軟土地基加固中水泥攪拌樁技術(shù)的探討

劉長(zhǎng)杰　宋魁

摘 要： 隨著水泥攪拌樁法在地基處理中的推廣應(yīng)用，水泥攪拌樁作為一種擾動(dòng)相對(duì)較小、施工簡(jiǎn)單迅速、造價(jià)較低、見(jiàn)效較快的軟弱地基處理方法，得到了國(guó)內(nèi)外巖土界的極大關(guān)注，人們開(kāi)始重視對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)的研究。為此，本文在充分掌握水泥攪拌樁法基本原理的基礎(chǔ)上，對(duì)軟基加固中水泥攪拌樁施工準(zhǔn)備、施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 公路工程；水泥攪拌樁；施工工藝

一、水泥攪拌樁法基本原理

自上個(gè)世紀(jì)70年代以后，水泥攪拌樁在我國(guó)軟土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用，且軟土加固效果良好。目前，常見(jiàn)的水泥攪拌樁法可分為兩類，如漿噴法與粉噴法。漿噴法中水泥的狀態(tài)為液體，是向軟土內(nèi)拌入水泥漿的水泥攪拌法；粉噴法則需利用專業(yè)粉體攪拌機(jī)械進(jìn)行施工，水泥通過(guò)壓縮空氣向所需加固軟土地基內(nèi)均勻噴入，通過(guò)鉆頭均勻攪拌水泥和軟土，以此構(gòu)成水泥攪拌樁。一般情況下，水泥攪拌樁的處理深度不超過(guò)15m，在軟土沉積厚度、含水量較大的路段使用。其作用原理為通過(guò)固化劑利用深層攪拌機(jī)在地基底部均勻拌和土與固化劑（漿狀、粉狀），保證兩者拌和充分。通過(guò)固化劑將軟土性能改善，以此形成復(fù)合地基，提高水穩(wěn)定性及地基承載力。

二、軟基加固中水泥攪拌樁施工準(zhǔn)備

1、設(shè)計(jì)審核

在接到設(shè)計(jì)文件后開(kāi)始組織審核工作，要充分了解設(shè)計(jì)目標(biāo)，核對(duì)工程的地質(zhì)以及土工試驗(yàn)報(bào)告、水泥土攪拌樁的樁位設(shè)計(jì)圖、考察施工場(chǎng)地的地形等，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)人員，由其修改。

2、施工機(jī)械準(zhǔn)備

目前水泥攪拌樁在農(nóng)村公路軟基處理中最常用的施工機(jī)械主要有鉆機(jī)、粉漿機(jī)及壓縮機(jī)。水泥攪拌樁成樁的主要機(jī)械就是鉆機(jī)，這種機(jī)械的主要應(yīng)用功能為動(dòng)力大、操作方便、能在速度不同的情況下進(jìn)行均勻地正向鉆進(jìn)或反向提升，同時(shí)還可以全方位地自行移動(dòng)。作為漿體材料定量發(fā)送的主要機(jī)械設(shè)備，噴漿設(shè)備的組成部分分別為儲(chǔ)灰罐、發(fā)送裝置及計(jì)量控制裝置等，這些部件都是公路軟基處理的關(guān)鍵性施工設(shè)備。壓縮機(jī)可以提供一定壓力氣源給水泥攪拌樁進(jìn)行有效施工，促使水泥漿液突破噴漿口土體阻力向軟土內(nèi)進(jìn)行噴灑。

3、材料準(zhǔn)備

水泥攪拌樁的重要原材料之一就是水泥，水泥的質(zhì)量是直接關(guān)系到施工質(zhì)量的重要因素，因此，在工程施工中，必須保證水泥有質(zhì)量合格證書，只有檢測(cè)合格的水泥方可用于水泥攪拌樁的施工。在施工場(chǎng)地，還應(yīng)設(shè)置水泥存放區(qū)域，水泥存放區(qū)必須保證場(chǎng)地平整，防雨，只有這樣，才會(huì)有利于妥善保存水泥。水泥的堆放必須做到下鋪上蓋，以防止水泥受潮、結(jié)塊、變質(zhì)。

4、施工場(chǎng)地

在進(jìn)行水泥攪拌樁加固軟基施工之前，應(yīng)先保證施工場(chǎng)地的平整。水泥攪拌樁所在的位置一定要保證地上、地下所有的障礙物（包括生活垃圾、地表雜草、雜物、地下石塊、樹(shù)根）已被清除。場(chǎng)地低洼處要用粘土填平，避免回填雜土。施工前，安裝臨時(shí)排水設(shè)備，確保地面無(wú)積水。然后，采用GPS精準(zhǔn)控制和安裝水泥攪拌樁的位置，根據(jù)設(shè)計(jì)樁位圖進(jìn)行安裝。

三、軟土地基加固中水泥攪拌樁施工工藝

1、試樁

為提高軟基施工的質(zhì)量，必須做好施工準(zhǔn)備工作。攪拌灰土通常用土體中任一點(diǎn)經(jīng)鉆頭攪拌次數(shù)N和單位時(shí)間內(nèi)的噴出量來(lái)表征，它是影響地基加固效果的重要因素。

根據(jù)室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)條件，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁，宜在室內(nèi)配合比試驗(yàn)28d強(qiáng)度確定的進(jìn)行。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)選定的配合比用量，每延米增減5kg進(jìn)行工藝性試樁，3種水泥用量各試打10-15根并對(duì)每種水泥用量的樁取2根進(jìn)行取芯檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定施工用配合比，工藝性試樁的目的量；通過(guò)試樁應(yīng)掌握下鉆及提升的困難程度，確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度，確定合適的輸灰泵輸灰量；掌握水泥干粉經(jīng)輸灰泵到達(dá)攪拌樁噴灰的時(shí)間，掌握預(yù)攪下鉆速度，粉體攪拌樁機(jī)提升速度，攪拌下沉，復(fù)攪提升等施工參數(shù)。

2、施工放樣

將施工路面的表層雜草、雜物等進(jìn)行徹底清理，選用黏性土將低洼地段進(jìn)行回填及夯實(shí)，進(jìn)而增加機(jī)械運(yùn)行時(shí)的路基荷載承受能力。在水田路段進(jìn)行軟基處理施工時(shí)，必須先進(jìn)行排水疏干在進(jìn)行路面表層清理，必須將其清理厚度控制在0.3米到0.5米的范圍內(nèi)，并把原路面設(shè)置成4%的橫坡，在路基兩邊進(jìn)行邊溝開(kāi)挖施工，選用標(biāo)示等防護(hù)方式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)路基下面的管線進(jìn)行有效保護(hù)。依據(jù)圖紙選用全站儀進(jìn)行控制樁的準(zhǔn)確放出后，再依據(jù)樁位布置進(jìn)行具體樁位的放出，設(shè)置明顯標(biāo)志在控制樁上，同時(shí)奧注意進(jìn)行定時(shí)復(fù)核。

3、拌制水泥漿

施工企業(yè)必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行水泥漿的準(zhǔn)確配制，為確保配合比的準(zhǔn)確性，必須對(duì)水泥、外加劑及摻合料等施工材料的用量進(jìn)行嚴(yán)格控制。利用試樁試驗(yàn)對(duì)攪拌時(shí)間進(jìn)行確定，在水泥漿的施工過(guò)程中，施工企業(yè)必須做到同時(shí)進(jìn)行攪拌、應(yīng)用，必須確保攪拌的均勻性，才能不出現(xiàn)塊狀、團(tuán)狀等現(xiàn)象，施工過(guò)程中不能采用出現(xiàn)初凝情況的水泥漿。在成樁施工中，必須將水泥漿每次攪拌的量控制在一根樁用量以上。

4、水泥攪拌機(jī)械安裝、就位

在施工場(chǎng)場(chǎng)將鉆機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確拼裝并就位。在機(jī)械設(shè)備第一次到施工場(chǎng)地進(jìn)行施工時(shí)，必須標(biāo)定樁機(jī)的電流表、管道壓力表、電磁流量表、深度測(cè)量?jī)x及電腦打印機(jī)。在施工過(guò)程中要定期進(jìn)行復(fù)查，尤其是鉆頭葉片常常會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，當(dāng)磨損程度超過(guò)一定額度時(shí)必須馬上進(jìn)行補(bǔ)焊，只有這樣才能確保樁體直徑的準(zhǔn)確性。

5、攪拌及提升攪拌

鉆機(jī)開(kāi)始施工時(shí)，沿導(dǎo)向架的方向鉆桿不斷勻速下沉進(jìn)行切土攪拌，于此同時(shí)，要將送漿泵開(kāi)啟并將水泥漿向土體噴灑，這個(gè)時(shí)候雙軸上的多層葉片可以一起進(jìn)行正、反向旋轉(zhuǎn)攪拌直到設(shè)計(jì)深度。當(dāng)已經(jīng)符合設(shè)計(jì)深度之后，還要就地在樁端不斷進(jìn)行噴漿攪拌作業(yè)，并將其時(shí)間控制在大于30s的范圍，這樣樁端水泥漿可以實(shí)現(xiàn)均勻攪拌的作用。提升攪拌機(jī)，進(jìn)行噴漿作業(yè)的根本目的就是防止堵塞噴漿口現(xiàn)象的產(chǎn)生，在提升施工中其噴漿量應(yīng)控制在總噴漿量的5%到10%之間或小于5%。當(dāng)提升位置達(dá)到樁頂時(shí)，其攪拌時(shí)間應(yīng)控制在2min以上。最后將攪拌機(jī)械關(guān)閉并駛離施工路面。

6、檢測(cè)

水泥攪拌樁成樁七天左右，將樁頭淺開(kāi)挖約1.5米，對(duì)攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)采用觸探儀對(duì)樁體直徑進(jìn)行測(cè)量及質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。水泥攪拌樁成樁三周左右時(shí)，芯樣位置控制在樁徑1/4處及樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，并對(duì)樁體的完整性等進(jìn)行有效檢驗(yàn)，芯樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度要與設(shè)計(jì)要求相符合。將芯樣取出后采用水泥砂漿灌注將孔洞進(jìn)行封閉。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，路基作為公路工程的重要構(gòu)成部分，對(duì)其使用性能有直接影響，必須根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件選取相應(yīng)施工技術(shù)，確保工程質(zhì)量滿足車輛通行需求。水泥攪拌樁技術(shù)在軟土路基處理中得到廣泛應(yīng)用，具有良好的單樁承載能力，提升路基的穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格遵循施工規(guī)范規(guī)定，加強(qiáng)質(zhì)量控制措施，構(gòu)建完善的質(zhì)量管理體系，盡量減少人為操作失誤。

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