對公路路基水泥攪拌樁施工技術的探究

趙燁祥

浙江省大成建設集團有限公司 浙江杭州 310012

1 水泥攪拌樁技術

水泥土攪拌樁，是一種針對軟弱土層進行加固的工藝技術，將水泥作為固化劑，通過攪拌設備，在地基深層對水泥和軟土層進行強制攪拌，通過相應的物理化學反應，使得軟土能夠固結成具備較高強度和穩(wěn)定性的優(yōu)質基礎。水泥土攪拌樁的加固激勵，主要是利用了水泥與土層之間的物理化學反應，水泥的摻量先對較少，通常不會超過需要加固土體的15%，水泥本身與黏土的混合并不充分，黏土較大的比表面積以及活性會導致水泥土硬化速度緩慢，過程也較混凝土硬化更加復雜。通常來講，在土木工程中，水泥土攪拌樁的加固機理包括了三個過程：一是水泥水解和水化，但是其對于水的需求較大，如果土層中含水量低，同時選擇噴粉施工，會導致施工難度增大，水解反應和水化反應無法順利實現(xiàn)，影響加固效果；二是碳酸化，在施工環(huán)節(jié)，水泥攪拌樁由于水泥與土壤的不充分混合，必然會存在土塊和水泥塊，在這種情況下，想要提升總體強度，需要做好充分攪拌，確保水泥能夠均勻分布到土壤中；三是黏土顆粒與水泥水化物的反應，如離子交換反應、凝硬反應等，與水泥水化反應密切相關，要求土壤含水量適中。

2 施工前準備工作

（1）施工前平整好施工場地，為了避免雨季可能產生積水問題，在施工場地的一側需要開挖出排水邊溝，保證一個好的施工環(huán)境。（2）為了提高水泥攪拌樁的成樁效果，對于回填溝塘的路段的每層回填土的厚度和壓實度分別控制在50cm以下和70%-85%以內。（3）為了避免水泥的檢驗周期和難以進場水泥的情況，需要事先建設好面積在42m2以上、儲水量在80t以上的水泥庫。（4）在樁機的井架上將每米的深度標示線準確畫出，并標識出鉆頭落地的“零”起點的位置。（5）增加樁機鉆頭上的橫向攪拌刀片至6個，并將垂球掛在井架的正面和側面上，垂球的中心位置需要用紅油漆標示出[2]。（6）組織施工技術人員、樁機組機長進行技術交底，確保所有人清楚施工工藝、資料的統(tǒng)一、施工過程中的管理制度、檢測要求及付款方式等。

3 公路工程水泥攪拌樁施工質量控制措施

3.1 質量控制要求

（1）對成樁28d后的攪拌樁采用復合地基靜荷試驗，復合地基承載力應不小于設計值120kPa，檢查數(shù)量為施工段總樁數(shù)的0.5%。

（2）對成樁28d后的攪拌樁采用單樁載荷試驗，單樁承載力應不小于設計值12kn，檢查數(shù)量為施工段總樁數(shù)的0.5%。

（3）對成樁28d后的攪拌樁進行鉆孔取芯（樁身上中下段各取一組）檢測樁身無側限抗壓強度試驗，并了解樁身強度、完整性和樁長是否達到設計要求。檢查數(shù)量為施工段總樁數(shù)的0.5%。

（4）對成樁7d后的攪拌樁，由施工單位進行開挖自檢，各相關單位人員到場檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，測量成樁直徑，并如實做好記錄，檢查數(shù)量為施工段總樁數(shù)的0.5%。

3.2 質量控制方法

質量控制主要是采取的是抽查方法，因為在軟基處理的過程中樁基的數(shù)量往往是比較大，不可能每根樁基都進行檢查，這樣會影響工期，也會增加工作量，因此為了既能保證質量又能保證不耽誤工期的最好辦法是抽查。抽查按樁機編號隨機抽查和按施工臺班抽查兩種方法相結合。抽查時做好抽查記錄，包括樁編號、設計樁長、實際樁長、電流量等數(shù)據(jù)。

3.3 質量控制內容

質量控制內容比較多，并且可能因為具體工程情況不同而控制內容也有可能不一樣，結合本工程實例，闡述下重點質量控制內容：①施工單位管理人員是否到位，樁機操作人員是否持證上崗；②機械及儀表運行是否正常；③自動記錄儀顯示樁長與實測樁長是否一致。④復攪深度、次數(shù)及提升速度是否符合要求。⑤每盤漿液拌制水泥用量是否符合要求。⑥施工與施工記錄是否同步，記錄是否完整、屬實。⑦水泥攪拌樁施工出現(xiàn)異常情況處理。

3.4 水泥攪拌樁施工過程中進行的質量檢測

在整個水泥攪拌樁的施工中應該時刻做好質量控制工作，對各項施工記錄等做好定期的檢查，并對每根樁的質量進行嚴格的評定。對水泥的用量、樁的實際長度、提升速度以及下沉速度、攪拌的次數(shù)以及具體的深度等都應該進行重點檢查。[4]通常在質量檢測的過程中可以采取下述幾個方法：

（1）開挖檢查。成樁7d后，采用淺部開挖樁頭（深度宜超過停漿面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性、量測成樁直徑，檢查量為施工總樁數(shù)的5%。

（2）攪拌樁不屬于豎向承載體，只需要采取完整性檢測即可。在成樁操作完成之后的28d，需要利用雙管單動取樣器進行芯樣的鉆取，測量水泥土具有的抗壓強度；此外還需要在樁的上、中、下部選擇芯樣檢測樁身具有的抗壓強度，要求直徑在80mm以上，樁端鉆入到土層的長度要求控制在樁徑的三倍以內，檢測數(shù)量通常保證在樁總數(shù)的2%左右；去芯位置：在鉆進的過程中需要垂直的沿著樁徑的五分之二軸線，成樁之后的28d要求抗壓強度在0.8MPa以上，90d之后應該在1.2MPa以上。

4 結語

公路工程水泥攪拌樁原理是水泥加固土的物理化學反應過程，水泥攪拌樁是利用水泥作為主要固化劑，利用專業(yè)的機械設備把水泥噴射到需要處理的軟土地基內，同時在噴射過程中不斷攪拌使水泥與土發(fā)生水化和水解反應，生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆?；蛐⊥翀F凝結在一起形成一種穩(wěn)定的結構整體，這就是水泥骨架作用同時，水泥在水化過程中生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子進行離子交換作用，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而進一步提高土體的強度，使公路地基承載力達到要求。用這樣方法來公路處理軟弱地基十分有效。水泥攪拌樁適用于淤泥質土、粉質黏土及飽和性土等軟土地基，就其加固效果來說它降低了軟土的壓縮性，同時提高了軟土的抗剪強度，改善了軟土的力學特性。