楊云鴻，趙同宇，郭 騰

(1.中國水電第十四工程局有限公司 昆明市 655000； 2.遼陽市政設(shè)施管理處 遼陽市 111000； 3.錦州市政工程總公司 錦州市 121000)

水泥攪拌樁在軟基地區(qū)是一種有效的軟基處理方式，其主要原理是將水泥作為固化劑的主要原料，采用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體中，使其充分?jǐn)嚢瑁顾嗪屯馏w產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)作用，從而形成強(qiáng)度相對較高的樁體。水泥攪拌樁施工攪拌次數(shù)越多，拌和越均勻，水泥顆粒礦物的反應(yīng)越充分，水泥的強(qiáng)度也就越高。但是攪拌的次數(shù)越多，施工時(shí)間也越長，工效也就越低，因此需要通過試樁確定合理的攪拌次數(shù)、水泥摻量等參數(shù)。本次研究以華南某路基軟基處理工程為依托，開展不同水泥摻量、不同攪拌次數(shù)對樁體質(zhì)量的試樁研究。

1 工程概況

某項(xiàng)目位于某三角洲平原區(qū)，地面坡度平緩，高程在2.2～5.4m，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告：本項(xiàng)目特殊路基主要為軟土路基，項(xiàng)目所在區(qū)域存在的不良地質(zhì)為局部分布的飽和砂土地震液化和軟土震陷。項(xiàng)目區(qū)普遍存在軟土的分布，層厚不均勻，厚約0.90～24.20m，平均厚度為6.51m。層面起伏很大，厚薄不均。

綜合考慮本項(xiàng)目沿線路段的特點(diǎn)，針對上述軟基處理方法進(jìn)行綜合比選，本項(xiàng)目主線拓寬范圍采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理，主線橋頭引道路堤高度Hw<2.0m路段舊路范圍不處理，加寬范圍采用水泥攪拌樁處理。

2 實(shí)驗(yàn)及檢驗(yàn)過程

2.1 試樁方案

試樁編制專項(xiàng)方案并已通過審批，于2018年11月8日在參建各方代表現(xiàn)場監(jiān)督下，根據(jù)方案開始組織進(jìn)行試樁施工，試驗(yàn)樁根數(shù)50根，其中四攪四噴70kg/m和80kg/m各為15根，兩攪兩噴70kg/m和80kg/m各為10根。待達(dá)到28d齡期后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入、鉆芯法試驗(yàn)檢驗(yàn)工作，及時(shí)完善試樁總結(jié)報(bào)告，并作為指導(dǎo)后期大面積施工的依據(jù)。

2.2 試樁目的

(1)確定水泥攪拌樁水泥摻量(kg/m)；

(2)確定水泥攪拌樁施工工藝：四攪四噴、兩攪兩噴；

(3)確定噴漿提升速度、單根樁施工時(shí)長、水泥攪拌機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速；

(4)確定水泥攪拌樁質(zhì)量檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

在路線樁號K51+120～K51+240段進(jìn)行試樁，本次試樁共計(jì)50根，其中四攪四噴70kg/m和80kg/m各為15根，兩攪兩噴70kg/m和80kg/m各為10根。水泥攪拌樁樁徑為50cm，樁體所用水泥為42.5R級及以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比宜為0.45～0.55，水泥摻量為20%～25%，設(shè)計(jì)推薦水泥量70kg/m，純水泥漿試樁參數(shù)見表1，試驗(yàn)段典型地質(zhì)類型見圖1。

表1 純水泥漿試樁參數(shù)表

2.4 標(biāo)準(zhǔn)貫入、鉆芯法試驗(yàn)

2019年1月9日-19日，試驗(yàn)組對試驗(yàn)樁分別進(jìn)行了鉆芯檢測和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測，并形成《水泥攪拌樁標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測結(jié)果通知單》和《基樁鉆芯法試驗(yàn)檢測初步結(jié)果通知單》，根據(jù)檢測結(jié)果，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果分析。

圖1 XLZK-57地質(zhì)勘探柱狀圖

根據(jù)檢測報(bào)告分析總結(jié)，得出施工工藝、水泥摻量和標(biāo)貫貫入擊數(shù)的關(guān)系，詳見圖2。

圖2 施工工藝、水泥摻量和標(biāo)貫貫入擊數(shù)的關(guān)系圖

其中四攪四噴80kg/m水泥摻量的攪拌樁平均擊數(shù)為33.42次，四攪四噴70kg/m水泥摻量的攪拌樁平均擊數(shù)為30.76次，兩攪兩噴80kg/m水泥摻量的攪拌樁平均擊數(shù)為29.9次，兩攪兩噴70kg/m水泥摻量的攪拌樁平均擊數(shù)為27.28次。

根據(jù)檢測報(bào)告分析總結(jié)，得出施工工藝、水泥摻量和樁身混凝土強(qiáng)度代表值的關(guān)系，詳見圖3。

圖3 施工工藝、水泥摻量和樁身混凝土強(qiáng)度代表值的關(guān)系圖

四攪四噴80kg和70kg的水泥摻量的平均代表值分別為8.4MPa和6.9MPa，兩攪兩噴80kg和70kg的水泥摻量的平均代表值分別為7.8MPa和5.4MPa，經(jīng)分析得出，兩種工藝、兩種摻量組合的試樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)要求。

2.5 樁身質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果分析

通過對試驗(yàn)結(jié)果分析可知，四攪四噴80kg摻量的水泥樁身均勻性相對最好，四攪四噴70kg摻量的水泥樁身均勻性次之，兩攪兩噴的水泥樁身均勻性相對最差，具體試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 樁身完整性評價(jià)統(tǒng)計(jì)表

2.6 綜合評價(jià)和總結(jié)

(1)通過本次水泥攪拌樁試樁工作，31組標(biāo)貫數(shù)據(jù)分析對比，以標(biāo)貫擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝和水泥摻量效果程度依次為：四攪四噴80kg/m>四攪四噴70kg/m>兩攪兩噴80kg/m>兩攪兩噴70kg/m。

(2)本次水泥攪拌樁試樁工作，21根樁中有13根樁樁身水泥土芯樣均勻性較差，有8根無法完整取樣制作試件；芯樣28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值均滿足設(shè)計(jì)要求。以抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝和水泥摻量效果程度依次為：四攪四噴80kg/m>四攪四噴70kg/m>兩攪兩噴80kg/m>兩攪兩噴70kg/m。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，本條線路的軟土大部分為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，飽和、流塑狀，分布不均，考慮全線軟土性質(zhì)的不均勻性，根據(jù)試樁結(jié)果，為了確保施工質(zhì)量，水泥用量為80kg/m，采用“四攪四噴”工藝。

3 結(jié)語

目前在國內(nèi)軟土路基施工中，采用水泥攪拌樁處理地基的工程較多，通過本次試驗(yàn)得知，在水泥用量摻入比方面，摻入比過低或造成強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，不能滿足設(shè)計(jì)及強(qiáng)度要求；摻入比過高造成費(fèi)用成本高，而起到的效果卻和正常范圍內(nèi)的效果差不多。在攪拌次數(shù)上來講，攪拌次數(shù)越多越充分，質(zhì)量也越穩(wěn)定，但是過多的攪拌次數(shù)在功效、成本上難以滿足要求，所以實(shí)際施工過程中都根據(jù)實(shí)際情況做試樁實(shí)驗(yàn)來確定參數(shù)，以便于技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理。