關(guān)于公路施工中軟土地基處理技術(shù)及應(yīng)用

段丁鈺

摘 要：為解決公路施工過程中經(jīng)常面臨的軟土地基問題，本文結(jié)合某公路工程I標(biāo)實(shí)際情況，對(duì)其軟土地基處理中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出施工中需要注意的要點(diǎn)，以期為類似公路標(biāo)段的軟土地基處理提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：公路施工;軟土地基處理;水泥攪拌樁

公路工程施工中，若未能對(duì)軟基進(jìn)行加固處理，則會(huì)引發(fā)路基沉陷等病害，導(dǎo)致路面變形和開裂，嚴(yán)重影響公路正常使用。因此，在公路施工中一旦發(fā)現(xiàn)軟基，必須加以有效處理，根據(jù)工程的具體情況，采取有效的軟基處理技術(shù)。

1 工程概況

某公路工程I標(biāo)總長約6.72 km，該標(biāo)段處在沖擊平原區(qū)中，路基穩(wěn)定性相對(duì)較差，地層范圍內(nèi)有軟弱土分布。為保證公路質(zhì)量，必須處理軟基，先將松散土清除，并換填碎石，然后采用攪拌樁進(jìn)行地基加固。該標(biāo)段的不良地質(zhì)以軟土震陷與砂土液化等為主，其中，軟弱土屬于淤泥質(zhì)土，成流塑狀，而砂土液化的液化指數(shù)在1.75～14.36范圍內(nèi)，屬于中等液化地基。

軟基處理需要從構(gòu)造物承載力、穩(wěn)定性與沉降幾個(gè)方面考慮。以相關(guān)計(jì)算分析結(jié)果為依據(jù)，采取合理有效的處理措施。如果軟土的厚度在3.0 m以內(nèi)，則可采用換填的方法進(jìn)行處理。對(duì)于水泥攪拌樁技術(shù)，主要用于軟土深度在13 m以內(nèi)的段落，該工程所用攪拌樁的樁徑為500 mm，按正三角形進(jìn)行布置和排列。摻灰量以含水量的高低為依據(jù)確定，通常采用50 kg/m～60 kg/m，水泥使用32.5普硅水泥。攪拌樁之間的距離為1.0 m～1.4 m。樁長要以從軟弱層中完全穿過為準(zhǔn)確定和控制。另外，為保證攪拌樁的性能，可以按照水泥用量的3%摻入石膏。

2 施工準(zhǔn)備

（1）落實(shí)好三通一平，并檢查確定是否存在地下管線。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線，確定每根攪拌樁的具體位置;每五根樁設(shè)置一個(gè)竹片用于現(xiàn)場(chǎng)定位。若需要更改設(shè)計(jì)位置，則要得到設(shè)計(jì)與監(jiān)理人員的同意。

（3）做好施工前的場(chǎng)地安排與組織，如供水、供電、機(jī)械設(shè)備行駛路線及擺放位置，以及臨時(shí)運(yùn)輸通道[1]。

（4）施工材料應(yīng)適當(dāng)提前進(jìn)場(chǎng)，所有材料都要有合格證及試驗(yàn)報(bào)告。

（5）開工前由測(cè)量人員對(duì)施工圖紙進(jìn)行校核，然后按照?qǐng)D紙?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)確定樁位及標(biāo)高。放樣結(jié)果要采用書面形式提交給監(jiān)理人員，由監(jiān)理人員檢查確認(rèn)合格后開始下一道工序。

（6）開工前將所有機(jī)械設(shè)備均準(zhǔn)備齊全，并進(jìn)行必要的試驗(yàn)與保養(yǎng)，使其在施工中能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（7）水泥采用32.5普硅水泥，施工中使用的水泥必須質(zhì)量合格，不可使用已經(jīng)變質(zhì)、受潮和結(jié)塊的水泥。

3 施工方法

3.1 鉆機(jī)就位

該工程采用可自行就位和對(duì)中的樁機(jī)。在安裝樁機(jī)時(shí)，應(yīng)使其保持水平并穩(wěn)固，同時(shí)在樁機(jī)的底部應(yīng)使用枕木將其墊平。將樁機(jī)安裝到位后，測(cè)量并放出標(biāo)高控制線，作出明確的標(biāo)記，機(jī)架正面與側(cè)面都必須和攪拌桿保持垂直，樁機(jī)的攪拌頭應(yīng)與樁位對(duì)準(zhǔn)。樁機(jī)就位后，利用線錘對(duì)樁架的垂直度進(jìn)行檢查，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后即可開始鉆進(jìn)[2]。

3.2 攪拌下沉

依靠攪拌機(jī)自身重量以不超過1.0 m/min的速度持續(xù)向下鉆進(jìn)，在鉆頭旋轉(zhuǎn)的同時(shí)持續(xù)下沉，一般鉆頭每旋轉(zhuǎn)一圈應(yīng)向下沉10 mm～15 mm的距離，基于導(dǎo)向架的引導(dǎo)，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)不斷切土，直到要求的加固深度。實(shí)際下沉速度控制根據(jù)電機(jī)電流進(jìn)行，正常工作時(shí)的電流不能超過40 A[3]。

水泥漿液制備要有足夠時(shí)間，一般不能少于4 min，這樣除了是為了保證漿液攪拌均勻性，還能起到促進(jìn)水泥水化的作用，漿液的水灰比要以試樁技術(shù)參數(shù)為參考得出，通常不能超過0.4～0.5的范圍。完成攪拌的漿液儲(chǔ)存至儲(chǔ)漿罐的過程中應(yīng)保持連續(xù)攪拌，否則將有可能導(dǎo)致漿液離析。

噴漿量的確定需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)資料單位長度增加5 kg，同時(shí)最小水泥用量不能低于50 kg/m，而最大用量一般不能超過60 kg/m，保證水泥的用量是使攪拌樁施工完成后有足夠抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵，因此在施工中必須嚴(yán)加管控。

施工應(yīng)按照從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的順序進(jìn)行。在正式施工開始前，應(yīng)先進(jìn)行試樁，其樁數(shù)不能少于160根，采用試樁的方法可確定如下幾項(xiàng)技術(shù)參數(shù)：到達(dá)設(shè)計(jì)要求噴入量的技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)、提升與攪拌的速度、噴漿壓力、噴入量等;檢查漿液的攪拌是否均勻，即能對(duì)預(yù)定工藝流程進(jìn)行驗(yàn)證;確定下鉆與提升過程中受到的阻力，并采取針對(duì)性技術(shù)措施;明確軟土實(shí)際含水量與噴漿量之間的關(guān)系，由此確定最佳噴漿量及漿液水灰比[4]。

樁機(jī)的下鉆與提升速度都是對(duì)噴漿量進(jìn)行控制的主要因素，需通過試樁來確定，通常情況下的鉆進(jìn)速度不超過1.0 m/min。在鉆頭到達(dá)樁底部以后，應(yīng)繼續(xù)攪拌和噴漿一段時(shí)間，這樣是為了保證樁底部灰量充足，然后再按照不超過0.8 m/min的速度向上提升鉆頭，使?jié){液攪拌達(dá)到均勻。

將鉆頭提升至與整平高程相距0.25 m的位置后，可通過重復(fù)噴漿和攪拌來保證樁頭的質(zhì)量，直到從整平高程處離開0.25 m。與此同時(shí)，在預(yù)攪下沉到設(shè)計(jì)要求的深度后，應(yīng)啟動(dòng)灰漿泵連續(xù)坐漿30 s的時(shí)間，使泥漿進(jìn)入到軟土層當(dāng)中。通過同時(shí)進(jìn)行提升、攪拌與噴漿，確保漿液和土體之間充分混合。另外，為了使樁端、樁身與樁頂?shù)馁|(zhì)量都達(dá)到要求，在第一次提鉆過程中需要在樁底處適當(dāng)停留一段時(shí)間。

3.3 充分?jǐn)嚢鑷姖{

為確保軟土層和漿液能夠達(dá)到均勻攪拌，應(yīng)采用相同的方法重復(fù)攪拌下沉與提升噴漿，在重復(fù)施工時(shí)，要求與第一次攪拌下沉基本相同。樁機(jī)鉆桿下沉及提升時(shí)的時(shí)間都應(yīng)安排專人進(jìn)行記錄，要求其誤差不能超過5 s。如果在復(fù)攪的過程中產(chǎn)生空洞或發(fā)生意外事故，包括停電與噴漿管堵塞等，可能會(huì)給樁體的質(zhì)量造成影響，則要在提升鉆桿后立即采用素土進(jìn)行回填，并重新開始攪拌和噴漿，要求在12 h之內(nèi)完成補(bǔ)救施工，保證搭接段的長度達(dá)到1.0 m以上[5]。

3.4 質(zhì)量檢驗(yàn)

攪拌樁質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求、允許偏差、頻率及方法包括：

（1）樁距：檢查方法為皮尺測(cè)量，按照總樁數(shù)2%抽查，要求偏差不超過±10 cm;

（2）樁徑：檢查方法為尺量，按照總樁數(shù)2%抽查，要求不小于設(shè)計(jì)值;

（3）樁長：檢查方法為根據(jù)施工和監(jiān)理的記錄確定，需檢查所有樁，要求不小于設(shè)計(jì)值;

（4）樁垂直度：檢查方法為根據(jù)施工和監(jiān)理的記錄確定，需檢查所有樁，要求偏差不超過1.5%;

（5）單樁噴漿量：檢查方法為根據(jù)施工和監(jiān)理的記錄確定，需檢查所有樁，要求不小于設(shè)計(jì)值，且偏差不能超過+1%;

（6）樁身抗壓強(qiáng)度：檢查方法為鉆孔取芯檢測(cè)，按照總樁數(shù)0.5%抽查，要求7 d抗壓強(qiáng)度不低于0.6 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度不低于1.0 MPa[6]。

3.5 施工注意事項(xiàng)

（1）樁機(jī)應(yīng)配備計(jì)量裝置，并做好定期標(biāo)定，當(dāng)總生產(chǎn)樁長達(dá)到10 000 m后必須重新進(jìn)行標(biāo)定 ;

（2）對(duì)噴漿與停漿時(shí)的標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，中途不允許停止噴漿，以保證樁長;在二噴過程中注意不可在還沒有噴漿時(shí)就進(jìn)行鉆桿的下沉與提升;

（3）如果在施工中發(fā)現(xiàn)實(shí)際噴漿量不足，則要由監(jiān)理人員在適宜的位置實(shí)施補(bǔ)樁;

（4）在對(duì)樁體進(jìn)行復(fù)攪的過程中，應(yīng)使用中低檔的速度進(jìn)行鉆進(jìn)與提升，不可使用較高的速度施來鉆機(jī)與提升，否則將嚴(yán)重影響最終的攪拌效果;

（5）開工前先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，并清除所有障礙物，若發(fā)現(xiàn)地表過軟，則應(yīng)采取有效措施避免樁機(jī)失穩(wěn);

（6）在濕噴法施工過程中使用的各類添加劑，都必須經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn)且確認(rèn)合格后才能使用。漿液的泵送應(yīng)保持連續(xù)，若因故停止泵送，則要停止前方操作人員，避免發(fā)生斷樁;

（7）如果如土切削與提升攪拌過程中由于負(fù)荷過大導(dǎo)致電機(jī)的電流超出額定值，則應(yīng)適當(dāng)減小提升的速度，也可補(bǔ)給一定量的清水，如果卡鉆或停鉆，則應(yīng)將電源切斷，在強(qiáng)制提出鉆頭后，重新開啟電機(jī)進(jìn)行下鉆;

（8）施工過程中應(yīng)借助定位卡保證樁位準(zhǔn)確性，所有管線的接頭都應(yīng)連接牢固。施工現(xiàn)場(chǎng)的所有電器都應(yīng)采取有效防雨措施，謹(jǐn)防漏電問題的發(fā)生;

（9）施工中不可使用已經(jīng)離析的泥漿，泥漿必須按照設(shè)計(jì)確定的配合比進(jìn)行配制，水泥使用前應(yīng)進(jìn)行過篩。另外，為避免漿液離析，應(yīng)持續(xù)攪拌，在壓漿開始前再將其倒入至料斗當(dāng)中;

（10）成樁時(shí)，因電壓不足或其它方面原因?qū)е峦C(jī)而使成樁中斷，則為了避免斷樁事故的發(fā)生，應(yīng)在重新開啟樁機(jī)之后使攪拌葉片下沉0.5 m[7];

（11）施工中若由于地下存在障礙物等原因?qū)е裸@桿無法下入時(shí)，應(yīng)立即通知工程的設(shè)計(jì)與監(jiān)理方，以便采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)樁，保證成樁質(zhì)量;

（12）制漿必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的水灰比進(jìn)行，將漿液配制好以后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾。對(duì)于集料池內(nèi)的漿液，應(yīng)始終處在攪拌的狀態(tài)，這樣是為了防止?jié){液分層[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，軟基在公路工程建設(shè)中是一種十分常見的情況，目前對(duì)公路軟基已經(jīng)掌握了很多處理技術(shù)，水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用比較成熟。該標(biāo)段軟基處理施工現(xiàn)已完成，經(jīng)檢查攪拌樁各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求，以上施工技術(shù)合理可行，可以為類似工程的軟基處理提供參考借鑒。

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