水泥攪拌樁在淤泥質軟土路基中的試驗與應用研究

張素清

摘要：國民經濟以及城市建設的同步發展，使得當前城市土地資源高度緊張，對于經濟發達的沿海城市這種情況更加突出。經濟高速發展需求的前提下，土地資源利用與開發成為重點課題，而淤泥質軟土路基灘涂資源成為城市發開發的重要方向之一。在淤泥質軟土地基上修筑的情況需要進行不斷的研究和完善。在公路建設過程中，因公路線路長的緣故，常常遇到軟土路基情況，軟土路基的處理方式較為普遍的是使用水泥攪拌樁。通過構建穩定安全的淤泥質軟土路基能夠為公路建設提供有利基礎，促進城市發展。本文就水泥攪拌樁在淤泥質軟土路基中的試驗與應用情況進行研究分析。

0引言

淤泥質軟土路基主要呈現的特點包括壓縮性強、厚度不均勻、承載力低下、強度較差、可塑性較差。目前，隨著公路工程越來越復雜，在淤泥質軟土路基施工過程中受到多方面因素的影響，傳統施工方法很難進行施工并達到應有的效果。在此基礎上，使用水泥攪拌樁進行路基加固既節約施工時間又能對路基進行有效加固，使淤泥質路基承載力得到有效加強，從而可以進行正常的公路工程建設，創造社會經濟效益。

1水泥攪拌樁

1.1原理水泥攪拌樁通過水泥與飽和的軟土進行攪拌，使水泥進行水解水化反應，從而生成水泥水化物和凝膠體——氫氧化鈣，將土顆粒凝結成穩定的整體結構。與此同時，水泥水化會使鈣離子與土顆粒表面的鈉離子、鉀離子進行離子交換，這種交換過程會使之形成穩定的鈣離子使土體進一步得到加強。水泥水化物中存在有利的氫氧化鈣，氫氧化鈣與水和二氧化碳反應生成碳酸鈣，碳酸鈣的產生也能夠使水泥土強度進行加強。

1.2適用范圍水泥攪拌樁應用廣泛，可以在淤泥質土、素填土、粘性土、無流動地下水松散砂土處進行地基處理，將水泥與土體進行攪拌以實現地基加固的效果。通過水泥將地基固結從而提升地基強度，并且有著時間短效果顯著的特點。當地基土天然含水量小于30%或大于70%，以及地下水pH值小于4時，不適宜采用水泥攪拌樁此種方法。

1.3水泥攪拌樁優點水泥攪拌樁方法是通過原地基軟土與固化劑進行混合攪拌以使其固化形成穩定結構，合理利用了原土資源。攪拌過程中振動小、噪音小，對環境沒有影Ⅱ向，也不會產生地基側向擠出的情況，在各地均可綠色施工，并對周圍建筑及管線不會產生較大影響。水泥攪拌樁的應用使水泥加固整體能夠形成復合地基、基坑圍護擋墻等，形成豎向承載。水泥攪拌樁施工方法能夠根據實際結構要求采用不同的加固形式，并且相較于鋼筋混凝土樁基而言，水泥攪拌樁能夠節省很大一部分鋼材的使用，從而達到降低造價的效果。

1.4試驗情況在進行設計前，應先進行擬處理土的室內配比試驗。根據現場土質的性質特點科學的選擇固化劑、外摻劑并確定對應的用量，試驗后要提供相應的不同齡期、配比情況的強度參數。豎向承載水泥土強度情況，需以90d齡期試塊進行抗壓強度試驗，取平均值。水平荷載水泥土強度情況，需以28d齡期試塊進行抗壓強度試驗，取平均值。

2水泥攪拌樁處理軟土路基技術

2.1施工準備在進行軟土路基處理之前，首先需要對施工場地進行清掃，保證施工場地的干凈清潔，避免存在雜物和障礙影響后期施工。如若場地有低洼情況時，要對其進行粘土回填。施工所需水泥以普通硅酸鹽袋裝水泥為主，在施工前需將水泥進行樣品提取，并送至試驗室檢驗，檢驗合格后方可進行使用。此外，施工前需要配備相應的設備和機械，電腦記錄儀和打印設備也必不可少，這是為了更好的對水泥漿用量進行監測和控制，保證噴漿的均勻性。施工前要檢查各個設備機械的運行狀態，運行良好才可進行后續施工。

2.2試樁大規模施工之前，首先要進行試樁，試樁是為了取得攪拌樁的最佳參數，以對大規模施工進行指導施工。試樁數量需要根據具體工程規模以及設計要求來確定。之后要對地基土進行實驗，確定樁身側向抗壓強度在28小時內滿足設計參數的要求。試驗合格后方可進行大規模的水泥攪拌樁施工。

2.3水泥攪拌機械現場進行水泥攪拌機械的拼裝和就位，初次進入施工現場需要對儀表、測量儀器、打印機等等進行標定，并在施工過程中要時常進行檢查，避免出現問題影響施工質量。水泥攪拌機械使用過程中需要時刻注意鉆頭葉片磨損狀況，施工過程中需保證鉆頭葉片磨損在規定限度內，超出磨損限度則需及時補焊，避免影Ⅱ向樁徑。在鉆機移動過程中要確定孔位位置，并將鉆桿軸線與鉆孔中心位置垂直校對好，傾斜度要要控制在規定范圍內。

2.4攪拌噴漿鉆機啟動后，要保證鉆桿狀態呈持續、勻速下沉，并在過程中進行攪拌切土，與此同時啟動送漿泵使鉆機旋轉過程中向土體進行噴漿。到達設計深度時要在此位置停留30s左右并繼續噴漿，保證水泥漿與土體充分的進行攪拌并形成整體。

在攪拌噴漿過程中，要利用攪拌機提升活動避免噴漿口堵塞，并能夠使水泥與土體更加均勻混合，攪拌機提升至頂時需攪拌2分鐘左右，方可關閉機械設備進行移位。

3水泥攪拌樁質量檢測

施工后成樁7天內需要將樁頭淺開挖1.5m左右，測量其直徑并目測其均勻性，并通過觸探儀檢測成樁質量。成樁28天后采取鉆孔取芯的方法進行質量檢測，對其完整性、均勻程度、長度等等進行測定。取樣數量為總樁數的千分之二（不得小于3根），對水泥攪拌樁取出的芯樣要送至實驗室進行無側限抗壓強度試驗，3個一組進行28天齡期實驗，此外選一組進行3個月齡期實驗，以此進行樁身強度測定，強度要保證1.25MPa以上。如果檢測合格率大于90%則該階段水泥攪拌樁整體滿足施工設計要求，如果合格率大于80%小于90%，則需進行補樁。合格率小于70%則該段水泥攪拌樁整體視為不合格。

部分軟土層較為深厚，如對此處施工質量有所懷疑，則可在成樁28天之后根據監理工程師隨機抽檢，隨機抽檢數要大于總樁數的千分之二（不少于3根），送至實驗室試驗后其荷載量應為設計荷載的2倍以上。

4水泥攪拌樁施工質量控制措施endprint

4.1確保原材料質量水泥攪拌樁施工中必定會用到水泥，應確保所有進入到施工現場的水泥都具備相關權威機構的檢驗報告和產品合格證，并且還應對每個批次的水泥材料進行抽樣檢查，檢查結果符合要求后才能在施工中使用，否則嚴禁其進入施工現場。依照配合比配制好的灰漿，為避免出現離析，應盡量縮短存放時間，若灰漿已經出現了離析問題，禁止其在施工中使用，并且使用漿液時應先過篩再倒入集料斗內，避免漿液存在結塊等物質損壞泵體。

4.2確保攪拌樁數量測量放樣樁間距時應嚴格按照設計圖，保證間距的誤差在合理的范圍內。為了不不漏打水泥攪拌樁，應加強施工現場管理，保證施工現場清潔，不能讓測量放樣的水泥攪拌樁樁位竹簽被掩埋覆蓋。

4.3確保樁身長度只有樁底伸入到持力層中，水泥攪拌樁才能真正實現加固軟土路基的目的。在施工中為了確保樁底伸入到持力層中，要求樁身長度足夠長，判斷樁底是否進入到持力層的依據是鉆機是否發生了變化，比如鉆進速度減少、電流增大等。

4.4確保樁身水泥用量影Ⅱ向樁身強度的直接因素就是水泥用量，過多或者過少都無益于施工質量。控制水泥用量應做到以下兩個方面：一是要求每根樁的水灰比和送漿壓力與成樁試驗確定的相同：二是根據每根樁的長度或每工作班的成樁長度，按每延米樁身使用50kg水泥，反算實際水泥用量是否符合要求。

4.5確保搭接長度每根水泥攪拌樁應連續施工，如果出現了中斷問題，恢復噴漿攪拌時，搭接長度至少要0.5m。

5特殊情況處理

5.1鉆機鉆進過程中可能會出現卡管情況，這時需要降低鉆速或提出鉆頭進行改進再施工。如果鉆進位置不深則可以施行疏松土層措施后在進行鉆進。提升鉆桿時如果出現卡鉆情況，需要暫停噴漿，待正常后再復噴等措施。

5.2在噴漿過程中如果出現噴漿不暢或者堵塞情況，應先對灰漿泵運行狀態進行檢查，調節噴漿壓力或者進行鉆頭清理等。噴漿不暢的情況下可以將噴漿閥門反復開關數次，觀察是否有所改善等。

5.3攪拌機在下沉時如果遇到較大的阻力，甚至出現電機跳閘，如果不是電壓低的緣故，則是鉆進過程中遇到硬試塊所致，需挖除石塊或沖水以進行解決。

5.4如遇土質粘性較大時，攪拌機自身重量難以下沉到預計深度，這時需增加攪拌機自重，或者假設加壓裝置，以此提升攪拌機下沉速度和深度。

5.5若投料不夠準確，可能會使得輸漿量不夠穩定，也可能會導致灰漿泵漏漿，造成漿液在未達到設計高程時已全部噴空，因此合理控制投料量、輸漿量十分必要。

5.6攪拌加水過量或輸漿管部分堵塞時，會造成剩漿過多，這時應對用水量重新標定，并清晰輸漿管，以此解決堵塞問題。

6結束語

水泥攪拌樁在軟土路基施工中較為常見，已經成為重要的施工措施，并且應用范圍也在不斷擴大，目前水泥攪拌樁已經不只局限于公路施工，在高鐵施工中也有出色的表現，隨著城市發展尤其是沿海城市土地資源短缺的情況下，淤泥質軟土地基施工成為重要項目之一，水泥攪拌樁施工方法也將起到關鍵性作用，其對軟土路基基礎有著很好的加固效果，以此確保了軟土路基的穩定，并提升了基礎強度，使工程質量能夠不斷提升，為持續性發展提供有力保障。endprint