淺談軟土路基之水泥攪拌樁設(shè)計(jì)變更應(yīng)用

彭紅兵

摘要：軟土路基在我國(guó)大部分地區(qū)尤其是南方地區(qū)的公路工程領(lǐng)域比較常見，如不進(jìn)行有效處理將會(huì)使工程實(shí)體產(chǎn)生沉陷、開裂等破壞作用，其所表現(xiàn)的形式、相對(duì)應(yīng)的處理工藝基本成熟，但到底應(yīng)采用什么樣的方法卻不能硬套規(guī)范或其它項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)況從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和當(dāng)?shù)刭Y源等方面綜合分析后實(shí)施。

關(guān)鍵詞：軟土路基；水泥攪拌樁；設(shè)計(jì)變更應(yīng)用

在G234婁底至雙峰公路（雙峰段）建設(shè)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱婁雙公路）原設(shè)計(jì)K5+700-K6+380等三處屬于特殊路基處理中的耕地填前壓實(shí)段，即清表30cm后回填自然土方壓實(shí)，后經(jīng)補(bǔ)充勘察檢測(cè)結(jié)果表明軟土處理深度為0.6m至2.7m之間，實(shí)際軟基處理深度遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)，且此三處軟土處理工程量較大，沿線棄土場(chǎng)難以落實(shí)解決，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及施工工期對(duì)比分析，業(yè)主建議設(shè)計(jì)單位將此三段特殊路基處理變更設(shè)計(jì)為水泥攪拌樁施工。

一、工程措施

本工程采用水泥土攪拌樁進(jìn)行軟弱地基處理，工后沉降一般路段不超過30cm；路橋交界處的差異沉降不大于10cm。主要采取措施如下：一般路基段樁間距1.10m，樁長(zhǎng)1.7～2.9m，水泥攪拌樁樁頂鋪設(shè)0.40m砂礫墊層。軟土路基處理后，工后沉降滿足規(guī)范要求。本次變更設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的確定以業(yè)主提供的軟基勘探報(bào)告為依據(jù)，實(shí)際樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)軟弱土層深度確定。

二、施工要求

1、水泥采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)需要在42.5及以上，其性能應(yīng)符合通用硅酸鹽水泥GB 175-2007的要求。當(dāng)懷疑水泥潮濕、水泥質(zhì)量存在問題、儲(chǔ)存時(shí)間超過3個(gè)月時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行重新取樣和使用，并在使用前提交監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

2、樁的頂層可選自石灰土，質(zhì)量較好一些的碎石或砂礫。其中碎石或砂礫最大直徑不得超過3cm，不得含有植物殘?jiān)罾推渌s質(zhì)。

3、待處理土壤的室內(nèi)混合比試驗(yàn)應(yīng)在施工前進(jìn)行。用于增強(qiáng)的固化劑和外部混合物的量是基于待處理的最軟的軟土層的性質(zhì)通過實(shí)驗(yàn)確定的。水泥摻量宜為被加固濕土質(zhì)量的12%～20%，外摻劑主要為木質(zhì)素磺酸鈣和生石膏等，用量大約分別為水泥用量的0.2%和2%，起減水作用和提高水泥強(qiáng)度作用。試驗(yàn)土壤應(yīng)為干擾樣品和原始狀態(tài)的一部分，以保持天然水分含量，最少在3處不同地方進(jìn)行取樣。

4、為了驗(yàn)證機(jī)器的性能和施工過程中的各種技術(shù)參數(shù)都符合標(biāo)準(zhǔn)，在每次在施工前必須用不少于5個(gè)工藝試樁進(jìn)行試驗(yàn)，這些包括最佳的砂漿稠度，鉆孔和提升速度，工作壓力，攪拌速度和每單位時(shí)間的注射量。當(dāng)樁的質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重新測(cè)試設(shè)計(jì)和施工相關(guān)參數(shù)或改變?cè)O(shè)計(jì)。根據(jù)由試驗(yàn)樁確定的比例制備水泥漿，并將其過濾并引入收集料斗中進(jìn)行儲(chǔ)存。水泥漿的水灰比宜為0.45-0.55。

5、攪拌頭預(yù)攪拌時(shí)，不適合沖洗。如在下沉?xí)r遇到太硬的土壤會(huì)因阻力變大從而使速度變慢，這樣可以使用輸漿管對(duì)土層進(jìn)行輸水，進(jìn)行應(yīng)使用流量泵來控制施工期間的噴射速度。

6、設(shè)備安裝到位后，要進(jìn)行全方位檢查，必須將其平整，以保證在施工中不會(huì)出現(xiàn)位置一定或傾斜。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)偏差太大，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。樁樁距的允許范圍內(nèi)偏差最大值為±100mm。制備的水泥漿如果有偏析現(xiàn)象，或者停放時(shí)間超過2小時(shí)都不能在使用。嚴(yán)格按照試驗(yàn)樁確定的參數(shù)控制噴射量和攪拌速度。為確保施工質(zhì)量，提高工作效率，減少水泥廢棄物，應(yīng)盡可能進(jìn)行連續(xù)施工。漿料階段必須確保足夠的漿料壓力以連續(xù)供應(yīng)漿料。如果漿料停止一小段時(shí)間，則混合頭應(yīng)沉入0.5m或更小的停止點(diǎn)，然后在漿料恢復(fù)后噴霧并攪拌。當(dāng)停機(jī)超過3h時(shí)，應(yīng)徹底清洗泥漿管道，防止水泥漿在管道中冷凝，影響施工。嚴(yán)格控制攪拌機(jī)的下沉和提升速度，提升和下沉速度應(yīng)控制在0.5-0.8m / min。當(dāng)樁頂接近設(shè)計(jì)高度時(shí)，攪拌機(jī)應(yīng)使用距離地面1.0m的地面噴霧慢速，以確保樁頭的施工質(zhì)量。當(dāng)砂漿到達(dá)出口時(shí)，應(yīng)將其原位噴涂30秒。停止（灰）表面應(yīng)高于樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)高度0.5米。挖掘基坑時(shí)，應(yīng)手工挖掘樁頂以上的施工質(zhì)量較差的樁。如果鉆桿在施工期間因地下障礙物無法鉆孔，應(yīng)及時(shí)通知主管和設(shè)計(jì)人員及時(shí)采取補(bǔ)給措施。施工機(jī)械必須安裝噴漿量自動(dòng)記錄裝置，并應(yīng)定期檢查攪拌葉的直徑大小，當(dāng)直徑磨損量大于10mm時(shí)，必須更換葉片。

三、施工布置及工藝流程

以婁雙公路K5+700-K6+380施工段為例進(jìn)行說明如下：水泥攪拌樁采用42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為15%，水灰比為 0.5：1。設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為原地面以下40cm，樁頭松散層40cm破除，樁頂填平后鋪設(shè)40cm砂礫墊層（樁頂排水墊層填料采用砂礫滲水性材料）。水泥攪拌樁樁徑0.5m，樁間距為1.1m，呈等邊三角形布置，施工范圍為兩側(cè)坡腳線以內(nèi)，樁長(zhǎng)2.61m。

水泥攪拌樁施工工藝流程圖

四、質(zhì)量檢驗(yàn)

質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)由專門的檢驗(yàn)單位進(jìn)行。檢查單位應(yīng)檢查樁的均勻性和完整性。單樁載荷試驗(yàn)：?jiǎn)螛逗奢d試樁的取樣率應(yīng)為樁總數(shù)的0.2%-0.5%，每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不得少于3處，一般應(yīng)按比例隨機(jī)選擇，分布試驗(yàn)得到的單樁承載力不得低于60KN。復(fù)合地基載荷試驗(yàn)：復(fù)合地基荷載試樁的采樣頻率應(yīng)為樁總數(shù)的0.2%-0.5%，每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)不小于3。一般來說，應(yīng)根據(jù)比例隨機(jī)選擇，分布基本均勻。K5+700-K6+380等三處特殊路基經(jīng)水泥攪拌樁處理后，經(jīng)外委檢測(cè)單位檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

五、結(jié)束語

淺層軟土路基常用簡(jiǎn)單、徹底而又經(jīng)濟(jì)的處理方法即挖除換填法，還有諸如排水固結(jié)、砂墊層等方法。深層處理方法常用碎石樁、片石換填、水泥攪拌樁等，只是當(dāng)遇上如婁雙公路那樣的情況時(shí)可經(jīng)設(shè)計(jì)變更為水泥攪拌樁處理。即周邊全是農(nóng)田水塘，無棄土場(chǎng)和借土均可用，道路運(yùn)輸困難，施工工期與農(nóng)田水利灌溉之間的矛盾，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比對(duì)和專家論證而采用水泥攪拌樁處理方法效果明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]李琦.水泥攪拌樁施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].鐵道建筑，2016年10期.

（作者單位：湖南省長(zhǎng)湘工程監(jiān)理有限公司）