水泥攪拌樁處理道路軟土地基施工實(shí)例分析思路構(gòu)建

周宇寬

（江蘇海通建設(shè)工程有限公司，江蘇 連云港 222000）

工程的天然地基條件如果不能夠滿足建筑物對(duì)其地基施工的要求，那么，就需要采取相應(yīng)措施對(duì)天然地基進(jìn)行處理，進(jìn)而形成能夠滿足建筑物對(duì)地基施工要求的人工地基，進(jìn)一步確保建筑物的建造安全以及使用安全。采用水泥攪拌樁處理技術(shù)，能夠有效地使軟土地基增加其硬度，同時(shí)也能夠更好地適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的各種需求，進(jìn)而充分地滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的所有要求。

1 工程概況

在沿海地區(qū)的某道路工程中，由于沿海地區(qū)的地形地貌比較單一，并且，地貌類型主要成濱海漫灘的形式，從整體上看，其地勢(shì)比較平緩開(kāi)闊。由本工程的施工區(qū)域、土質(zhì)條件、地質(zhì)調(diào)查以及實(shí)地勘探可以看出，本次工程的地層主要分為人工填土層、第四系海相沉積層、沖洪積層以及殘積層，其中，由于天然的地質(zhì)條件不能夠滿足建筑物對(duì)地基施工的要求，而需要人工干預(yù)的底層為人工填土層以及第四海相沉積層。施工現(xiàn)場(chǎng)的人工填筑土的厚度大于1m，小于7.2m，同時(shí)，海相沉積的淤泥層厚度大約1.2m，小于7.2m。本工程的軟土地基表面上有一定的差異，并且土質(zhì)變化也比較大，本次工程具有由河道沖擊或者是人工填土而形成的淺層以及深層的原土層分布不均勻，淤泥層厚度太高，有機(jī)物以及含水量差異也比較大等特點(diǎn)。水泥攪拌樁是一種具有壓縮性的半剛性樁，在工程中，采用水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行實(shí)際的施工工作，會(huì)受到底層的土質(zhì)以及地下水等各種各樣的不確定因素的影響，進(jìn)而使得施工的質(zhì)量無(wú)法得到有效控制，并且水泥攪拌樁的樁身壓縮變形大，同時(shí)，抗震性以及抗剪切能力也比較差。基于此，如何才能采取有效措施解決在工程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)而確保在這樣復(fù)雜條件下的，軟土地基施工的施工質(zhì)量能夠符合相應(yīng)條件，成為工程建造中的主要側(cè)重點(diǎn)。

2 軟基處理設(shè)計(jì)

2.1 攪拌樁設(shè)計(jì)

該工程中的軟基處理設(shè)計(jì)主要采用了拋石擠淤加強(qiáng)夯法以及水泥攪拌樁兩種，在人工填筑土、淤泥等軟土層以及薄土層中，對(duì)于含有有機(jī)物質(zhì)的沙粒路段，要通過(guò)充分地結(jié)合水泥攪拌樁技術(shù)對(duì)其進(jìn)行有效的處理，進(jìn)而形成人工干預(yù)的復(fù)合地基，然后，再根據(jù)人工干預(yù)的復(fù)合地基的實(shí)際承載力以及沉降來(lái)計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)并進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)的水泥攪拌樁徑為550mm，在機(jī)動(dòng)車道下的攪拌樁中心間距設(shè)計(jì)為1.2m，對(duì)人行道下的中心間距設(shè)計(jì)為1.5m，而在工程中的不同水泥攪拌樁的長(zhǎng)度，按照不同路段的地質(zhì)條件以及土質(zhì)條件來(lái)決定，在持力層的攪拌樁長(zhǎng)度一般不小于1m，在通常情況下，為5～10m，并且樁身采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，其中，對(duì)水泥攪拌樁的地基承載力也具有一定的要求，要求其不小于100kPa。

2.2 攪拌樁作用機(jī)理

水泥攪拌樁處理技術(shù)對(duì)原土地基進(jìn)行處理的時(shí)候，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是將水泥漿作為軟土地基的固化劑，然后，利用深層攪拌機(jī)將位于原位置的原土與水泥進(jìn)行攪拌壓縮，并且使其吸收周圍的水分，最后，經(jīng)過(guò)一系列的操作，形成一種具有高強(qiáng)度、不易變形、以水穩(wěn)性高等特征的混合柱狀體。這樣的混合柱狀體能夠有效地提高軟土地基的承載力，同時(shí)，也能夠減少地基的沉降，確保填土路的地基穩(wěn)定。由于水泥攪拌樁是一種具有壓縮性的半剛性樁，所以其鋼硬度以及抗壓強(qiáng)度都小于剛性樁，并且大于柔性裝，所以當(dāng)水泥攪拌樁處于一種垂直核載作用下，就會(huì)發(fā)生一定程度的變形，在水泥攪拌樁壓縮變形的時(shí)候，其周圍的軟土也會(huì)分擔(dān)一部分的力，進(jìn)而形成柔性復(fù)合地基。當(dāng)水泥攪拌樁的頂部土質(zhì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)人工干預(yù)，那么，其承載力的數(shù)值就會(huì)大于水泥攪拌樁周圍土質(zhì)的承載力的平均值，這時(shí)就可以取0.1～0.4，當(dāng)兩者之間的差距較大的時(shí)候，就可以選擇較低值；而當(dāng)水泥攪拌樁上端的土質(zhì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)人工干預(yù)，但是，其承載力小于或者是等于水泥攪拌樁周圍土質(zhì)的承載力平均值的時(shí)候，就可以取0.5～0.9，在兩者之間的差距較大，或者是設(shè)置了褥墊層的時(shí)候，就要取數(shù)值較大的。由此可見(jiàn)，地質(zhì)條件在確定時(shí)，水泥攪拌樁的復(fù)合地基承載力大小與水泥攪拌樁的豎向承載力以及面積置換率有一定的關(guān)系。當(dāng)水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度以及面積置換率一定時(shí)，水泥攪拌樁的豎向承載力就決定了復(fù)合地基的整體承載力，水泥攪拌樁的承載力與復(fù)合地基的承載力呈現(xiàn)正向關(guān)系；當(dāng)水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度以及樁身長(zhǎng)度一定時(shí)，地基的承載力就由面積置換率來(lái)決定，并且面積置換率與地基的承載力也呈正向關(guān)系。

3 攪拌樁質(zhì)量問(wèn)題以及質(zhì)量控制

3.1 全方位控制

由于水泥攪拌樁技術(shù)通常利用在地下隱蔽工程中，所以容易受到施工材料、施工設(shè)備、施工工藝以及施工人員等多種不確定因素的影響，所以對(duì)攪拌樁的質(zhì)量控制要貫穿工程的全過(guò)程，并且要從全方位來(lái)控制施工的質(zhì)量。

3.2 質(zhì)量控制的具體措施

在實(shí)際的施工過(guò)程中，相關(guān)的管理人員一定要隨時(shí)檢查水泥漿的用量、水泥攪拌樁的長(zhǎng)度以及強(qiáng)度還有自動(dòng)計(jì)量裝置有沒(méi)有出現(xiàn)異常的情況，如果出現(xiàn)了異常情況，那么，就一定要將具體的情況及時(shí)記錄并采取有效的措施予以解決。為了使水泥攪拌樁的樁身施工質(zhì)量能夠得到保障，在施工的過(guò)程中，需要對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。首先，要對(duì)地基的土質(zhì)不同特點(diǎn)，做好相應(yīng)的質(zhì)量控制。水泥攪拌樁的質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在其自身的強(qiáng)度上，不但與人工鉆入的固化劑質(zhì)量以及施工技術(shù)有關(guān)，同時(shí)，還與地基的原始土質(zhì)條件有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以得出，在含有較多有機(jī)物質(zhì)的土質(zhì)中，土質(zhì)的水容量以及可塑性比較大，同時(shí)，還伴有較大的膨脹性以及低滲透性，這些特性的存在，嚴(yán)重地阻礙了水泥進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，如果在其中只是單一的采用水泥加固，那么得到的效果并不能達(dá)到預(yù)期的要求，所以對(duì)這樣的原圖，就要人工地參與一些生石膏外加劑來(lái)提高土質(zhì)的實(shí)際加固效果，在此過(guò)程中，還可以在一定程度上減少水泥的實(shí)際用量。在本項(xiàng)工程中，由于地基的軟土中含有較多的有機(jī)物質(zhì)，所以在對(duì)地基土質(zhì)進(jìn)行水泥加固實(shí)驗(yàn)的時(shí)候得出，采用的水泥摻入量為65kg/m，并且要采用42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥漿和水灰的參數(shù)量比為1:2。其次，水泥攪拌樁的樁土置換率以及水泥摻入量對(duì)復(fù)合地基承載力的影響。在對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算的時(shí)候，通常運(yùn)用能夠符合要求的，復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)的攪拌樁承載力以及天然地基的承載力來(lái)計(jì)算出水泥攪拌樁的裝土置換率，并計(jì)算出水泥攪拌樁的個(gè)數(shù)以及布置的位置，然后，再經(jīng)過(guò)驗(yàn)算來(lái)得到具體的結(jié)果。根據(jù)實(shí)踐的結(jié)果可以看出，如果置換率太低，小于10%，那么就達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。例如，某高速公路采用了水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行地基的處理，其置換率為6.5%，所以，當(dāng)對(duì)陸地的填土超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)后，就會(huì)出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而不得不需要進(jìn)行重新處理。由此可見(jiàn)，當(dāng)復(fù)合地基的樁土置換率大于標(biāo)準(zhǔn)值后，那么復(fù)合地基就不能起到其應(yīng)有的作用。與此同時(shí)，對(duì)地基的水泥摻入量也需要進(jìn)行有效的控制，使其能夠一直處于標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)。只有在實(shí)際的施工中確保水泥攪拌樁的質(zhì)量以及水泥攪拌樁的長(zhǎng)度能夠進(jìn)入持力，才能夠在一定程度上使水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度以及復(fù)合地基的承載力得到保障，并且在一定程度上減少路基的沉降。除此之外，在實(shí)際的施工中，還要確保地基的土質(zhì)性質(zhì)能夠與實(shí)際條件相符，進(jìn)而確保樁土置換率能夠達(dá)到實(shí)際的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，布置的水泥攪拌樁的個(gè)數(shù)以及確定的位置也得當(dāng)，以此使復(fù)合地基的承載力得到保障。最后，保證攪拌施工的均勻性。根據(jù)大量的工程施工能夠得出，攪拌施工的均勻以及不均勻呈現(xiàn)的質(zhì)量是不一樣的。攪拌施工的均勻性主要體現(xiàn)在水泥漿與軟土是否能夠得到充分的接觸，進(jìn)而產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，并使水泥與軟土充分地結(jié)合在一起，進(jìn)而形成良好的樁體。因此，在實(shí)際的施工中，為了能夠確保攪拌施工的均勻性，就要做到：當(dāng)攪拌機(jī)預(yù)繳下沉的時(shí)候，應(yīng)該將圖體攪碎，在遇到比較硬的土質(zhì)的時(shí)候，攪拌機(jī)的下沉速度就會(huì)變慢，這時(shí)就可以采用沖水下沉的方式，但是，需要注意的是，在噴漿提升前，要將輸漿管里邊的存水排出去。與此同時(shí)，要嚴(yán)格地控制水泥漿的噴出量以及攪拌速度有關(guān)的相應(yīng)參數(shù)，進(jìn)而確保在加固深度范圍內(nèi)的每一寸都能得到充分的攪拌。

4 質(zhì)量檢測(cè)

4.1 質(zhì)量檢測(cè)方法

對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的方法主要有淺部開(kāi)挖、輕型動(dòng)力觸探法、鉆孔取芯法、靜試驗(yàn)法以及動(dòng)測(cè)法。

（1）淺部開(kāi)挖。這種質(zhì)量檢測(cè)方法是主要屬于自檢方法。通過(guò)施工人員對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行隨時(shí)的檢查，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，采取有效措施進(jìn)行解決。淺部開(kāi)挖主要是對(duì)水泥攪拌樁的樁頭部分進(jìn)行檢查，再根據(jù)樁頭的質(zhì)量來(lái)判斷水泥攪拌樁整體的質(zhì)量情況。

（2）輕型動(dòng)力觸探法。輕型動(dòng)力觸探法主要用于3d的水泥攪拌樁樁身質(zhì)量檢測(cè)中。由于在檢測(cè)的時(shí)候，每次的落錘能量比較小，所以觸探的深度一般都不大于4m，因此，對(duì)于深層的水泥攪拌樁質(zhì)量就無(wú)法進(jìn)行判斷，所以采用輕型動(dòng)力觸探法，在一些水泥攪拌樁深度較高的工程中，其測(cè)定的結(jié)果是不具有代表性的。

（3）鉆孔取芯法。鉆孔取芯法主要是通過(guò)利用地質(zhì)鉆機(jī)對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行鉆孔取芯，這種方法在現(xiàn)如今的工程中，對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)普遍使用的一種方法。因?yàn)檫@種方法的測(cè)定結(jié)果能夠很好地反映水泥攪拌樁的整體質(zhì)量，但是，這種方法也具有一定的不足，其檢測(cè)的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且費(fèi)用也比較高，同時(shí)，對(duì)于水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)控制也存在一定的難度。

（4）靜載試驗(yàn)法。靜載試驗(yàn)法能夠根據(jù)水泥攪拌樁的承受能力來(lái)確定水泥攪拌樁的整體質(zhì)量，但是，由于這種檢測(cè)方法的成本比較高，所以，在實(shí)際的工程中通常采用隨機(jī)抽取的方法抽取少量的水泥攪拌樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

（5）動(dòng)測(cè)法。動(dòng)測(cè)法的主要工作原理就是一維波動(dòng)理論，主要通過(guò)利用彈性波的傳播規(guī)律來(lái)判斷水泥攪拌樁的整體質(zhì)量。采用這種方法，在進(jìn)行水泥攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，不僅速度快，而且操作比較簡(jiǎn)單。但是，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，由于水泥攪拌樁樁身強(qiáng)度以及波速之間缺少一定的關(guān)系，所以，動(dòng)測(cè)法的主要作用不能充分地發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而影響對(duì)水泥攪拌樁整體質(zhì)量的檢測(cè)。

4.2 本項(xiàng)工程的水泥攪拌樁質(zhì)量檢測(cè)

首先，對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行外觀檢測(cè)，將已經(jīng)成樁7d后的水泥攪拌樁的樁頭0.3～0.5m的表層水泥土除去，然后，再進(jìn)行外觀的檢測(cè)。檢測(cè)的主要內(nèi)容有水泥土的密實(shí)度、攪拌的均勻性以及外觀是否符合規(guī)定，還需要測(cè)量水泥攪拌樁的直徑。經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢測(cè)后，得出施工的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)的要求。其次，采用輕型動(dòng)力觸探法，對(duì)成樁3d后的水泥攪拌樁進(jìn)行整體的質(zhì)量檢測(cè)。在本次工程中，檢測(cè)的水泥攪拌樁樁數(shù)占總樁數(shù)的1.2%，經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢測(cè)，水泥攪拌樁的質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)要求。再次，對(duì)已經(jīng)成樁28d后并對(duì)通過(guò)輕型動(dòng)力觸探法檢測(cè)的質(zhì)量持有懷疑的水泥攪拌樁進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，試驗(yàn)的水泥攪拌樁數(shù)量占總樁數(shù)的0.8%，經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢測(cè)后，水泥攪拌樁的抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)的要求。然后，對(duì)復(fù)合基地進(jìn)行載荷試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)各個(gè)壓板點(diǎn)的復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測(cè)得出，其承載力的數(shù)值達(dá)到了100kPa，滿足設(shè)計(jì)的要求。最后，本項(xiàng)工程通過(guò)委托具有一定資質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)部門，對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的方法主要采用輕型動(dòng)力觸探法、鉆孔取芯法以及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，經(jīng)此得出的結(jié)果為，水泥攪拌樁的樁身比較完整，而且抗壓強(qiáng)度也符合規(guī)定，復(fù)合地基的承載力也能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在本項(xiàng)工程中通過(guò)采用輕型動(dòng)力觸探法以及復(fù)合地基的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，委托具有相應(yīng)資質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)部門對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，得出的結(jié)果均為水泥攪拌樁的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的要求。這項(xiàng)工程投入使用已經(jīng)過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間，都未曾出現(xiàn)過(guò)路基沉陷的情況，也沒(méi)有出現(xiàn)，由于路基建造質(zhì)量的問(wèn)題而造成的路面開(kāi)裂現(xiàn)象，由此可見(jiàn)，本項(xiàng)工程的軟土地基施工方案具有一定的可行性?；诖?，在進(jìn)行道路軟土地基的施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際的施工情況，選用合適的施工技術(shù)，并且在科學(xué)的管理方式下，開(kāi)展一切施工工作，那么就可以在很大程度上避免由于對(duì)道路軟土地基處理不當(dāng)而造成的施工質(zhì)量問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)道路軟土地基施工的高質(zhì)量處理。