基于水泥攪拌樁在市政道路路基處理中的應(yīng)用

吳衛(wèi)華

（廣東 東莞 523000）

基于水泥攪拌樁在市政道路路基處理中的應(yīng)用

吳衛(wèi)華

（廣東 東莞 523000）

水泥攪拌樁施工技術(shù)是常用于軟土地基加固的工藝。近年來在公路、鐵路、土建及電廠及基建工程領(lǐng)域軟地基處理施工中廣泛應(yīng)用。文章通過對(duì)實(shí)際工程施工的應(yīng)用，闡述了水泥攪拌樁施工技術(shù)在參數(shù)選擇、施工技巧、保證質(zhì)量等方面應(yīng)當(dāng)注意的問題。

水泥攪拌樁；道路路基；軟土地基處理；應(yīng)用

水泥攪拌法是用于軟土地基加固的工藝。水泥攪拌法主要是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌樁機(jī)，在地基深處的土層中就地將軟土和水泥漿液強(qiáng)制攪拌，由此所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的加固體，從而提高地基強(qiáng)度和增大變形模量。這種軟基處理方法速度快、效果好、造價(jià)低，近幾年在公路、鐵路、土建及電廠等大面積軟地基處理施工中應(yīng)用廣泛。

1 水泥攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)

水泥攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)：①水泥攪拌樁由于將固化劑和原地基軟土就地?cái)嚢杌旌希蚨畲笙薅鹊乩昧嗽?；②攪拌時(shí)無振動(dòng)、無噪聲和無污染，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進(jìn)行施工；③攪拌時(shí)不會(huì)使地基側(cè)向擠出，所以對(duì)周圍原有建筑物及地下溝管影響很??；④水泥攪拌樁形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復(fù)合地基；基坑工程圍護(hù)擋墻、被動(dòng)區(qū)加固、防滲帷幕；大體積水泥穩(wěn)定土等。設(shè)計(jì)靈活，可按不同地基土的性質(zhì)及工程設(shè)計(jì)要求，合理選擇固化劑及其配方；⑤根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式；⑥與鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約大量的鋼材，并降低造價(jià)。

2 軟基處理工程概況

該市政道路位于東莞市東城區(qū)，是東莞市重點(diǎn)工程之一，分A、B兩個(gè)標(biāo)段。A標(biāo)段K0＋800～K2＋720屬軟地基路段。該段多為稻田、水塘，地質(zhì)條件較差，地層依次為耕植土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土等，必須進(jìn)行地基加固處理才能滿足公路路基承載力要求。

3 地基處理方案選擇

本工程的特點(diǎn)是軟基區(qū)段較長、地基處理工作量大，工期很緊，要求在3個(gè)月之內(nèi)完成地基處理。從現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、地下水含量、工期、造價(jià)等多方面綜合比較，從粉噴樁、深層攪拌樁（濕法）、CFG樁等地基處理方法中選擇了深層攪拌樁（濕法）復(fù)合地基的處理方法。采用樁徑500 mm、樁間距1.3～1.5 m、有效樁長5～12 m、P32.5級(jí)普硅水泥、摻入量為不低于加固土容重的15%。設(shè)計(jì)總工作量近30萬延米。

4 水泥攪拌樁施工

4.1 施工工藝流程

具體施工工藝流程：定位→攪拌下沉→攪拌提升（注漿）→重復(fù)攪拌→重復(fù)攪拌下沉→成樁結(jié)束→沖洗輸漿管（輸送清水）→重新移位。

4.2 施工準(zhǔn)備

（1）場(chǎng)地應(yīng)整平，清除樁位處地上、地下一些障礙物（包括大石塊、樹根和生活垃圾等），場(chǎng)地低洼處用粘土回填夯實(shí)，不得用雜填土回填。

（2）測(cè)量定位，對(duì)測(cè)定的樁位要做標(biāo)志，加強(qiáng)保護(hù)，并在施工中隨時(shí)檢查，編制好樁位圖。

（3）施工前，應(yīng)標(biāo)定攪拌機(jī)械的灰漿泵輸送量、灰漿輸送管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間等施工工藝參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過試驗(yàn)確定攪拌樁的配合比。

4.3 鉆機(jī)就位對(duì)中

（1）攪拌機(jī)械安裝完畢后，將掛鉤勾住行走管兩端，開動(dòng)絞車移動(dòng)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位并對(duì)中，如地面起伏不平時(shí)，應(yīng)先平整或加枕木墊于行走管下面，使設(shè)備保持水平。

（2）樁機(jī)移到位后找平對(duì)中，樁位對(duì)中誤差不得大于5 cm，垂直度偏差不大于1%。

4.4 水泥漿液制作

（1）嚴(yán)格按試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行配料投料（設(shè)計(jì)要求水泥摻入量為15%），按水灰比0.5拌制漿液。

（2）在投料過程中，開動(dòng)拌合機(jī)不斷進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不少于3 min，攪拌均勻后進(jìn)行送料。

（3）如有特殊原因需停止送料，應(yīng)不斷開動(dòng)拌合機(jī)攪拌，以防漿液離析。

4.5 預(yù)攪下沉

（1）啟動(dòng)攪拌機(jī)，放松鋼絲繩，按0.5 m/s速度下沉。

（2）施工時(shí)若遇硬土層預(yù)攪速度太慢時(shí)，按施工規(guī)范要求，適當(dāng)帶水鉆進(jìn)，穿過硬土層后立即停水。

4.6 第一次注漿、提升

（1）當(dāng)預(yù)攪拌至設(shè)計(jì)樁長時(shí)，開啟灰漿泵，將拌好的水泥漿液注入到地基中。

（2）注漿過程中，應(yīng)邊攪拌邊噴漿邊提升，提升速度按0.5 m/min進(jìn)行。

（3）當(dāng)提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)停止提升。

4.7 重復(fù)下沉

（1）在提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，關(guān)閉灰漿泵停止噴漿，重復(fù)下沉攪拌，使土體與水泥漿液得到充分?jǐn)嚢?，促使水泥漿均勻分布。

（2）下沉速度按0.5 m/min進(jìn)行，當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，停止下沉。

（3）攪拌機(jī)施工時(shí)因故停漿，應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5 m處，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升。

4.8 重復(fù)注漿、提升

（1）重復(fù)下沉至原深度時(shí)，再次開啟灰漿泵，進(jìn)行第二次注漿。

（2）重復(fù)第一次注漿過程。

4.9 沖洗輸漿管、檢查攪拌鉆頭

（1）成樁后，用清水沖洗輸漿管路，使之保持暢通以防堵管。

（2）清除鉆頭上的土，檢查其是否損壞、磨損，若有損壞或磨損較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或焊接維修。

5 施工中常見的問題及處理方法

（1）常見問題：預(yù)攪下沉困難，電流值高，電機(jī)跳閘。原因：電壓偏低；土質(zhì)硬、阻力太大；遇大石塊、樹根等障礙物。處理方法：調(diào)高電壓；適量沖水下沉；挖除障礙物。

（2）常見問題：攪拌機(jī)達(dá)不到預(yù)定深度，但電流不變。原因：土質(zhì)粘性大，攪拌機(jī)自重不夠。處理方法：增加攪拌機(jī)自重或加壓。

（3）常見問題：噴漿未到設(shè)計(jì)樁頂面（或樁底端）標(biāo)高，貯漿桶中漿液已排空。原因：投料不準(zhǔn)確；灰漿泵磨損漏漿；灰漿泵輸漿量偏大。處理方法：重新標(biāo)定投料量；檢修灰漿泵；重新標(biāo)定輸漿量。

（4）常見問題：噴漿到設(shè)計(jì)標(biāo)高，貯漿桶中剩漿液過多。原因：拌漿加水過多；輸漿管路部分阻塞。處理方法：重新標(biāo)定加水量；清洗輸漿管路。

（5）常見問題：樁身發(fā)生傾斜。原因：攪拌軸彎曲；塔架承受沖擊荷載時(shí)搖晃；遇到石塊后側(cè)面擠過。處理方法：換剛性好筆直的攪拌軸；塔架主腿底應(yīng)用球形鉸鏈連接；挖出淺部石塊。

（6）常見問題：斷樁。原因：噴漿間歇中斷；連接法蘭松動(dòng)漏漿；硬軟土層換層處連結(jié)較弱。處理方法：保持連續(xù)供漿并遵守操作規(guī)程；法蘭連結(jié)處要擰緊螺帽；若偏差過大，應(yīng)補(bǔ)樁施工。

（7）常見問題：偏樁（樁位偏離設(shè)計(jì)位置）。原因：樁機(jī)就位不準(zhǔn)；遇大石塊后于深部發(fā)生橫向位移。處理方法：嚴(yán)格控制偏差；挖出淺部石塊，若偏差大應(yīng)補(bǔ)樁。

（8）常見問題：空心樁（樁中間部位無水泥）。原因：粘性土糊鉆轉(zhuǎn)后同心；攪拌葉片有纖維纏繞及土附著。處理方法：將攪拌頭用水或潤滑漿液浸濕；及時(shí)清除纖維再攪拌。

（9）常見問題：某一段樁身沒有固結(jié)。原因：水泥標(biāo)號(hào)低或變質(zhì)；水灰比太大；攪拌不均勻；使用加水稀釋后的凝稠水泥漿。處理方法：使用高標(biāo)號(hào)新鮮水泥；調(diào)整水灰比并加適量外摻劑；增加攪拌次數(shù)；因故凝稠的水泥漿不準(zhǔn)使用。

（10）常見問題：樁身斷面上一部分是固化劑團(tuán)塊，另一部分是無固化劑的土。原因：攪拌次數(shù)不夠；遇到硬土。處理方法：增加預(yù)攪次數(shù)；適量沖水濕潤。

6 質(zhì)量監(jiān)測(cè)

6.1 室內(nèi)配合比試驗(yàn)

開工前進(jìn)行攪拌樁室內(nèi)配合比試驗(yàn)，由有資質(zhì)的單位做試驗(yàn)。試驗(yàn)依據(jù)是現(xiàn)場(chǎng)水泥土強(qiáng)度與室內(nèi)水泥土試塊強(qiáng)度的關(guān)系：

式中：?cu，?：現(xiàn)場(chǎng)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；

?cu，K：室內(nèi)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

由試驗(yàn)室測(cè)得的數(shù)據(jù)，推算出水泥實(shí)際需要的摻入量。

6.2 復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)及抽心檢驗(yàn)

施工結(jié)束后按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)施工的攪拌樁各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語

（1）從水泥攪拌樁的加固原理和大量的施工經(jīng)驗(yàn)可以看出，要使水泥攪拌樁保持足夠的強(qiáng)度，需注意以下兩點(diǎn)：①有相應(yīng)數(shù)量的水泥；②必須使水泥與土充分接觸，即用機(jī)械充分拌和水泥和土。因此，水泥土深層攪拌樁施工中必須緊緊把握這兩點(diǎn)，嚴(yán)格控制水泥摻入量和攪拌次數(shù)、轉(zhuǎn)速、提升速度等。

（2）深層攪拌樁施工速度快、成本低，已廣泛應(yīng)用于大面積的軟基處理中，施工中必須加強(qiáng)施工管理，控制施工工序，才能確保施工質(zhì)量。

1 鄭立民.水泥土攪拌樁在軟土地基的應(yīng)用［J］.中國科技縱橫，2010（11）

2 王雪云.青紅高速公路深層水泥攪拌樁試樁施工工藝［J］.鐵道建筑技術(shù)，2010（05）

3 梁勤蒲.深層水泥攪拌樁在軟基處理中的質(zhì)量控制及應(yīng)用［J］.建筑，2010（10）

Based on Cement Agitation Pile in Municipal Administration Path Subgrade Treatment Application

Wu Weihua

The cement agitation pile construction technique is commonly used in the soft soil ground reinforcement craft.In recent years in road, railroad, construction and power plant and in basic construction domain soft ground treatment construction widespread application.The article through to the actual project construction's application, elaborated the cement stirs the pile construction technique the question which in aspects and so on parameter choice, construction skill, quality of certified level must pay attention.

cement agitation pile; path roadbed; soft soil ground treatment; application

U416.1

A

1000－8136（2011）03－0065－02