公路軟基加固施工中水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用探討

賀同波（山東宏昌路橋集團濰坊市經(jīng)緯公路開發(fā)有限公司，山東 濰坊 261041）

近年來，水泥攪拌樁技術(shù)在公路建設(shè)中已成為一個熱點技術(shù)，作為軟基處理的有效形式，具有顯著的加固效果。水泥攪拌樁技術(shù)是將配制好的水泥注入土壤中，將地面和水泥混合制成水泥地面，水泥之間的化學反應(yīng)促進了地基強度的提高，減少地面沉降量，提高地基變形能力和道路承載力。

1 水泥攪拌樁技術(shù)的施工原理

1.1 水泥攪拌樁技術(shù)的理論基礎(chǔ)

水泥攪拌樁技術(shù)是一種有效的軟基處理方法。采用水泥樁混合技術(shù)噴灑水泥，并以混合料的形式產(chǎn)生水泥的一系列理化反應(yīng)。然而，隨著水泥加入量的減少，水泥在地面周圍的反應(yīng)速度變慢。在水解和水化作用下產(chǎn)生水化合物，然后發(fā)生離子交換、團聚和硬化反應(yīng)，大大提高水泥地面的強度，提高公路整體質(zhì)量。

1.2 水泥攪拌樁技術(shù)的優(yōu)勢

第一，水泥攪拌樁技術(shù)可通過就地攪拌水泥和軟土來充分加強地基；第二，水泥混合工藝在施工過程中不會引起噪音和灰塵污染，可以用于城市或人口稠密的地區(qū)；第三，攪拌工藝不會擠壓原始地基，對建筑和地下管道影響不大；第四，水泥混合物中最重要的材料是水泥，一方面可以節(jié)省鋼鐵資源，另一方面可以降低公路的技術(shù)費用。

2 公路軟基水泥攪拌樁技術(shù)分析

水泥混合料采用深層攪拌法和粉末噴射攪拌法混合，如果水泥在短時間內(nèi)沒有混合，就會出現(xiàn)迅速收縮的情況。如正常固結(jié)的泥漿、飽和溶解度、透明填料等封閉土壤和飽和自由砂，如果土壤天然含水量小于30%（溶液含水量小于25%）、大于70%或地下水pH值小于4%，則不應(yīng)采用干燥方法，在冬季施工還應(yīng)注意負溫效應(yīng)對處理效果的影響。

如果水泥混合料用于處理泥炭、有機土、塑性指數(shù)大于25的黏土、腐蝕性地下水和沒有技術(shù)經(jīng)驗的地區(qū)，其適用性應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。水泥攪拌樁形成的水泥地面可以作為剛性承重復合地基、基坑工程的擋墻、防滲帳幕等。為了提高軟基的強度，要保證水泥不能太多，否則會造成水泥孔隙的問題。

在采用水泥地面攪拌技術(shù)處理公路軟土地基前，應(yīng)先進行室內(nèi)攪拌試驗。根據(jù)現(xiàn)場處理最弱軟土的特性，選擇合適的硬度劑、混合料及其用量，了解不同齡期和設(shè)計條件下的強度參數(shù)，同時應(yīng)使用垂直水泥地面試期90d試塊立方體的平均抗壓強度，水平水泥地面強度應(yīng)采用28d試塊立方體的平均抗壓強度。

施工時要根據(jù)材料和機器要求進行施工。軟土加固水泥混合固化系數(shù)也可采用32.5或更高強度的普通硅酸鹽水泥，也可采用其他有效固化方法。濕土質(zhì)量應(yīng)為12%～20%，對于水灰比的要求，濕土的水灰比為0.45～0.55。為提高流動性，方便泵的使用，可加入水泥量為0.2%～0.25%的磺酸鈣高效減水劑，硫酸鈉（水泥劑量的1%）和石膏（水泥劑量的2%）可與之結(jié)合使用。根據(jù)公路建設(shè)的需要，可以選擇具有緩凝、防水等特性的材料。所使用的機器和設(shè)備包括：深度攪拌機、起重機、水泥加工設(shè)備升降速度測量裝置和測量儀器。

3 公路軟基加固施工中水泥攪拌樁施工工藝

3.1 施工前期準備

首先科學安排布局施工現(xiàn)場。施工現(xiàn)場必須結(jié)合施工要求進行徹底清理，認真清理施工現(xiàn)場表面的泥土和雜物，對施工現(xiàn)場進行考察和研究，保證施工現(xiàn)場的完整及施工材料等不出現(xiàn)問題。

第二，做好監(jiān)督檢查工作。直線段立管調(diào)整距離檢查在15m～20m左右，曲線段立管調(diào)整距離檢查在10m～15m左右時，要在兩側(cè)的指標樁上放置一些明顯的字符，并清楚地標明設(shè)計高度。

第三，施工便道，施工前要徹底清除施工現(xiàn)場工作面上的各類障礙物，然后確保施工便道和進場路緊密相連，使工程中機械設(shè)備的運輸需求得到有效滿足。在軟土地基施工的基礎(chǔ)階段，由于軟基較多，增加了重型機械通行的難度，通過修建主要便道，可以促進施工的順利開展。

3.2 合理分析施工流程

首先，機器設(shè)備要準備好。對于水泥深層攪拌樁應(yīng)配合使用單軸鉆機，并根據(jù)實際情況相應(yīng)移動鉆機，使鉆機中心對準預(yù)定的樁位，應(yīng)嚴格控制其垂直度。一般情況下，需要用水平尺測量水泥攪拌樁機的高度，并用經(jīng)緯儀確定相應(yīng)的高度。

二是攪拌噴漿下沉。樁位確定后開啟電機，此時起重機纜繩可適當放松，攪拌可與地面切割和下沉同時進行，根據(jù)電機監(jiān)測表的數(shù)值合理調(diào)節(jié)下降速度，工作流量調(diào)節(jié)在70A以內(nèi)，結(jié)合孔深測量裝置，嚴格控制孔深。然后噴灑并攪拌均勻，當深層水泥攪拌樁機已達到施工深度，應(yīng)適當減慢鉆機的鉆進速度，鉆孔時間應(yīng)調(diào)整約2min。旋轉(zhuǎn)攪拌和提升鉆機應(yīng)同時進行并合理確定提升速度。

最后再進行攪拌下沉和提升。將鉆桿提升至設(shè)計懸掛高度，旋轉(zhuǎn)攪拌機浸入地下，使軟土與水泥泡沫混合均勻之后放大深度滿足設(shè)計要求，攪拌樁必須旋轉(zhuǎn)并放回地面。距地面嚴格按50cm標準，配管齊全，小心地去除攪拌頭上所有可能存在的臟污，然后慢慢地將拌頭移動到下一個樁位。

4 公路軟基加固中水泥攪拌樁技術(shù)的質(zhì)量控制措施

首先，在施工過程中要對制動器高度、攪拌深度等指標進行嚴格控制，保證水泥損失嚴格控制在2kg/m2以內(nèi)。由于設(shè)計需要，鉆機要穿透分切層和底板底層，深度滿足要求后可停止鉆孔。水泥攪拌樁必須嚴格按照設(shè)計要求進行施工，并不斷進行噴射混凝土。如果噴漿過程存在問題，施工必須停止并檢查，保證支護點以下1m后可以重新執(zhí)行噴射作業(yè)。施工過程中要詳細記錄注入水泥量，定期檢查水泥添加劑及骨料中的情況，及時補充水泥。

其次，在使用水泥攪拌樁時，必須充分考慮對施工質(zhì)量的檢驗，并適當對偏差進行控制。施工完成后，要滿足復合地基要求的疊層強度試驗和靜載試驗，開挖試驗通常在水泥攪拌樁帶形成后的2d～4d內(nèi)進行。嚴格控制樁體偏差，降解深度應(yīng)在0.5m～2m之間，混合料頭的轉(zhuǎn)移量應(yīng)約為混合料總數(shù)的3%。28d后，應(yīng)測試水泥攪拌樁的強度，一般來說抽芯檢驗方法是為了確保抽芯的一致性和連續(xù)性滿足相關(guān)要求，抽芯測試應(yīng)在室內(nèi)進行，樁體強度試驗次數(shù)應(yīng)按樁體總數(shù)的5%左右進行檢查，并完成試驗程序，之后應(yīng)使用水泥砂漿填充。檢查的主要目的是確定單樁和復合地基的耐久性，確保其滿足相關(guān)要求。

最后，水泥攪拌樁施工完成后，必須進行綜合質(zhì)量檢查，嚴格控制樁偏差。同時，對施工記錄進行了詳細檢查，明確樁身水泥用量、攪拌時間、噴射參數(shù)等指標。軟土添加劑主要用于提高軟土的強度，添加劑通常用于地面土壤作為黏土的軟基底。由于添加劑的作用，軟土基礎(chǔ)的強度提高，在一定程度上提高了基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。要科學判斷樁身質(zhì)量，結(jié)合存在的問題和缺陷，及時采取相應(yīng)的改進和處理措施。結(jié)合工程實際，定期進行技術(shù)培訓，充分掌握水泥攪拌樁的施工規(guī)范和技術(shù)。

5 結(jié)語

水泥攪拌樁技術(shù)有一系列優(yōu)點，在加強公路軟基建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。在施工實踐中，必須密切配合軟土的實際情況，制定科學的施工計劃，在每項作業(yè)中進行合理施工，控制施工質(zhì)量，加強整體建設(shè)質(zhì)量。