公路路基工程中深層攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)

李振虎

（河北衡通工程項(xiàng)目管理有限公司，河北 衡水 053099）

0 引言

軟基問(wèn)題是公路工程施工中最常遇到的問(wèn)題之一。針對(duì)深層軟基，常采用工程樁的方法處理，深層攪拌樁以操作簡(jiǎn)單、效果顯著和適用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。為了使這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到理想成效，有必要根據(jù)工程實(shí)際情況通過(guò)對(duì)施工工藝方法的深入分析明確各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)。

1 工程概況

某公路工程沿線(xiàn)范圍內(nèi)分布有軟土，主要為淤泥質(zhì)亞黏土和淤泥，其主要物理力學(xué)性質(zhì)如表1 所示。綜合考慮公路沿線(xiàn)具體情況與現(xiàn)場(chǎng)施工條件，最終決定采用深層攪拌樁技術(shù)進(jìn)行軟基處理。

表1 軟土主要物理力學(xué)性質(zhì)

2 深層攪拌樁施工工藝與方法

2.1 施工工藝流程

深層攪拌樁施工中可能在鉆機(jī)貫入或提升過(guò)程中噴漿。具體在何時(shí)進(jìn)行噴漿，需要以地層軟硬程度及所用攪拌頭類(lèi)型等為例確定。在水泥漿液配制過(guò)程中，應(yīng)做好水灰比控制，通常在0.45～0.50 范圍內(nèi)。當(dāng)借助砂漿攪拌機(jī)進(jìn)行漿液配制時(shí)，要求攪拌持續(xù)時(shí)間達(dá)到3min 以上。水泥漿液配制完成后不能靜置太長(zhǎng)時(shí)間，如果超出2h，需要降低標(biāo)號(hào)使用。灰漿攪拌機(jī)內(nèi)的漿液要在送漿之前持續(xù)攪拌。深層攪拌樁施工一般按照如下工藝流程進(jìn)行：樁機(jī)就位→鉆進(jìn)噴漿→提升攪拌→重復(fù)噴射與攪拌→重復(fù)提升與復(fù)攪→成樁。

2.2 施工工藝方法

2.2.1 樁機(jī)就位

借助起重機(jī)或絞車(chē)將深層攪拌機(jī)移至樁位。為了使樁機(jī)準(zhǔn)確到位，需設(shè)置定位卡，將樁位橋頭搭板間誤差控制在10cm 以?xún)?nèi)，并使導(dǎo)向架與攪拌軸均和地面成90°角[1]。

2.2.2 噴漿攪拌

樁機(jī)就位并檢查無(wú)誤后啟動(dòng)灰漿泵，確認(rèn)漿液通過(guò)噴嘴向外噴出后，開(kāi)啟樁機(jī)使攪拌頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)行噴漿攪拌，鉆進(jìn)速度按1.0m/min 控制，轉(zhuǎn)速按60r/min 控制，漿液噴射壓力按1.0～1.4MPa 控制，單位時(shí)間噴漿數(shù)量按330L/min 控制，攪拌頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的層位后，繼續(xù)在原地噴漿30min，之后開(kāi)始反轉(zhuǎn)提升，鉆進(jìn)深度誤差不能超過(guò)5.0cm[2]。

2.2.3 提升攪拌

樁機(jī)的攪拌頭從樁底開(kāi)始向上反轉(zhuǎn)提升，到達(dá)地面為止。若樁機(jī)的攪拌頭附著大量軟黏土，需立即清除。

2.2.4 重復(fù)鉆進(jìn)與攪拌

按照2.2.2 重復(fù)操作，若實(shí)際噴漿量已經(jīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則只進(jìn)行復(fù)攪，無(wú)需送漿。

2.2.5 重復(fù)攪拌與提升

按照2.2.3 重復(fù)操作，直至樁機(jī)的攪拌頭到達(dá)地面。

2.2.6 成樁

連續(xù)完成3 次復(fù)攪方可完成1 根樁的施工，結(jié)束后立即啟動(dòng)灰漿泵對(duì)管路進(jìn)行沖洗，以免管路內(nèi)殘留水泥漿發(fā)生硬化影響其他樁的施工。沖洗完成后，需將樁機(jī)的攪拌頭提升至地面。當(dāng)需要在提升過(guò)程中進(jìn)行噴漿時(shí)，其施工需按照以下工藝流程進(jìn)行：樁機(jī)就位→預(yù)攪下沉→提升攪拌→重復(fù)攪拌→成樁[3]。

2.3 施工注意事項(xiàng)

（1）現(xiàn)場(chǎng)施工開(kāi)始前需做好場(chǎng)地平整，將地上、地上存在的所有障礙物均清除干凈。清理局部低洼段存在的積水，并做好清淤，再采用黏性土進(jìn)行分層回填與夯實(shí)，注意不能使用生活垃圾進(jìn)行回填。正式開(kāi)機(jī)前還應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，確定樁機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）施工至與頂端相距0.3～0.5m 的位置后，考慮到上覆壓力相對(duì)較小，導(dǎo)致攪拌質(zhì)量無(wú)法達(dá)到預(yù)期，所以施工中需將停漿面確定在與樁頂標(biāo)高相距0.3～0.5m 的位置，另外在基坑開(kāi)挖過(guò)程中需挖除質(zhì)量不符合要求的段落[4]。

（3）成樁后的垂直度偏差不能超過(guò)1%，位置偏差不能超過(guò)50mm，樁徑偏差不能超過(guò)4%。

（4）開(kāi)工前要明確所有施工參數(shù)，包括灰漿泵的單位時(shí)間輸漿量、灰漿從輸漿管到達(dá)噴漿口所需時(shí)間、起吊設(shè)備作業(yè)時(shí)的提升速度；同時(shí)還要結(jié)合設(shè)計(jì)要求采用成樁試驗(yàn)的方法明確施工工藝。對(duì)于輸漿速度，應(yīng)采用流量泵精準(zhǔn)控制，確保注漿泵出口處的壓力始終保持在允許范圍內(nèi)，同時(shí)確保攪拌提升速度能和輸漿速度達(dá)到同步[5]。

（5）漿液配制完成后不能發(fā)生離析，且泵送應(yīng)保持連續(xù)。在漿液拌制時(shí)使用的外摻劑與固化劑，其用量要安排專(zhuān)人做好記錄。

（6）為確保樁端施工質(zhì)量達(dá)到要求，在漿液到達(dá)出漿口以后，需要在樁底部繼續(xù)噴漿30s 的時(shí)間，確保漿液可以覆蓋整個(gè)樁端。

（7）在預(yù)攪下沉過(guò)程中注意不可沖水，若由于存在硬土層導(dǎo)致下沉速度較慢，可適當(dāng)沖水，但要充分考慮沖水完成后可能對(duì)樁身強(qiáng)度造成的不利影響。

（8）必要時(shí)可通過(guò)復(fù)噴使水泥和土體之間均勻拌和，并提高樁身整體強(qiáng)度。對(duì)于攪拌次數(shù)，建議每次噴漿進(jìn)行兩次攪拌或每?jī)纱螄姖{進(jìn)行三次攪拌，同時(shí)要注意，在最后一次提升攪拌過(guò)程中要采用慢速。在噴漿口到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即停止提升，繼續(xù)攪拌一段時(shí)間，確保樁頭達(dá)到均勻和密實(shí)。

（9）如果施工過(guò)程中因故停漿，需要在恢復(fù)供漿之前將攪拌頭下沉到停漿點(diǎn)下部50cm 處，然后重新噴漿提升。當(dāng)停機(jī)時(shí)間達(dá)到3h 以上時(shí)，為避免漿液硬結(jié)導(dǎo)致管道堵塞，需要在恢復(fù)施工前將管路拆除進(jìn)行沖洗[6]。

2.4 施工過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)

針對(duì)不同檢驗(yàn)內(nèi)容，需采用不同的檢驗(yàn)方法，合格標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。

對(duì)于樁位檢驗(yàn)，一般要求定位偏差在50mm 以?xún)?nèi)，開(kāi)工前需要在樁位中心設(shè)置樁位，并在施工完成后將其復(fù)原；對(duì)于樁頂?shù)赘叱虣z驗(yàn)，一般要求不小于設(shè)計(jì)值，樁底要有適當(dāng)超深，同時(shí)樁頂也要適當(dāng)超出；

對(duì)于樁身垂直度，在施工中要借助水準(zhǔn)尺對(duì)導(dǎo)向架與攪拌軸是否垂直進(jìn)行檢查，以此間接判斷樁身是否垂直，垂直度偏差不能超出1%，若設(shè)計(jì)對(duì)樁身垂直度提出了嚴(yán)格要求，則需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢驗(yàn)；

對(duì)于樁身水泥摻量的檢驗(yàn)，需按照設(shè)計(jì)要求對(duì)所有樁身水泥用量進(jìn)行檢查，由于按照整包水泥進(jìn)行計(jì)量比較方便，所以允許單根樁的水泥用量在適當(dāng)范圍內(nèi)波動(dòng)，注意范圍通常不超過(guò)±25kg；水泥標(biāo)號(hào)需按照設(shè)計(jì)要求選用。若所用水泥產(chǎn)品由小水泥廠(chǎng)提供，應(yīng)在使用前進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)合格后才能使用，而對(duì)于資質(zhì)齊全的水泥產(chǎn)品，在攪拌過(guò)程中進(jìn)行抽檢即可；

對(duì)于攪拌頭提升噴漿速度，大多數(shù)情況下都在提升過(guò)程中噴漿攪拌，一般要求提升速度不超過(guò)0.5m/min。另外，在二次攪拌過(guò)程中，應(yīng)注意防止攪拌頭到達(dá)樁頂之前漿液被用完；外摻劑必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配制，在深層攪拌樁施工中常用的外加劑類(lèi)型包括以下幾種：氯化鈣、碳酸鈉、三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣和水玻璃；

對(duì)于漿液的水灰比，在沒(méi)有特殊要求時(shí)可采用0.4～0.5，一般不能超過(guò)0.5。在漿液拌和過(guò)程中，需按照水灰比進(jìn)行定量加水。根據(jù)漿液的水灰比與水泥用量，可通過(guò)計(jì)算得出漿液密度，對(duì)此要在施工過(guò)程中做好密度抽查；

對(duì)于漿液攪拌后的均勻性，要求儲(chǔ)漿桶中的漿液保持均勻與連續(xù)，這就需要在儲(chǔ)漿過(guò)程中連續(xù)攪拌，避免噴漿攪拌過(guò)程中由于漿液不均勻?qū)е鹿苈范氯虬l(fā)生爆裂；

對(duì)于噴漿均勻性，施工中要使用自動(dòng)計(jì)量裝置加以控制，以此幫助施工人員隨時(shí)掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，包括噴漿壓力、速度與數(shù)量；在漿液噴射到與地表相距1～2m 的位置后，不能產(chǎn)生明顯的揚(yáng)塵，對(duì)此需要適當(dāng)降低噴漿壓力，并在孔口處設(shè)置防護(hù)罩；攪拌樁施工中為防止對(duì)相鄰樁體造成干擾，需要在基坑開(kāi)挖過(guò)程中搭設(shè)側(cè)向圍護(hù)樁，這樣還能起到使施工保持連續(xù)的作用，一般要求施工間隙時(shí)間控制在8～10h 以?xún)?nèi)[7]。

3 深層攪拌樁施工質(zhì)量監(jiān)控

（1）任何重要工程都要在正式施工前進(jìn)行試驗(yàn)，深層攪拌樁施工也不例外，通過(guò)試樁，能為各項(xiàng)設(shè)計(jì)與施工參數(shù)的修正提供參考依據(jù)。深層攪拌樁的施工參數(shù)主要包括以下幾種：輸漿量、輸漿速度、灰漿從注漿泵到達(dá)噴漿口所需時(shí)間、漿液通過(guò)噴漿口向外噴出的時(shí)間、將單根樁施工所用漿液全部噴射到土層中的時(shí)間，以及攪拌軸實(shí)際提升速度等，此外還要確定采取哪一種工藝方法與復(fù)攪次數(shù)、數(shù)量。在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)借助流量泵對(duì)輸漿速度進(jìn)行控制，確保注漿泵出口處的壓力維持在允許范圍內(nèi)，同時(shí)使攪拌提升和輸漿的速度達(dá)到同步，將誤差控制在±10cm/min 以?xún)?nèi)。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土層狀況可能和地質(zhì)報(bào)告存在很大出入，這就會(huì)使既定施工工藝無(wú)法適應(yīng)場(chǎng)地內(nèi)的實(shí)際情況。對(duì)此，在施工開(kāi)始后必須時(shí)刻關(guān)注土層發(fā)生變化，并據(jù)此對(duì)施工工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（3）攪拌機(jī)配備的灰漿泵雖然為定量泵，但其新舊程度、泵送漿液的稠度與輸漿管長(zhǎng)度等都有可能影響泵送量，所以為了使各樁施工時(shí)使用的固化劑總噴漿時(shí)間保持不變，需要在施工中以泵送量發(fā)生的變化為依據(jù)對(duì)漿液水灰比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。若泵送量增加得比較明顯，則適當(dāng)增大漿液水灰比；而當(dāng)泵送量減少時(shí)，則需要適當(dāng)減小漿液水灰比。雖然漿液水灰比的改變會(huì)對(duì)成樁后的強(qiáng)度造成影響，但和其他因素相比影響還是比較小的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深層攪拌樁是當(dāng)前公路軟基比較常用的一種處理方法，通過(guò)形成復(fù)合地基提高地基承載力，為之后路基路面施工奠定良好基礎(chǔ)。以上對(duì)深層攪拌樁施工工藝方法進(jìn)行了分析與總結(jié)，提出各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)，旨在為這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際公路工程軟基處理中的應(yīng)用提供技術(shù)參考。