深層攪拌樁施工技術在公路路基中的應用

摘要：因為施工快、效果好、造價低三個優(yōu)點使得深層攪拌樁施工技術被廣泛應用在公路路基施工處理中。深層攪拌樁施工技術不僅有以上優(yōu)點，還能夠使地基的強度和變形模量得到提高，這更加確立了深層攪拌樁施工技術在公路路基處理中的地位。文章對深層攪拌樁施工技術的概念、原理、施工過程、質(zhì)量控制、注意事項進行了描述。

關鍵詞：深層攪拌樁；施工技術；公路路基；水泥漿；質(zhì)量控制；加固路基 文獻標識碼：A

中圖分類號：U433 文章編號：1009-2374（2016）28-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.047

我國軟土路眾多，特別是沿海地區(qū)軟土路的占有比例很大。對軟基的處理費用高、技術繁瑣、施工時間長，對軟基處理質(zhì)量的好壞直接影響道路的舒適性、安全性和使用期限。如果采用深層攪拌樁處理軟基，能有效提升成樁速度、降低成本、縮短工期，深層攪拌樁還具有占地面積小、零污染、零噪音、零振動、零排煙、操作簡便、適用范圍廣等特點，采用深層攪拌樁處理后的路基穩(wěn)定性和耐久性強，能減少各種自然因素的影響。

1 深層攪拌樁技術應用簡述

深層攪拌法是一種用于加固軟土地基的方法。它的主要原理是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌樁機，將處于地基深處的軟土和水泥漿液強制攪拌，產(chǎn)生一系列物理和化學反應，讓軟土變成一個整體并且具有一定的強度和水穩(wěn)定性，從而使地基強度和增大變形模量得到提升。深層攪拌法使原土得到了最大限度的利用，攪拌時不會對地基產(chǎn)生大的影響，所以對附近原有建筑物的影響很小。這種軟基處理方法因為其效率高、效果好、成本低，在各種道路以及土建工程中得到了廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，2001～2009年，深層攪拌樁的施工量已經(jīng)達到了60萬延米，從中獲得了許多施工經(jīng)驗?，F(xiàn)在深層攪拌樁技術將更加完善，應用范圍也會更加寬廣。

2 深層攪拌樁施工技術在公路路基中的應用原理

我國公路軟基上大部分都有一層厚厚的黏土在下面，這就是淤泥質(zhì)土，這樣的構成使得整體強度很低。無論是從施工工期、施工機具或者經(jīng)濟效益方面考慮，采用深層攪拌樁施工技術作為地基加固技術是最好的，深層攪拌樁施工技術加固軟土地基效率快效果好，可使沉降最大限度地減少，尤其是在減少地基不均勻沉降、防止路堤失穩(wěn)等方面，它與其他軟基處理方法有著顯著的優(yōu)勢。深層攪拌樁施工技術的原理簡述如下：用專用的成孔噴漿攪拌三位一體機具，在設計初始設定的范圍內(nèi)，將水泥漿和被分割開的地基原土強行攪拌，當水泥漿與原位土攪拌混合后，水泥快速與土中的水發(fā)生化學反應，產(chǎn)生各種水化物，這些水化物有的直接硬化，形成水泥石骨料，有的繼續(xù)與周圍具有一定活性的土顆粒發(fā)生離子交換和團粒化作用等化學反應，將較小的土顆粒轉(zhuǎn)變成較大的土團粒，再通過一系列化學反應，逐漸生成穩(wěn)定的結晶化合物，除了使得原土的強度得到提升外，水泥水化物還能與空氣中的水發(fā)生碳酸化反應，生成一系列不溶于水的產(chǎn)物，這種碳酸化反應能使原土的強度得到提升，在一段時間后水泥漿與土顆粒間一系列物理化學作用下，逐漸固化形成結硬的水泥土樁狀體，使原天然地基土層的物理力學性能得到了改善和提高，水泥攪拌樁與樁間土一起負擔上部結構的垂直壓力，達到加固軟弱地基的目的。

3 深層攪拌樁施工技術流程

3.1 施工準備

各項準備工作必須在深層攪拌樁施工技術施工開始之前就完成，確保施工現(xiàn)場最大限度的干凈平整，用壓路機對施工現(xiàn)場進行壓實處理，以達到有效保證施工路面的平整性的目的，保障施工器械能夠正常運行。攪拌機的調(diào)試和維護工作必須在施工作業(yè)開始之前就完成，確保機器處于工作的最佳狀態(tài)，校準攪拌機的鉆桿中心與即將進行測量放樣的竹釘，在校準時著重注意控制其垂直度，保證偏差值不會對準確施工帶來影響，從而使深層攪拌樁施工技術的施工質(zhì)量、攪拌樁的定位準確度得到保證。開始路基軟基施工作業(yè)以前，應當反復用儀器設備確定深層攪拌樁施工技術的準確位置，同時要挨個對攪拌樁進行單獨的標示，開始施工后直接在事先確定的位置進行攪拌即可，有效地防止了漏樁問題的出現(xiàn)。

3.2 制備水泥漿

深層攪拌樁施工技術主要原料為混凝土，正式施工以前必須要精確計量混凝土的配比量以確保攪拌樁的施工質(zhì)量。除此之外，還要對沙料的大小和均勻程度進行嚴格的把控，防止大小不均的沙子進入攪拌樁對施工質(zhì)量造成影響。施工的過程中，通常選擇的是普通的硅酸鹽水泥，用普通的硅酸鹽水泥制作砂漿時，要有效地控制水灰比，這樣才能保障水泥攪拌樁的質(zhì)量。

3.3 噴漿攪拌提升

需要將攪拌完成的砂漿運輸?shù)街付ǖ幕貎?nèi)部，在運輸?shù)倪^程中，必須將攪拌機下降到理想的高度，然后打開灰漿泵，讓完成攪拌的砂漿均勻地噴到指定位置，噴漿的時間也必須嚴格把控，與此同時攪拌作業(yè)也必須做好，保證泥土與砂漿之間能夠得到最充分的混合，待噴漿完成后將攪拌機提升到樁頂，要注意的是攪拌機的提升不能過量。反復多次的攪拌下沉及提升深層攪拌樁澆筑作業(yè)對混凝土的需要量很大，混凝土材料又是通過攪拌機下沉和上升來完成運輸?shù)模虼嗽谥貜瓦M行上升和下沉操作的過程中，施工技術人員每隔一段時間就要檢查鉆機葉片的運行狀態(tài)，防止出現(xiàn)葉片被堵等現(xiàn)象。

3.4 清洗

清洗作業(yè)是深層攪拌樁施工技術的最后一步，攪拌機使用過后必須第一時間進行清洗，特別是要注意清洗鉆機葉片，鉆機葉片在施工過程中多次與混凝土接觸，上面非常容易出現(xiàn)凝結的混凝土。

4 施工的質(zhì)量控制

深層攪拌樁施工技術的施工在地下是一種隱蔽工程，施工操作的控制好壞將直接影響成樁質(zhì)量的好壞，以下三個方面決定了成樁質(zhì)量的好壞：摻入水泥的總量是否達到了規(guī)定的總量、摻灰量的分布是否均勻、樁尖是否達到了持力層。下列方法可以有效地控制施工過程的深層攪拌樁施工技術的質(zhì)量問題：（1）可在通過懸掛一吊錘在鉆機上，使用吊錘來控制樁體的垂直度，以確保水泥攪拌樁樁體的垂直度滿足有關設計規(guī)范的要求；（2）施工過程中的水泥用量、壓泵壓力必須嚴格控制，確保整個過程壓泵都連續(xù)輸漿，噴漿攪拌時間以及復攪次數(shù)也要嚴格控制；（3）為了使水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身的質(zhì)量得到保障，第一次提鉆時和余漿上提過程中在樁頂部位進行磨樁頭都應該停留30s，同時進行磨樁端；（4）為了確保樁尖穿過淤泥層后到達持力層，攪拌樁應該設計為平均樁長，如果遇到了地基情況變化較大的地段，應通過每臺樁機的電流控制實際施工樁長；（5）如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應立即按照規(guī)定進行復攪，復噴的漿液量必須大于設計的漿液用量。

5 施工過程有關的注意事項

認真進行瀝青混凝土路面施工前的基層清洗工作，瀝青混凝土路面晾干后要灑鋪黏層油，特別是要注意與構造物接觸的部位要灑鋪準確。為了避免瀝青混凝土邊緣出現(xiàn)裂紋，進行碾壓時要按照由外往內(nèi)方向進行。為了防止瀝青混凝土路面出現(xiàn)的表面離析泛油松散隆起和推移等現(xiàn)象必須加強控制以達到改善。比如減少人工攤鋪找平夯實時盡量要鋪到邊角防止輸料器出現(xiàn)缺料，這樣可以有效避免表面離析及麻面，從而防止出現(xiàn)因為油石比過大導致的隆起和泛油現(xiàn)象。保證均勻攪拌混合料，減少集料花白瀝青成塊等情況的出現(xiàn)，在裝卸料及運輸過程中控制混合料的離析，在攤鋪時保持受料斗內(nèi)混合料分布均勻同時嚴格控制其基層的質(zhì)量，降低基層破壞或基層強度，能夠有效地防止松散現(xiàn)象的出現(xiàn)。除了上述需要注意的地方之外還有四點必須注意：（1）不得離析澆筑的漿液，必須連續(xù)進行泵送；（2）在澆筑過程必須有專人控制并記錄漿液用量，嚴格控制混凝土漿液的水灰比和外加劑的摻入量以保障施工的質(zhì)量好壞；（3）施工應根據(jù)泵送漿液的時間隨時調(diào)節(jié)攪拌鉆進的速度；（4）因為摩擦型水泥土攪拌樁的軸力是自上而下逐漸減小的，所以最大樁軸力必須位于2倍樁頂直徑的深度范圍內(nèi)。要仔細檢查樁身是否完好無缺，樁土的外觀攪拌是否均勻，樁的施工長度是否達到了施工要求。

6 施工質(zhì)量控制措施

一般來說，每進行一次鉆孔施工后都要進行一次孔斜測量，要嚴格控制鉆孔的偏斜率在規(guī)定范圍以內(nèi)，嚴格按照設計要求進行深層攪拌樁的樁距和樁位的布置，一般情況下樁位的偏差應嚴格控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，如果孔斜測量的結果出現(xiàn)較大的偏差，就要及時采取相應的措施進行規(guī)范化處理，在進行水泥漿液的拌制時，需要采用自動計量電子稱進行水泥的稱量，并且嚴格按照設計的配合比控制水泥用量。如果在施工過程中遇到大型障礙物如大塊的石塊等無法繼續(xù)下鉆時，要將鉆桿和攪拌頭提出，然后用沖擊錘將大型障礙物粉碎，處理完畢后重新將攪拌頭放下進行下鉆施工。應采取二序施工的方式首先應進行奇數(shù)號樁的施工，然后再進行偶數(shù)號樁的，這樣能夠有效地避免相鄰樁施工造成不利的影響，在深層攪拌樁的施工時要嚴格按照設計樁長進行施工，為了有效地確保樁身的施工質(zhì)量，在成樁施工過程中要在鉆桿上標明樁長，采取重復攪拌的方式能夠有效地保障每延米樁的水泥滲入量達到設計要求，同時還能避免水泥與土體出現(xiàn)混合不均勻等問題的出現(xiàn)。如果遇到土層含水量較大的路段，應當適當?shù)卦黾犹嵘@桿的速度，同時增加水泥的摻入量，如果遇到了含水量較小的路段，也應該適當?shù)卦黾犹嵘俣?，但同時要減小水泥的摻入量，如果遇到了黏土層較多的路段，就要增加重復攪拌的次數(shù)，保證水泥與土體得到充分的混合。

7 結語

深層攪拌樁施工技術的使用解決了軟土地基的路面起伏不平等質(zhì)量問題，有效地降低了控制路面沉降不均勻或路基開裂現(xiàn)象的發(fā)生，為公路工程的施工技術的應用提供參考范例。施工過程的質(zhì)量監(jiān)理是決定整個施工過程好壞的重要環(huán)節(jié)，做好深層攪拌樁施工技術施工前的準備工作，是保證施工質(zhì)量的首要因素，不容忽視，施工過程的技術要點需要專業(yè)人士進行一系列的研究與實踐。

參考文獻

[1] 黃世華，葉春茂，鄒洪峰.深層攪拌樁施工技術在公路路基處理中的應用[J].西部探礦工程，2010，（5）.

[2] 張翼軍.深層攪拌樁施工技術在路基軟基處理中的應用[J].九江學院學報（自然科學版），2015，（4）.

[3] 王永蓮，李鵬飛，劉全國.淺談深層攪拌樁施工技術在公路施工中的應用[J].黑龍江科技信息，2009，（18）.

[4] 賴文軍.淺談深層攪拌樁施工技術在公路軟土地基施工中的應用[J].科技資訊，2009，（22）.

[5] 劉宇虹，李慶華.公路施工中深層攪拌樁施工技術應用[J].江西建材，2013，（1）.

作者簡介：曹錦斌（1975-），男，河北懷來人，懷來縣交通運輸局工程師，研究方向：公路工程。

（責任編輯：王 波）