最突出的優(yōu)勢就是能夠最大程度的利用原土。在道路地基建設(shè)當(dāng)中，為了避免軟土地基在使用過程當(dāng)中因難以承受過高的壓力而遭到損壞，需要對軟土地基進(jìn)行加固處理。而傳統(tǒng)的地基建設(shè)技術(shù)進(jìn)行加固的方式往往是將原本的軟土挖掘出來，再以硬度較高人工挖掘土進(jìn)行置換。這種置換方法雖然能夠起到加固地基的作用，但是往往需要浪費(fèi)大量的人力物力，且在施工環(huán)境較為惡劣的情況下難以使用。而利用水泥攪拌樁施工技術(shù)，通過將軟土與水泥充分?jǐn)嚢杞Y(jié)合，促進(jìn)其產(chǎn)生相應(yīng)的物理和化學(xué)變化來使其變硬，可以最大程度的利用原土，降低在施工過程當(dāng)中所造成的人力物力消耗。同時，因?yàn)楸苊饬巳斯ぶ脫Q土質(zhì)，水泥攪拌樁施工技術(shù)也能夠大大的縮短施工所需的時間，提高市政道路建設(shè)的工作效率。

2.對周圍建筑的影響較小。

傳統(tǒng)的道路地基施工技術(shù)要大范圍的進(jìn)行地基土壤的轉(zhuǎn)移和置換，用于地基建設(shè)的土壤往往質(zhì)地較硬且承受壓力較大，因此很容易造成地基的側(cè)向擠出，對周邊的建筑地基造成影響，從而在一定程度上造成了周邊建筑質(zhì)量的下降。利用水泥攪拌樁施工技術(shù)，直接利用原土進(jìn)行地基的加固和施工，可以最大程度的保證周邊土地不受破壞，因此往往不會造成地基的側(cè)向擠出，可以將對周邊建筑的影響降低到最小，保證周邊建筑不會因?yàn)槭姓缆返亟ㄔO(shè)而遭到破壞。

3.施工方案設(shè)計(jì)靈活。

市政道路的建設(shè)往往需要面對不同的土地環(huán)境，根據(jù)不同的土地環(huán)境選擇不同的施工方案能夠在很大程度上提高施工工程效率，降低道路施工所需要的成本。傳統(tǒng)的道路地基建設(shè)手段由于技術(shù)水平的相對落后，在面對不同的土質(zhì)環(huán)境時往往沒有較多的變化，只能采用同樣的施工方案打“持久戰(zhàn)”，這無疑會大大增加道路施工所需要的時間，提高道路施工的成本消耗。在這一方面，水泥攪拌樁施工技術(shù)所具有的優(yōu)勢是，它能夠根據(jù)不同的土質(zhì)環(huán)境選擇不同的固化劑原料，通過不同的固化劑配方來適應(yīng)不同的土質(zhì)環(huán)境，從而保證水泥攪拌樁施工技術(shù)能夠適應(yīng)各種土質(zhì)的要求，不論在何種土質(zhì)環(huán)境下都能夠保證具有最大的施工效率，以此來避免道路施工團(tuán)隊(duì)因?yàn)橥恋丨h(huán)境的不同而造成的施工效率的下降，大大降低了市政道路施工所需要的成本。

4.避免附加沉降的發(fā)生。

在傳統(tǒng)的道路地基加工技術(shù)當(dāng)中，不論采用哪一種技術(shù)手段，最后建成的地基與原土相比，其重度都會發(fā)生很大的變化，單位面積上對土層的壓力大大增加，再加上施工過程當(dāng)中對于土層的擾動，土層承受壓力的能力降低，最終導(dǎo)致地基沉降的發(fā)生。地基的沉降會引發(fā)城市道路的下陷，從而大大縮短了城市道路的使用壽命，并且造成了道路使用的交通安全隱患。利用水泥攪拌樁施工技術(shù)，直接利用原土加注水泥進(jìn)行施工，最后完工的地基與原土相比，它的重度并不會發(fā)生太大的變化，并且，利用水泥攪拌樁攪拌施工，對于周圍土層的擾動影響也同樣會降低到最小。

四、水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用

1.試樁。

為了確保后續(xù)工作的安全和順利進(jìn)行，在施工正式開始之前，需要工作人員和設(shè)計(jì)人員對于施工地區(qū)的自然地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行現(xiàn)場試樁，首先需要勘察施工場地地質(zhì)環(huán)境，以判斷選擇合適的施工方法，確定最合適的樁型以方便后續(xù)進(jìn)行材料設(shè)備的供給。為了防止在施工過程中出現(xiàn)不必要的失誤，造成施工無法按時進(jìn)行，在施工機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場之前，需要對設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保其能夠完成既定工作任務(wù)，同時對樁基設(shè)備和施工現(xiàn)場條件進(jìn)行二次比對，進(jìn)行對比的目的是更準(zhǔn)確地掌握攪拌樁的承受力，為后續(xù)工作提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。由于在施工過程中，如果臨時變更樁型，會額外增加施工費(fèi)用，因?yàn)樵谑┕み^程中，如果臨時對樁型進(jìn)行變更，就需要對適配的機(jī)器設(shè)備及材料進(jìn)行改變，此舉不僅會大幅度降低工程進(jìn)度，而且會造成施工成本的上漲。所以在進(jìn)行施工之前，首先需要對所有的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)，保證在非特殊情況下，不需對樁型進(jìn)行變更，然后再將相應(yīng)的適配安裝設(shè)備和材料進(jìn)行調(diào)配。對于市政管網(wǎng)工程而言，對于樁型改變的幾率較少，但不排除特殊情況，如前期設(shè)計(jì)過程中對地質(zhì)勘查效果不詳細(xì)，或者是工作人員對于樁型材料實(shí)際的力學(xué)性能掌握不夠，導(dǎo)致在施工過程后需臨時對樁型進(jìn)行變更的情況?？傊?，為了控制施工成本和施工進(jìn)度，在正式施工之前一定要對相應(yīng)的準(zhǔn)備工作、相關(guān)數(shù)據(jù)再三確認(rèn)，保證性能符合施工需求，以保證正式開工后相關(guān)作業(yè)內(nèi)容都能夠按照原計(jì)劃順利進(jìn)行，最大程度地保證施工工期的控制。為了防止攪拌樁數(shù)量過多而造成的荷載數(shù)值巨大，使該區(qū)域的軟土地基無法承受，可采用靜壓樁施工方法。

但由于兩種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系并非明確的數(shù)字對應(yīng)，所以需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和工作人員經(jīng)驗(yàn)，對其相關(guān)經(jīng)驗(yàn)有一個大致的了解，并在后續(xù)工作安排中有所體現(xiàn)，確保能提前設(shè)計(jì)應(yīng)急預(yù)案，防止在設(shè)備使用過程中，由于相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算失誤導(dǎo)致工作無法順利進(jìn)行。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，壓力樁與單樁承受力一般的比值為2，在之前的實(shí)驗(yàn)過程中只要能夠完成靜載實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，就證明在后續(xù)的實(shí)際使用過程中也能符合相應(yīng)的需要。為了持續(xù)提高現(xiàn)場質(zhì)量管理能力，就要對工作過程中相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，尤其是關(guān)于承載力、有效樁長、灌漿速度、入巖深度等，對于道路正常使用壽命和工作質(zhì)量有密切影響的數(shù)據(jù)，必須要分門別類的進(jìn)行整理收集，以便在未來的工作中作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，幫助工程管理人員更好地掌握現(xiàn)場施工情況。

試樁

2.選擇機(jī)械。

水泥攪拌樁施工量較大，宜采取機(jī)械化作業(yè)方式。為順利完成水泥攪拌樁施工任務(wù)，需結(jié)合工程質(zhì)量要求、實(shí)際施工環(huán)境等具體情況，選擇相適應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。深層攪拌樁機(jī)是最重要的施工機(jī)械，主要選用單軸深層攪拌樁機(jī)和雙軸深層攪拌樁機(jī)。這2種攪拌樁機(jī)的適用場所不同，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和地基處理?xiàng)l件做出合理選擇，以保證其與實(shí)際施工需求相適配。對于塊狀軟基，選用單頭深層攪拌樁機(jī)較為合適；而對于壁狀或格柵狀軟基，選用雙軸深層攪拌樁機(jī)為宜。

3.放樣。

放樣工作通過對實(shí)地進(jìn)行測量，并對測量過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，為后續(xù)的施工工作提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。為各個建設(shè)內(nèi)容之間的相對距離、關(guān)系點(diǎn)以及角度高度等提供明確的數(shù)據(jù)支持，幫助工作人員設(shè)立好相應(yīng)的控制點(diǎn)，為完成建設(shè)任務(wù)，找到相應(yīng)的標(biāo)高點(diǎn)，提供準(zhǔn)確定位。放樣工作的質(zhì)量，直接決定了后續(xù)工作是否能夠順利推進(jìn)，也決定了實(shí)際施工內(nèi)容是否與設(shè)計(jì)參數(shù)保持一致，所以在放樣過程中必須嚴(yán)格按照圖紙中的規(guī)定來進(jìn)行工作，并保證最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.拌制水泥漿。

水泥攪拌樁在道路工程軟基加固過程中，有非常重要的影響，在拌制水泥漿時，工作人員必須要控制好水泥、水以及其他添加劑的配合比，在進(jìn)行配制之前，為了防止材料浪費(fèi)并明確配制材料的實(shí)際使用效果，要選擇少量材料進(jìn)行提前試驗(yàn)，確保水泥漿質(zhì)量能夠符合施工標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際拌制水泥漿要根據(jù)之前實(shí)驗(yàn)所得到的配合比數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，在進(jìn)行水泥攪拌過程中，應(yīng)確保整個過程的攪拌速度均勻，防止水泥成塊，更不能出現(xiàn)凝固現(xiàn)象。

5.水泥攪拌機(jī)械安裝現(xiàn)場就位。

水泥攪拌樁在加固軟基施工過程中，應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行及時清理，并安排專業(yè)工作人員對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行組裝，確保鉆機(jī)能夠順利進(jìn)場并完成組裝任務(wù)。設(shè)備組裝過后，需要有專業(yè)工作人員對機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試，并采用儀器對其各部分的機(jī)械組成進(jìn)行調(diào)試，在施工過程間，工作人員也要定期對設(shè)備進(jìn)行檢查，確保機(jī)械能夠處于正常的工作狀態(tài)，以防止機(jī)械設(shè)備異常而造成的水泥漿制備攪拌過程出現(xiàn)問題，影響到后續(xù)的施工質(zhì)量。

6.攪拌機(jī)提升攪拌。

鉆機(jī)正式開始工作之后，應(yīng)沿著之前安排好的鋼筋架方向，不斷進(jìn)行切土攪拌，在攪拌混凝土?xí)r，水泥漿的漿泵要開始向土質(zhì)中灌入水泥漿。當(dāng)達(dá)到施工要求高度之后，不再注入漿液，但要根據(jù)試樁時間對其進(jìn)行控制，及時提升攪拌機(jī)位置，防止噴漿口堵塞。

攪拌機(jī)提升攪拌

五、市政道路軟基工程水泥深層攪拌樁施工質(zhì)量控制

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國城市化建設(shè)也愈加完善，這都為市政道路建設(shè)規(guī)范的擴(kuò)大提供了可靠地依據(jù)。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，市場競爭壓力越來越重，更對市政工程的質(zhì)量提出了更高地要求。

1.對全部施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確編號，在鉆機(jī)明顯位置懸掛現(xiàn)場技術(shù)員、鉆機(jī)長等標(biāo)牌。在水泥攪拌樁開鉆前，應(yīng)對整個管道進(jìn)行清洗并對管道堵塞情況進(jìn)行檢查，確保水徹底排出后，應(yīng)進(jìn)行下沉作業(yè)。將一個吊錘懸掛在主機(jī)上面，可以降低水泥攪拌樁體垂直度的偏差值。

2.將電腦記錄儀配備到每臺機(jī)械上，可以確保樁體摻合量與水泥漿用量符合設(shè)計(jì)規(guī)定。并進(jìn)行水泥漿比重測定儀的配置，確保實(shí)時對水泥漿水灰比進(jìn)行檢測，確保其符合施工要求。為防止第一次下鉆出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象，可帶漿下鉆，與總噴漿量相比，應(yīng)低于50%，在下鉆施工中應(yīng)避免帶水下鉆施工。施工中應(yīng)選用低檔操作進(jìn)行第一次下鉆與提鉆作業(yè)，隨后進(jìn)行提升。水泥攪拌樁成樁時間應(yīng)在40分鐘以上，并將其噴漿壓力控制在0.4Mpa以上。

3.為達(dá)到施工要求，在樁底第一次提鉆噴漿時應(yīng)進(jìn)行30秒的停留，隨后進(jìn)行樁端作業(yè)。水泥深層攪拌樁施工過程中，應(yīng)對噴漿與停漿時間進(jìn)行嚴(yán)格控制。開鉆施工后不能出現(xiàn)噴漿中斷現(xiàn)象，應(yīng)連續(xù)作業(yè)。當(dāng)存在噴漿量不夠的情況，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)施工規(guī)定，進(jìn)行復(fù)噴作業(yè)。復(fù)噴噴漿量應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定以上。如遇不可避免因素時，應(yīng)對中斷深度進(jìn)行及時記錄與分析，補(bǔ)噴施工應(yīng)在12小時內(nèi)進(jìn)行，并在施工記錄本內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)噴情況的詳細(xì)記錄。補(bǔ)噴重疊段必須在100厘米以上，如時間在12個小時以上時，應(yīng)選用補(bǔ)樁方式進(jìn)行施工。

結(jié)語：

深層水泥攪拌樁處理過程較快，可以快速投入使用。但深層水泥攪拌軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，則很難進(jìn)行補(bǔ)救且在構(gòu)成隱患。因此，在施工中需要緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制施工過程中的施工管理。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)情況對工藝等做出必要的調(diào)整，有利于保證工程質(zhì)量。