杜文亮

（邢臺路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺 054001）

1 工程概況

河北省內(nèi)某公路工程線路全長44.6km，共分5 個(gè)標(biāo)段進(jìn)行施工，經(jīng)前期勘查得知，標(biāo)段3 施工場地周邊為河流，地基上方存在大量的淤泥及雜填土且軟基范圍大，為確保路基施工的質(zhì)量與安全，決定采用水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行軟基加固處理，軟基處理深度為6m，本文對該工程水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)進(jìn)行研究。

2 水泥攪拌樁施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工作原理

水泥攪拌樁技術(shù)是一種常用的軟基加固處理技術(shù)，主要施工原理是通過水泥、石灰等固化劑材料，利用成樁的方式將材料添加至軟基之中。在軟基中采用機(jī)械進(jìn)行深層攪拌混合，使固化劑與軟基之間發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，最終改變軟基的特性，實(shí)現(xiàn)軟基加固的目的，該方法常用于淤泥土質(zhì)且軟基深度大、范圍廣的軟基地基中。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場布置：本工程軟基處理施工前，要將軟土地基表面進(jìn)行整平和清理，先將軟基表面的雜物、垃圾清除干凈，再排出地表的積水，進(jìn)行整平工作。清表后利用摻加5%石灰的填料進(jìn)行初步填筑整平并進(jìn)行壓實(shí)，其壓實(shí)度要求≥87%，目的是增加地表的承載能力，為機(jī)械入場提供條件。此外，在壓實(shí)后需要在路基兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)的排水溝，保證施工期間良好的排水性能[1]。

（2）材料準(zhǔn)備：本次施工采用的加固材料為普通硅酸鹽水泥以及石膏，水泥標(biāo)號為42.5，石膏級別要求為2 級，水泥原材料選取時(shí)嚴(yán)禁使用結(jié)塊、變質(zhì)、過期的原材料，生產(chǎn)廠商要求具有相應(yīng)的資質(zhì)。在水泥和石膏入場前，要對原材料的質(zhì)量合格證明文件進(jìn)行檢測，并選取部分樣品進(jìn)行抽樣檢查，抽樣比例為總量的2%，合格的材料入場后要求分類存放，存放位置必須滿足通風(fēng)、防雨、防潮的條件。此外，材料拌和采用的水為天然淡水，選取水源后要進(jìn)行檢測，水中的氯離子含量應(yīng)≤200mg/L，避免影響水泥的凝結(jié)硬化。

（3）其他準(zhǔn)備：水泥攪拌施工中使用的機(jī)械設(shè)備主要包括塔架、導(dǎo)軌架、電氣控制設(shè)備、水泥漿拌和機(jī)、泵機(jī)等，設(shè)備性能檢測合格后方可入場，入場后進(jìn)行設(shè)備的安裝及試運(yùn)行，施工前要安排專業(yè)人員對設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)管理；其次，施工前要組織施工隊(duì)伍，施工隊(duì)伍中應(yīng)包括操作工、司泵工、記錄員、上料工和其他施工人員，施工前進(jìn)行技術(shù)交底作業(yè)，提升施工人員的專業(yè)素質(zhì)；最后，在施工前要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)、樁距，對樁位進(jìn)行測量放樣工作，再進(jìn)成樁施工[2]。

2.2.2 試樁作業(yè)

（1）正式開始水泥攪拌樁施工前，要通過試樁作業(yè)驗(yàn)證機(jī)械的正常使用性能，以及施工中水泥摻加量及相關(guān)參數(shù)，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，水泥攪拌樁試樁作業(yè)最少要施工5 根，且試樁質(zhì)量合格后才能進(jìn)行正式施工。因此，本工程試樁施工選取10根，在試樁完工28d 后，從設(shè)計(jì)的樁頂高度開始，根據(jù)從上至下的順序，從試樁中選取直徑為110mm，高度為100mm的三個(gè)檢測樣品進(jìn)行質(zhì)量檢測，以確定相關(guān)參數(shù)。

（2）水泥摻加量為15%的樣品中，經(jīng)過28d 的養(yǎng)護(hù)，其抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%；水泥摻加量為18%的樣品中，經(jīng)過28d 的養(yǎng)護(hù)，其抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的110%；水泥摻加量為20%的樣品中，經(jīng)過28d的養(yǎng)護(hù)，其抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的140%，結(jié)合樣品的完整性、均勻度等綜合分析，最終在樁頭位置及2m 高度的樁身施工中采用20%的水泥摻加量，在2m以下的樁身施工中采用18%的水泥摻加量[3]。

2.2.3 放樣及鉆機(jī)就位

（1）結(jié)合試樁確定的相關(guān)參數(shù)及放樣的位置開始安裝鉆機(jī)，正式開始成樁作業(yè)，鉆機(jī)安裝前要對鉆機(jī)的各個(gè)連接部位、噴漿系統(tǒng)、灰池密封等詳細(xì)檢查，合格后開始安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)的安裝位置與放樣偏差控制在1cm以內(nèi)，安裝完成后進(jìn)行調(diào)試和固定。

（2）鉆機(jī)就位后開始鉆孔施工，鉆孔過程中鉆桿的傾斜度要控制在1%以內(nèi)，鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度控制在0.8～1.5m/min，待鉆進(jìn)至承載力較強(qiáng)的地層后，停止鉆進(jìn)后再進(jìn)行提鉆，提鉆的速度控制在0.8m/min。

2.2.4 制漿與注漿

（1）鉆孔過程中開始水泥漿的配置，根據(jù)試樁施工中確定的水泥摻入量進(jìn)行配比，水泥漿液的水灰比控制在1∶0.5，在漿液拌和時(shí)要通過精確的稱量設(shè)備進(jìn)行原材料的稱重，隨后開始拌和，拌和完成后要對漿液質(zhì)量進(jìn)行檢測，如檢測不合格要將其進(jìn)行廢棄處理。如檢測合格則應(yīng)在2h內(nèi)進(jìn)行施工，規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能使用，要進(jìn)行降級處理。

（2）水泥漿拌和完成后要存儲在水泥漿池中，漿液池上方要搭設(shè)防雨棚，避免漿液遭受雨淋，待使用時(shí)利用注漿泵進(jìn)行輸送，在注漿時(shí)要根據(jù)試樁參數(shù)設(shè)置注漿壓力、注漿量、注漿速度等，保證注漿作業(yè)的連續(xù)性[4]。

2.2.5 深層攪拌施工

（1）漿液制備完成后開始深層攪拌施工，使軟基與漿液充分混合，本工程攪拌施工采用兩噴四攪的施工方式，兩噴時(shí)先利用樁機(jī)濕噴機(jī)械，噴出總漿20%～40%的量至樁底，在提鉆時(shí)進(jìn)行第二次噴漿，將剩余漿液全部噴出，此過程中要進(jìn)行4 次攪拌作業(yè)，因此，稱之為兩噴四攪。

（2）第一次噴漿后開啟攪拌裝置，將鉆頭下放至設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行第1 次攪拌，攪拌時(shí)間持續(xù)1～2min，攪拌裝置達(dá)到設(shè)計(jì)深度后反轉(zhuǎn)向上；第2 和第3 次攪拌采用同樣的方式進(jìn)行不噴漿攪拌，攪拌過程中鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度應(yīng)≤1.0m/min，鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行第4 次攪拌施工，持續(xù)時(shí)間1～2min，然后開始提鉆。

2.3 注意事項(xiàng)

（1）水泥攪拌樁施工過程中要注意連續(xù)施工，中途不得停止噴漿作業(yè)，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后要及時(shí)進(jìn)行噴漿攪拌，嚴(yán)禁在未進(jìn)行噴漿攪拌時(shí)開始提鉆，每根樁的噴漿量要注意保持均勻，儲漿池內(nèi)的漿液應(yīng)在滿足1 根樁噴漿用量的前提下，多預(yù)留50kg。若在施工過程中遭受意外需停止施工，停工時(shí)間少于3h的，要將管道進(jìn)行拆卸和清洗，恢復(fù)施工后接樁施工，接樁長度≥1m，停工24h以上未接樁的，應(yīng)重新打樁[5]。

（2）水泥攪拌樁施工全過程要注意安排專人進(jìn)行負(fù)責(zé)，施工使用的所有機(jī)械設(shè)備要進(jìn)行編號處理并合理存放，施工過程中注意明確每位施工人員的責(zé)任，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題可以及時(shí)找到負(fù)責(zé)人查明事故原因并解決，此外，要注意對施工中數(shù)據(jù)的記錄工作，包括每根施工樁的樁號、日期、時(shí)間、溫度、鉆機(jī)鉆進(jìn)速度、提鉆速度、噴漿時(shí)的噴漿量、注漿時(shí)的注漿壓力、漿液情況等，為后續(xù)施工作參考，同時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問題后方便查明原因。

2.4 質(zhì)量檢測

2.4.1 鉆芯取樣檢測

本工程水泥攪拌樁施工完成后，為檢測處理效果，采用鉆芯取樣法對樁身進(jìn)行了質(zhì)量檢測，主要目的是確定樁身的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，取芯時(shí)采用雙管單動鉆具，取芯位置位于樁身的2/5 樁徑處，共選取芯樣為總數(shù)的1.5%，芯樣取出在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行28d 無側(cè)限的抗壓強(qiáng)度檢測，檢測結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 抗壓檢測標(biāo)準(zhǔn)值

經(jīng)28d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測后得知，芯樣的平均抗壓強(qiáng)度為1.75MPa，且芯樣之間的相差值最大為0.5MPa，將試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對比得知，本次水泥攪拌樁施工，樁身的抗壓強(qiáng)度滿足要求且施工質(zhì)量較好。

2.4.2 靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)主要是確定軟土地基的承載能力，為確定水泥攪拌樁施工后地基承載力是否滿足要求，采用荷載試驗(yàn)進(jìn)行了承載力檢測，經(jīng)檢測得知，本次施工完成后，地基的承載力可以達(dá)到200kPa，與設(shè)計(jì)要求的160kPa 承載力相比，高出設(shè)計(jì)值40kPa，表明本次軟基處理施工后，其承載力滿足設(shè)計(jì)要求，可以進(jìn)行路基施工。

3 結(jié)語

水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)同其他處理技術(shù)相比，具有施工工藝簡單，施工效果好的特點(diǎn)，不僅可以改善公路軟基的承載能力，還可以提高公路的施工效益，因此，在該技術(shù)施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對其施工工序的監(jiān)督，保證水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，從而為公路工程的安全使用提供保障。