徐友華

（海曜建工集團有限公司，福建 三明 365400）

0 引言

水泥攪拌樁在市政道路建設中的應用日益廣泛，其基本原理是先通過鉆機擾動地層，強制攪拌水泥、軟土，以水泥作為固化劑，利用水泥、軟土之間的化學反應使二者融為一體。最終固化軟土，提高地基結構強度，達到加固地基的目的。水泥攪拌樁是軟土地基處理常用的一種施工技術，具有施工效率高、施工成本低、對施工區(qū)域周圍土體及建筑影響小等優(yōu)勢，但該技術比較依賴施工方的技術經(jīng)驗及管理能力。目前，在市政道路軟土路基處理中水泥攪拌樁技術的應用日益廣泛，有必要深入研究水泥攪拌樁技術要點、施工工藝及質(zhì)量控制等，以有效保障市政道路工程質(zhì)量[1]。

1 軟土地基處理意義及典型措施

地質(zhì)條件的優(yōu)劣關乎道路工程質(zhì)量，加固軟土地基，改善地質(zhì)條件可有效提高施工質(zhì)量，同時確保后期的道路使用安全。也就是說，軟土地基處理的意義在于可使道路路基長期承受載荷而不發(fā)生沉降等質(zhì)量病害，提高路用性能。

根據(jù)深度區(qū)別可將軟弱地基劃分為深軟弱地基、淺軟弱地基兩類。淺軟弱地基回填較淺，只需換填即可實現(xiàn)加固目的，先清除軟土再換填強度更高的填料并整平壓實。深軟弱地基多通過補強法進行加固處理，即在軟土層設置高強度支護體系，如攪拌樁、灌注樁等。

2 工程概況

某市政道路全長3.45km，最大寬度29m，施工區(qū)域最初為丘陵地貌，多空地，受山體、池塘、湖泊等地質(zhì)環(huán)境影響，地勢起伏明顯。根據(jù)施工勘測資料可知該市政工程項目施工區(qū)域地層分布從上到下依次為第四系人工碎石填土層（Q4m）l、表層種植土(Q4ml)、下伏基巖為加里東期奧陶紀中世二長花崗巖（O2ηγ），各地層地質(zhì)情況如表1所示。

表1 各類土層地質(zhì)情況表

3 水泥攪拌樁設計方案

3.1 軟基處理設計方案

該市政道路軟土路基采用水泥攪拌樁進行加固處理，樁直徑Φ600mm，間距1.5m，布局為梅花型。且樁需貫穿軟土層，水灰比為0.55～0.60，水泥選用P·O 42.5，根據(jù)天然含水量、孔隙比可以確定相應的水泥摻量，具體情況見表2。

表2 水泥摻量參考情況表

3.2 水泥漿配合比實驗

結合該道路工程施工現(xiàn)場實況及施工設計要求，水灰比分別取0.55、0.60，計算得出水泥摻加比例分別為14%、15%、16%，分別基于三種水泥摻加比例開展對照試驗，主要實驗參數(shù)包括提升速度、每米水泥用量、水摻加量，具體結果如表3所示。

表3 配合比實驗參數(shù)

4 水泥攪拌樁施工

4.1 施工參數(shù)選擇

需重點考慮的施工技術參數(shù)包括：

（1）鉆進速率V鉆，m/min，取值0.48、0.49；

（2）提升速率V升，m/min，取值0.48、0.49；

（3）攪拌速率P，取值38r/min；

（4）灌漿壓力P：0.30MPa＜P＜0.38MPa。

4.2 施工準備

4.2.1 施工技術準備

施工圖紙會審：總工召集各施工技術人員、施工管理人員參與圖紙會審，針對圖紙中的問題進行分析并及時解決，明確施工中需注意的重難點環(huán)節(jié)，結合施工設計圖紙明確施工變更方案，并提交給建設單位、監(jiān)理單位審核。

施工技術交底：項目總工召集項目施工人員共同商討并制定施工計劃，會同施工監(jiān)理單位、施工單位、各施工班組認真做好施工技術交底，主要交底內(nèi)容為項目施工工藝、施工質(zhì)量控制以及安全措施、施工管理方案、施工進度規(guī)劃等，同時需向現(xiàn)場工人詳細說明施工內(nèi)容和施工技術要求[2]。

4.2.2 施工材料準備

為保障施工所用水泥質(zhì)量，應選擇信譽良好、實力雄厚的供應商采購，水泥摻加比例初定為18%～20%，消耗量不低于100kg/m3，同時需按照施工設計要求選用外加劑。使用材料前都必須先進行施工現(xiàn)場試驗，設置堆放水泥的專用場所，并采取必要的防水防潮措施。

4.3 施工工藝流程

（1）放樣測量：先復測工程建設方給出的測控點坐標，確認位置無誤后，施工測量員布設測量控制網(wǎng)，按照施工圖完成樁位放樣，并清晰標示；

（2）鉆機就位：使用鉆機前需確保其運行狀態(tài)正常，鉆機就位時避免破壞樁位放樣。安裝好鉆機后應校正垂直度，確保垂直度誤差不超過1%；

（3）漿料制備：根據(jù)施工現(xiàn)場試驗確定水泥漿料性能參數(shù)，確保制備好的水泥漿料流動性好。在鉆機開始工作前需現(xiàn)場制備水泥漿料，經(jīng)充分攪拌后過篩，不能事先預制，避免長時間閑置，如超過2h禁止使用。灌漿前需不斷攪拌，防止出現(xiàn)離析、硬結；

（4）攪拌下沉：攪拌機開始運行前需先確認冷卻系統(tǒng)是否正常運轉(zhuǎn)，確認正常后才能運行攪拌機，開鉆時需灌注空氣，待鉆頭鉆入土層500mm后開始空氣灌注。鉆進過程中應合理控制下沉速度，應根據(jù)事先勘測的地下管網(wǎng)分布采取有效措施合理控制下沉速度和深度，以避免損壞管網(wǎng)；

（5）提升噴漿攪拌：當鉆機鉆進至規(guī)定標高后應將鉆頭留在孔內(nèi)30s以上，不應立即灌漿或提升，再結合施工現(xiàn)場情況提升鉆頭并注漿，鉆頭提升至設計樁位高程時，停止注漿；

（6）復攪（噴）：完成上述施工步驟后應重復操作一遍，進行復攪、復噴，后續(xù)攪拌施工都要進行復攪、復噴。

4.4 施工驗收標準

（1）樁身強度檢驗：通過鉆芯取樣進行檢驗，取樁總數(shù)的0.5%作為樣本，不低于3根，驗收標準為強度不低于1.0MPa。

（2）單樁復合地基荷載試驗：采用復合地基載荷試驗方案，測點數(shù)取樁總數(shù)的0.5%，不低于3個，驗收標準為地基承載力不低于110kPa。

（3）單樁豎向抗壓靜載試驗：采用單樁豎向抗壓靜載試驗方案，測點數(shù)取樁總數(shù)的0.5%，不低于3個，驗收標準為地基承載力特征值150kPa。

4.5 成樁質(zhì)量檢測

樁齡期達28d后可由第三方權威監(jiān)測機構開展水泥攪拌樁強度檢測（鉆芯取樣）及地基承載力檢測（載荷試驗），具體檢測結果如下：

（1）水泥攪拌樁強度檢測：樁身強度檢測結果如表4所示；樁身完整性、強度均滿足相關施工設計要求；1-b16樁、1-b21樁多處水泥含量不達標；1-b22樁芯樣呈柱狀，整體膠結良好、結構堅固[3]。

表4 鉆芯取樣試驗結果評價

（2）復合地基載荷試驗：載荷試驗結果見表5所示。

表5 復合地基平板載荷試驗檢測結果

根據(jù)表5可知：①1-b15測點：荷載最大時，沉降量最大達到4.92mm，殘余沉降量為1.34mm，整體沉降較小，樁承載力為110kPa，滿足施工設計要求；②1-b18測點：當試驗荷載最大時，沉降量最大達到12.32mm，殘余沉降量為8.62mm，表明復合地基沉降不明顯，試驗承載力為110kPa，符合復合地基設計承載力要求；③1-b23測點：試驗荷載最大時，復合地基沉降量最大為14.94mm，殘余沉降量為10.55mm，整體沉降不明顯，試驗承載力為110kPa，滿足施工設計要求。

（3）單樁豎向抗壓靜載試驗：靜載試驗結果如表6所示。

表6 單樁豎向抗壓靜載試驗結果

根據(jù)表6可知：①1-b9測點：殘余沉降量為5.88mm，整體沉降較小，樁極限承載力為300kN，滿足施工設計要求；②1-b22測點：殘余沉降量為7.01mm，表明復合地基沉降不明顯，樁極限承載力為300kN，符合復合地基設計承載力要求；③1-b36測點：殘余沉降量為7.62mm，整體沉降不明顯，樁極限承載力為300kN，滿足施工設計要求[4]。

5 結束語

綜上所述，不同道路的路基處理方法有所不同，對于結構松軟的軟土路基，路基沉降控制難度大，在車輛載荷作用下易發(fā)生沉降，引發(fā)路基結構失穩(wěn)。而水泥攪拌樁是當前應用廣泛的路基處理技術，該技術施工操作簡便，施工成本較低、施工效率高，能適應多種地質(zhì)條件的道路，如市政道路、高速公路軟弱路基的處理，可有效提高軟土路基結構穩(wěn)定性。本文所總結的市政道路軟土路基處理中的水泥攪拌樁技術應用要點，可為市政道路工程建設提供借鑒。