孫明嬌，楊俊

水泥攪拌樁地基處理技術(shù)在道路工程施工中的應(yīng)用討論

孫明嬌1，楊俊2

（1.武漢華夏理工學(xué)院，湖北 武漢 430000；2.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000）

隨著中國道路工程建設(shè)的快速發(fā)展和道路工程管理水平的逐漸提升，人們對道路工程施工質(zhì)量的要求也越來越高。其中水泥攪拌樁常見于公路、城市道路等工程的地基處理中，尤以公路工程中的應(yīng)用最為廣泛。盡管目前該施工技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但其施工的質(zhì)量依然有很大的提升空間，必須要加強(qiáng)對水泥攪拌樁地基處理工程的監(jiān)督控制，才能保證工程施工的質(zhì)量和安全。對城市道路、公路工程中有關(guān)軟土地基水泥攪拌樁的施工技術(shù)進(jìn)行分析討論，總結(jié)這兩類項目在實際施工中存在的問題，分析得出相關(guān)應(yīng)對措施。

水泥攪拌樁；地基處理；道路施工；技術(shù)要點(diǎn)

1 水泥攪拌樁概述

水泥攪拌樁是從20世紀(jì)末發(fā)展起來的地基處理技術(shù)，指利用深層攪拌機(jī)械在地層深部將軟土地基和水泥強(qiáng)制拌合，從而使軟土硬結(jié)、使地基強(qiáng)度提高的技術(shù)。該技術(shù)主要對軟弱地基進(jìn)行處理，尤其對淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土和飽和性土的處理十分有效果，在處理后可直接投入施工使用，且能保證施工的速度，保證在施工中不會發(fā)生較大噪音，對環(huán)境也不會造成傷害。

水泥攪拌樁施工具體特點(diǎn)如下：水泥攪拌樁施工沒有噪音也不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，因而可在建筑密集和市區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工；水泥攪拌樁施工時利用特制的機(jī)械設(shè)備將固化劑和軟土地基就地強(qiáng)制拌合，可直接利用原土而省去了運(yùn)輸?shù)某杀?；在水泥攪拌樁施工以后可將加固的地基作為?fù)合型地基和圍護(hù)擋墻等，同時結(jié)合不同地基土性質(zhì)以及工程設(shè)計的要求進(jìn)行靈活設(shè)置。此外，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的不同可靈活采用不同的加固方式，和鋼筋混凝土樁比起來還能節(jié)約不少材料，使工程整體造價降低。

2 水泥攪拌樁地基處理的技術(shù)原理

水泥攪拌樁地基處理時的技術(shù)原理是：將水泥漿作為固化劑，采用特殊鉆具鉆入到地基的一定深度，水泥漿噴出并沿著鉆孔的深度，水泥漿這一固化劑和軟土地基就地強(qiáng)制拌合，水泥漿固化劑和軟土地基發(fā)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，從而可使軟土硬結(jié)，形成強(qiáng)度良好的水泥加固體，使整體地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度等得到提升。

3 水泥攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)和施工工藝

3.1 水泥攪拌樁施工前準(zhǔn)備

在水泥攪拌樁施工之前必須做好相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)備，比如要詳細(xì)了解施工設(shè)計圖紙、工程具體施工內(nèi)容、特點(diǎn)和要求規(guī)范等，然后做好技術(shù)交底、安全交底等工作。施工前對各物料設(shè)備進(jìn)行檢查，包括水泥攪拌樁施工會用到的水泥、添加劑的數(shù)量、質(zhì)量等，檢查攪拌機(jī)械的性能。同時確定水泥種類、摻入量和水灰比，做好室內(nèi)試驗工作等。比如水泥的種類在水泥攪拌樁軟土地基施工中主要可用的有硅酸鹽普通水泥、復(fù)合型硅酸鹽水泥，在試驗之前要做好對這些原材料的檢查，必須在保證原材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上開展的水灰比試驗才有意義。試驗時控制水灰比在15%～20%之間，可用的外添加劑包括石膏、氯化鈉等，其作用主要是提高水泥的性能和強(qiáng)度。此外要做好試件的養(yǎng)護(hù)工作和施工機(jī)械的養(yǎng)護(hù)，比如對于水泥攪拌樁地基處理施工最關(guān)鍵的設(shè)備，鉆機(jī)的要求是必須安裝合格的計量裝置，且保證每根樁施工都能下鉆到設(shè)計深度，且在上升和下沉的過程中可以形成水泥用量變化曲線。在現(xiàn)場施工時要求做好清場平整工作，及時回填坑洼處并做好排水和防水工程。同時對水泥等物料存放庫采取防火防潮等措施，做好施工用電檢查，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。對技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)、考核等，所有一線施工的人員施工時必須佩戴安全設(shè)備，現(xiàn)場作業(yè)點(diǎn)必須安排至少一名以上的技術(shù)監(jiān)督人員。

3.2 水泥攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)

將攪拌機(jī)定位到施工的樁位后對準(zhǔn)，采用起重器設(shè)備可將攪拌機(jī)懸吊到特定的樁位，并做好鉆機(jī)的檢查和調(diào)整工作，將誤差控制在1%之內(nèi)，使鉆機(jī)放平、鉆桿垂直于地面，然后將攪拌頭慢慢下沉，等攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常以后啟動攪拌機(jī)，放開起重機(jī)的鋼絲，使攪拌桿沿著導(dǎo)向架切土慢慢下沉。如果下沉?xí)r遇到較大的阻力可以通過輸漿管送水稀釋土體，可方便鉆進(jìn)，提高下沉的速度。其次，按照設(shè)計要求制作合適配合比的水泥漿，在攪拌機(jī)下沉到特定位置后按照設(shè)計配比進(jìn)行水泥漿澆筑，采用二次攪拌方式完成水泥漿的攪制，然后往集料斗中導(dǎo)入水泥漿液，完成壓漿操作。再次，在噴漿攪拌時，在攪拌達(dá)到設(shè)計要求后反轉(zhuǎn)攪拌頭，并按照要求提高噴漿攪拌，控制好攪拌的速度，要求噴漿漿液和黏土充分?jǐn)嚢?。之后重?fù)下沉和上升攪拌，在二次攪拌時要求達(dá)到充分?jǐn)嚢枰?。最后清洗集料管，移位開始制作下一根樁。

3.3 水泥攪拌樁施工結(jié)束后的注意事項

在水泥攪拌樁施工結(jié)束后首先要對整個地基工程進(jìn)行檢查和驗收，檢查水泥攪拌樁設(shè)置的數(shù)量、位置、強(qiáng)度等是否合理，要求所有工程參數(shù)必須符合設(shè)計要求。在完成施工后要及時清洗干凈所有機(jī)械設(shè)備，避免殘留物留在設(shè)備中而降低設(shè)備的使用壽命。

此外，在施工完成后的一個月時可根據(jù)實際情況對之前施工中的重要位置、容易出現(xiàn)異常問題的地方加以檢查，在檢驗水泥樁基礎(chǔ)時要求檢驗的數(shù)量比例不低于2%，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有任何不合理之處要及時處理，對于坑洼的地方要及時回填。在檢查維護(hù)的過程中還要做好詳細(xì)的記錄，并存檔保存。如果出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，可采用補(bǔ)沉法、補(bǔ)樁法、擴(kuò)大承臺法、糾偏法和復(fù)合地基法等方式，根據(jù)出現(xiàn)的問題和工程具體環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)選擇和應(yīng)用。

4 水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施

在開鉆施工前要做好管道的檢驗和清洗工作，沒有堵塞問題才可以下鉆。為保證樁體的垂直度，應(yīng)在主機(jī)上懸掛吊錘，控制好吊錘和鉆桿的距離。此外，對于每個成型的水泥攪拌樁，質(zhì)量檢查的重點(diǎn)是水泥的用量、攪拌樁的強(qiáng)度、壓漿過程中有無斷漿問題、噴漿攪拌提升的時間等。同時為保證水泥攪拌樁的設(shè)置符合設(shè)計要求，所有機(jī)械設(shè)備應(yīng)配備記錄儀對鉆頭下鉆的深度和提升的高度以及水泥漿量用量變化進(jìn)行記錄。在水泥攪拌樁施工中要保證水泥和土攪拌均勻，在復(fù)攪時要求提高一個檔位，保證每一根樁的成樁時間大于40 min。

5 工程實際應(yīng)用和分析

5.1 工程概述

本道路工程項目的全程長度為30 km，其中K12+000～K12+120段在軟土層上。利用水泥攪拌樁進(jìn)行軟土地基的處理，成樁要求為直徑50 cm、樁頂做80 cm的厚墊層，可調(diào)整水泥樁樁頂?shù)念A(yù)應(yīng)力分布，而樁底則嵌入非軟弱土層1 m，整體布樁的形式則采用正三角形，按照路線正交走向進(jìn)行布設(shè)，并根據(jù)該地區(qū)的特點(diǎn)確定最終的樁長。

5.2 水泥攪拌樁配比計算和設(shè)計

根據(jù)本工程合同中有關(guān)水泥攪拌樁制作的要求，水泥比應(yīng)該大于12%，即水泥的質(zhì)量和被加固的軟土層的質(zhì)量比例在12%以上，樁體抗壓強(qiáng)度不能低于1.5 MPa，在90 d內(nèi)單樁承載壓力不能小于150 kN，單位復(fù)合地基的承載能力不能小于150 kPa，水泥則采用礦渣水泥。在樁底嵌入的非軟弱層為1m來加固整個軟土，使軟土厚度增加。在進(jìn)行設(shè)計時計算樁中心距離是120 cm。

5.3 工程試驗

進(jìn)行工程試驗的目的是更好更全面地了解該工程軟土地基加固所需要使用到的水泥量、水灰比和外添加劑的量。也是為了解水泥土強(qiáng)度增加的規(guī)律，得到強(qiáng)度和時間的關(guān)系。為得到更加科學(xué)合理且經(jīng)濟(jì)實用的水泥攪拌樁軟土地基處理方案，可利用原土進(jìn)行水泥土優(yōu)化配比試驗，比較現(xiàn)場兩種水泥，即普通硅酸鹽水泥和礦渣水泥哪一種更符合本次工程使用。

5.4 工程施工

施工時要對現(xiàn)場進(jìn)行清理，然后進(jìn)行放樣測量，根據(jù)設(shè)計圖要求放出每一根樁的具體位置并做好標(biāo)記。進(jìn)行移架就位，將水泥攪拌機(jī)械對準(zhǔn)樁位就位，并檢查導(dǎo)向桿的垂直度。此外應(yīng)該先噴漿到設(shè)計深度并保持原地噴漿30 s后再提高鉆機(jī)的高度，且要求一邊提升高度一邊噴漿，噴漿到原地面后再重復(fù)噴漿然后下沉到原來深度，再如此反復(fù)操作提升攪拌機(jī)到原地面。在這個過程中要求控制好上升和下沉的速度、噴漿的次數(shù)等。在本次道路工程水泥攪拌樁施工中，要求對攪拌機(jī)械運(yùn)作做好詳細(xì)的記錄和監(jiān)察管理，保證漿液噴射的密度，檢查機(jī)械噴頭和運(yùn)輸泵是否暢通，避免影響水泥漿的噴射施工。

6 水泥攪拌樁未來發(fā)展

在水泥攪拌樁實際施工中容易出現(xiàn)抱鉆、翻漿等問題，另外現(xiàn)場管理也有許多需要改進(jìn)的地方。未來，應(yīng)加強(qiáng)對原材料的管理和現(xiàn)場施工管理，比如建立水泥臺賬，對水泥的消耗量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，要求每一位工作人員做到心中有數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)和整改問題。從源頭做起，在水泥進(jìn)場時要求做好嚴(yán)格的檢查和清點(diǎn)工作。水泥在現(xiàn)場必須擺放整齊，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。對于現(xiàn)場施工和管理人員，應(yīng)定期召開工地會議，展開技術(shù)培訓(xùn)，制訂詳細(xì)明確的規(guī)章制度，使現(xiàn)場施工有據(jù)可依，有章可循。

7 結(jié)語

綜上所述，水泥攪拌樁作為道路工程軟土地基處理中被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，進(jìn)行軟土地基的處理可得到有效的樁體，形成硬度、強(qiáng)度都符合要求的復(fù)合型地基，提高整個地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能有效減少沉降量，避免道路路基沿著地基軟土層滑動而形成剪切破壞。在實際工程施工中，要求技術(shù)人員必須熟練掌握該技術(shù)的施工原理、施工工藝流程和質(zhì)量控制措施等。

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TU753

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.19.066

2095－6835（2019）19－0156－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕