水泥攪拌樁技術(shù)在公路工程軟基處理中的應(yīng)用

王向陽

摘 要：公路工程在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，不僅加強(qiáng)了區(qū)域間聯(lián)系，也為人們?nèi)粘３鲂刑峁O大便利，要求不斷提升公路工程建設(shè)質(zhì)量以滿足車輛通行需求。水泥攪拌樁施工效率高，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益良好，在公路工程施工中得到廣泛應(yīng)用。本文以具體工程案例為切入點(diǎn)，對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)的施工工藝進(jìn)行分析，并結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探尋質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁技術(shù)；公路工程；軟基處理

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0073-02

1 工程案例

某公路工程標(biāo)段全長(zhǎng)11.305km，處于平原地區(qū)，地勢(shì)相對(duì)平坦，路基開挖量小，地層構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。在河道沿線分布大量軟土層，采用水泥攪拌樁技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。經(jīng)由技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)軟土層勘測(cè)，按等邊三角形布置樁位，樁體應(yīng)深入軟土層內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基的有效加固，長(zhǎng)度宜大于10m，直徑設(shè)計(jì)為Φ500mm。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單樁承載能力、加固深度范圍等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，形成科學(xué)施工方案，嚴(yán)格遵循方案要求進(jìn)行施工，規(guī)范操作行為，待施工完成之后，樁體無側(cè)抗壓強(qiáng)度7天內(nèi)應(yīng)達(dá)到700KPa，單樁承載能力達(dá)到120KN以上。

2 水泥攪拌樁技術(shù)在公路工程中的具體應(yīng)用

2.1 前期準(zhǔn)備工作

2.1.1 施工機(jī)械及材料準(zhǔn)備

在水泥攪拌樁施工過程中，深層攪拌機(jī)、噴漿裝置等，應(yīng)在充分勘測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，確定機(jī)械設(shè)備的規(guī)格及數(shù)量，確保攪拌樁機(jī)施工深度滿足軟基處理要求。待機(jī)械設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之后，應(yīng)由專門操作人員調(diào)試參數(shù)及性能，并形成相應(yīng)管理檔案。現(xiàn)階段公路工程建設(shè)線路長(zhǎng)、規(guī)模大，施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，在此階段應(yīng)做好設(shè)備保養(yǎng)及維護(hù)工作，以提升設(shè)備使用性能，避免影響后期正常施工。

水泥作為主要固化劑，必須保證其規(guī)格、類型與設(shè)計(jì)方案保持一致，盡量選取正規(guī)廠家采購，檢驗(yàn)出廠試驗(yàn)報(bào)告及質(zhì)保單，禁止采用質(zhì)量低劣水泥。并按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)抽樣檢測(cè)水泥材料質(zhì)量，一旦出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料，禁止應(yīng)用在水泥攪拌樁施工中。質(zhì)量驗(yàn)收合格的材料應(yīng)配備專門存放場(chǎng)地，并加強(qiáng)防水排水措施，防止在存放過程中出現(xiàn)受潮、結(jié)塊等問題，對(duì)材料質(zhì)量造成影響。

2.1.2 施工參數(shù)計(jì)算

為保證水泥攪拌樁有效加固軟土路基，應(yīng)明確影響其承載力的重要因素，有效樁長(zhǎng)、樁身強(qiáng)度、面積置換率等加固效果有直接關(guān)系。其中單樁承載力是關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，計(jì)算公式為：

式中：樁體截面積表示為Ap

樁體周長(zhǎng)表示為Up

第i層阻力特征值表示為qsi

第i層土厚度表示為li

未經(jīng)修整承載力特征值表示為qp

2.2 施工場(chǎng)地布置

首先全面清理施工范圍內(nèi)碎石、表土、植被等雜物，并及時(shí)將其運(yùn)送至指定位置，避免影響正常施工。為防止施工階段現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)積水現(xiàn)象，浸泡、侵蝕路基土層，影響其穩(wěn)定性，應(yīng)做好臨時(shí)排水設(shè)施修建，盡量利用原有水文條件、河道，降低對(duì)周邊環(huán)境影響。待施工現(xiàn)場(chǎng)清理完畢之后，根據(jù)設(shè)施方案要求測(cè)量各項(xiàng)參數(shù)，恢復(fù)路基中線，并進(jìn)行工作樁預(yù)埋，為后期施工提供參考及標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 成樁工藝性試

在水泥攪拌樁施工之前，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，試樁深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)值。通過成樁試驗(yàn)及時(shí)掌握各項(xiàng)操作技術(shù)參數(shù)，包括鉆機(jī)鉆進(jìn)速度、噴漿壓力等，若在試驗(yàn)施工中出現(xiàn)鉆進(jìn)阻力、偏差過大等問題，必須分析具體原因，并提出相應(yīng)解決方案，以免正式施工中出現(xiàn)類似問題。試樁數(shù)量不小于5根，根據(jù)總體成樁施工數(shù)量確定，確保成樁質(zhì)量滿足工程施工要求，以試樁參數(shù)成果為依據(jù)進(jìn)行水泥攪拌樁施工。

2.4 鉆機(jī)就位及調(diào)直

待鉆機(jī)運(yùn)行至指定位置之后，適當(dāng)調(diào)整鉆機(jī)使鉆頭與樁位中心保持一致，且處于垂直狀態(tài)。鉆機(jī)安裝是必須保證水平穩(wěn)定，必要情況下可加設(shè)墊木，調(diào)平鉆機(jī)位置。鉆機(jī)安裝完成后，采用水平尺檢測(cè)安裝穩(wěn)定性，鉆機(jī)井架垂直度由經(jīng)緯儀檢測(cè)。

2.5 攪拌成樁施工

首先拌制施工所需水泥漿液，必須嚴(yán)格按照科學(xué)配合比例，均勻攪拌各項(xiàng)各項(xiàng)原材料。拌制完成的漿液按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)取樣檢測(cè)，確保漿液質(zhì)量滿足施工要求之后將其通過灰漿泵注入集料斗內(nèi)。隨后開啟鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)施工，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)深度，為保證施工順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)鉆頭噴口堵塞現(xiàn)象，鉆頭到達(dá)指定位置后開啟空壓機(jī)送氣。當(dāng)深度尺盤數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)方案深度時(shí)，采用低速慢鉆的處理措施，持續(xù)鉆動(dòng)1—2min，增強(qiáng)基礎(chǔ)部分穩(wěn)定性。在鉆桿提升的過程中噴注漿液，在鉆機(jī)提升停留時(shí)間為2—3s，確保漿液達(dá)到送漿口，反轉(zhuǎn)提升速度約為0.5m/min。待鉆頭位置達(dá)到停漿標(biāo)高之后，適當(dāng)放慢攪拌速度，持續(xù)1—2min，確保樁頭質(zhì)量。為切實(shí)提升單樁承載能力，應(yīng)重復(fù)攪拌施工，兩次下沉深度保持一致。鉆頭提升高度與地表相距50cm，可關(guān)閉送漿器停止注漿施工。

3 水泥攪拌樁施工質(zhì)量控制措施

（1）全過程檢測(cè)水泥攪拌樁施工各個(gè)階段，定期檢查施工記錄，并以此為依據(jù)評(píng)價(jià)成樁質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)根據(jù)其影響程度采取相應(yīng)處理措施。必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行施工，規(guī)范操作行為，盡量減少樁體誤差，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，施工允許偏差如表1所示。由技術(shù)人員開挖檢驗(yàn)成樁質(zhì)量，開挖深度一般為0.5—2.0m，檢測(cè)樁徑、樁體位置、材料均勻程度等進(jìn)行是否滿足施工要求，采取隨機(jī)檢測(cè)的方式，抽查總體數(shù)量的2—3%。為切實(shí)保證水泥攪拌樁施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況建立相應(yīng)管理體系，將質(zhì)量檢測(cè)工作貫穿于全過程之中，一旦存在不達(dá)標(biāo)部分，必須及時(shí)采取整改措施，減少在施工中存在的質(zhì)量隱患。為確保水泥攪拌樁施工順利進(jìn)行，應(yīng)建立起崗位責(zé)任制度，根據(jù)崗位內(nèi)容劃分具體職責(zé)，將責(zé)任落實(shí)到位，盡量減少人為操作失誤。

（2）成樁施工質(zhì)量直接影響路基穩(wěn)定性及承載力，是水泥攪拌樁施工的重點(diǎn)部分及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。為規(guī)范施工操作行為，施工單位應(yīng)針對(duì)工程實(shí)際情況，結(jié)合水泥攪拌樁施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，組織施工人員技術(shù)培訓(xùn)，減少人為操作失誤。合理控制鉆進(jìn)速度，確保噴漿量滿足軟基加固需求。在具體施工中，如果噴漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)直接影響單樁承載能力，因此必須實(shí)時(shí)檢測(cè)漿液噴注量，并采取適當(dāng)調(diào)整措施，確保樁體強(qiáng)度滿足施工要求。若由于機(jī)械故障或外界因素不得不中斷施工，必須按照標(biāo)準(zhǔn)復(fù)打，與原樁體應(yīng)有重疊部分，宜超過1m，保證樁身整體穩(wěn)定性。在成樁施工過程中，也能鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及漿液噴注量等參數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際地質(zhì)地質(zhì)條件決定，漿液與周邊土體充分混合在一起，提升地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

（3）在攪拌成樁施工之前，必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工藝性試樁，檢驗(yàn)各項(xiàng)施工參數(shù)的準(zhǔn)確性，并根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)成果進(jìn)行成樁施工。若樁體周圍相對(duì)軟弱土層分布較為廣泛，可適當(dāng)提升水泥用量并增加攪拌次數(shù)，提升軟土地基強(qiáng)度。鉆進(jìn)施工時(shí)鉆機(jī)應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免鉆機(jī)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，造成樁體傾斜，將垂直度誤差控制在1%以內(nèi)。成樁施工中所采用固化劑必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中要求的配合比例，不能存在離析現(xiàn)象。

4 結(jié)語

綜上所述，伴隨國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不斷提升，機(jī)動(dòng)車保有量呈快速攀升狀態(tài)，對(duì)于公路工程施工質(zhì)量提出更高要求。水泥攪拌樁技術(shù)單樁承載能力較強(qiáng)，以水泥作為主要固化劑形更為穩(wěn)定且強(qiáng)度良好的復(fù)合路基。在具體操作過程中，必須結(jié)合工程實(shí)際情況，以工程地質(zhì)條件為依據(jù)，確定漿液噴注量及鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，以達(dá)到良好的軟基加固效果。同時(shí)掌握水泥攪拌樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)施工人員技術(shù)培訓(xùn)，了解工程施工重點(diǎn)部位，盡量減少人為操作失誤，提升公路工程施工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，以滿足車輛通行需求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉旦良，劉宇飛.水泥攪拌樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用——以新溆高速公路為例[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012（23）：89-91.endprint