水泥攪拌樁技術(shù)在道路軟土路基處理中的應(yīng)用

陳晨

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團，石家莊 050000）

1 水泥攪拌樁的作用機理

軟土地基處理過程中多采用復(fù)合地基法，在軟土中建造承載能力及強度較大的構(gòu)造物，以提高原有地基的承載力。水泥攪拌樁就是軟土地基處理中常用的構(gòu)造物，采用深層攪拌機將水泥或水泥砂漿與土體強制拌和在一起，最終凝結(jié)成水泥構(gòu)造物。這種構(gòu)造物具有良好的水穩(wěn)定性能，且整體性、強度高的優(yōu)勢，可提高軟土地基的承載能力，減少地基沉降。具體而言，水泥攪拌樁的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，集中應(yīng)力及降低沉降。相比周圍的土體，水泥攪拌樁的強度、剛度要遠遠大于土體，因此，在地基中加入水泥攪拌樁可以大大提高地基的承載能力；并且在路基填筑荷載及外部荷載的作用下，復(fù)合地基中的應(yīng)力按模量大小分布，在應(yīng)力集中的作用下絕大部分荷載都作用于水泥攪拌樁樁體上，周圍土體受到的應(yīng)力作用就大大減少了，有效降低地基的沉降量。其次，墊層作用【1】。水泥攪拌樁施工是利用深層攪拌機向地基深層噴射水泥漿，在攪拌機的作用下水泥漿與路基土地體均勻融合在一起，最終取代原有地基成為新的路基墊層，在地基深處形成一個高剛度、高強度的復(fù)合地基層，從而提高地基的承載能力。最后，加筋作用。水泥攪拌樁豎立于軟土地基，其強度及剛度都比較大，所以能夠提高地基的抗剪切強度，路基土的水平位移也會下降，最終提高軟土路基的穩(wěn)定性。

2 水泥攪拌樁施工技術(shù)要點分析

2.1 施工準備

施工前要整平施工場地，清除樁位處的障礙物，包括地面上的石塊、生活垃圾、地下的樹根、草根等；如場地低洼需要回填黏土，嚴禁回填雜土；采用合格的水泥材料，使用前要將水泥樣品送至中心試驗室進行檢驗；施工前要配置電腦記錄儀、打印設(shè)備等，隨時了解水泥漿的用量及噴漿均勻度。保證施工機械設(shè)備的性能良好、穩(wěn)定，需經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后再開鉆施工。

2.2 材料選擇

水泥攪拌樁通常采用強度等級42.5 級普通硅酸鹽水泥，成樁的水泥土28d 無側(cè)限抗壓強度至少在0.6MPa 以上，水泥漿水灰比為0.45～0.55，水泥摻量可參考表1 選定。

表1 水泥摻量參考值

成樁4 周后再進行取樣檢查，無側(cè)限抗壓強度試驗平均值至少在0.6MPa，噴漿單樁承載力至少在70kN 以上，復(fù)合地基承載力至少在 100kPa【2】。

2.3 施工方法

首先，進行施工放樣，用全站儀放出水泥攪拌樁施工邊線，確定施工范圍，用石灰標出施工邊線，并用水準儀測量場平標高。根據(jù)設(shè)計圖紙合理布置樁位。其次，進行攪拌與噴漿，鉆機啟動后鉆桿持續(xù)、勻速下沉，并在下沉的同時進行攪拌，開啟送漿泵邊進行旋轉(zhuǎn)、攪拌，邊將漿液與土體噴射融合在一起，直至下沉深度符合施工要求，設(shè)備保持30s 以上的持續(xù)噴漿狀態(tài)，保證土體與水泥漿充分攪拌均勻【3】。最后，提升與攪拌。提升攪拌機能夠防止噴漿口堵塞，并且能夠保證持續(xù)、均勻的攪拌，攪拌機提升至樁體頂部時保持2min 的攪拌時間，保證攪拌充分再關(guān)閉攪拌機，并移位。

2.4 施工質(zhì)量控制

首先，控制材料質(zhì)量，加大進場控制力度，抽檢每個批次的水泥，并要求進場水泥具備合格證書、相關(guān)質(zhì)量證明文件；如果灰漿發(fā)生離析要禁止使用；灰漿倒入集料斗之前要提前過篩，避免漿液中存在塊狀物。其次，嚴格控制攪拌樁數(shù)量，控制好間距誤差，保證樁間距與驗收標準相符。再次，保證樁身長度符合施工要求。樁底必須深入軟土路基的持力層才能保證其加固作用，針對全風化頁巖、風巖，樁身伸入長度至少在0.5m 以上。最后，合理控制樁身水泥用量。水泥用量會對樁身的強度產(chǎn)生直接影響，用量不足會降低樁身強度，用量過多則會增加工程造價，因此要合理控制水泥用量，水灰比、送漿壓力等參數(shù)要嚴格按照試驗參數(shù)設(shè)置，且在施工過程中需要對水泥用量進行反復(fù)計算，確保其符合規(guī)定要求。水泥攪拌樁施工完成后要對其進行測試，主要參數(shù)包括樁間距、樁位、樁數(shù)，檢測樁身的完整性，包括有效樁長、樁身截面變化、樁身連續(xù)性、攪拌的均勻性、樁身強度；此外，還要檢測單樁承載力、復(fù)合地基承載力等。水泥攪拌樁質(zhì)量檢測方法包括目測法、輕便動力觸探法、靜力觸探法、鉆探取芯法、應(yīng)力波反射法等【4】。

3 水泥攪拌樁施工常見問題處理

水泥攪拌樁施工過程比較復(fù)雜，因此，該技術(shù)在實際操作時具有一定難度，無論哪個階段出現(xiàn)差錯，都有可能直接影響公路工程的建設(shè)質(zhì)量及施工進度，因此，總結(jié)水泥攪拌樁施工中的常見問題十分必要。水泥攪拌樁施工最常見的問題之一就是噴漿中斷，主要原因包括管道堵塞、水泥受潮結(jié)塊、制漿池濾網(wǎng)破損、清漿不徹底等。為避免出現(xiàn)噴漿中斷的問題，在開鉆前要保證整個管道是通順的，排盡水后再下鉆；并做好施工現(xiàn)場水泥的存儲管理，避免受潮、結(jié)塊；及時清理鉆頭噴嘴，清理固化料中的雜物、大顆粒等。除此之外，噴漿問題還包括投料不準確、噴漿未到設(shè)計樁面、灰漿泵磨損漏漿等，碰到這些問題需要檢修灰漿泵，并重新標定投料量及灰漿輸漿量，調(diào)整噴漿壓力。若是輸漿管內(nèi)存在水泥結(jié)塊、噴漿球閥間隙太小的問題，則要立即將輸漿管拆洗干凈，調(diào)整噴漿門球閥間隙，避免輸漿管由于堵塞而發(fā)生爆裂【5】。此外，鉆進受阻的問題也比較常見，主要原因是由于地下雜物未清除干凈所致。針對這種情況，需要停機進行障礙排除，或征得監(jiān)理同意后移位。