水泥攪拌樁在公路軟土地基施工中的運(yùn)用分析

曾朋

（廣東和立土木工程有限公司 廣東廣州 510000）

1 引言

目前，公路工程的施工環(huán)境越來越復(fù)雜，很多公路在施工過程中存在許多缺陷，地基是公路基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)能否穩(wěn)定的關(guān)鍵，如果根基不穩(wěn)，那么上面的公路則會(huì)存在著重大的安全隱患，對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的安全隱患，所以地基的穩(wěn)定性問題必須引起高度重視，通過采取相應(yīng)措施做好基礎(chǔ)加固工作，在一定程度上上提高軟土地基的強(qiáng)度，保證公路地基的穩(wěn)定性，進(jìn)而有效降低軟土壓縮性，減少不均勻沉降帶來的施工安全問題。

2 施工前要求

2.1 水泥質(zhì)量要求

公路工程軟基處理中水泥攪拌樁的主要影響因素就是水泥的質(zhì)量，當(dāng)然水泥的質(zhì)量也會(huì)直接影響水泥攪拌樁的作用，故嚴(yán)格把關(guān)水泥的質(zhì)量是至關(guān)重要的。對于水泥的質(zhì)量合格證以及生產(chǎn)準(zhǔn)許證都是必備的，否則就不能保證水泥的質(zhì)量要求。

2.2 施工場地要求

為了避免在施工場地中出現(xiàn)池塘或者低洼的情況，要求在公路工程軟基處理中應(yīng)用水泥攪拌樁之前嚴(yán)格把關(guān)施工的場地及地面。若遇到以上問題要及時(shí)進(jìn)行挖溝排水，對淤泥及垃圾雜物進(jìn)行徹底清除。填充一些土料可以確保公路工程水泥攪拌樁在軟基處理的正常運(yùn)作。

2.3 施工人員要求

對施工人員嚴(yán)格要求的首要就是充分準(zhǔn)備好工程的開工，其中兩項(xiàng)重要的方面則是施工過程和施工技術(shù)，對施工前做好檢驗(yàn)和測試是工作人員的必要要求。

在施工過程中，工作人員要秉著認(rèn)真負(fù)責(zé)的心態(tài)，仔細(xì)的對施工號(hào)、施工時(shí)間、鉆進(jìn)速度、提升速度、管道壓力、灰漿泵壓力、泵液流量等等做好筆錄，確保軟基工程中水泥攪拌樁的作用。

3 水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)

水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)應(yīng)該符合以下規(guī)定：

（1）確定豎向水泥攪拌樁的長度

確定豎向水泥攪拌樁的長度首先要根據(jù)上面構(gòu)造對承載力和變形的要求，確定是否能夠穿透松軟的土層達(dá)到相對比較高的承載力土層。要求樁長必須超過2m以上的危險(xiǎn)滑弧是為了提高水泥攪拌樁的抗滑穩(wěn)定性。濕法應(yīng)考慮是否限制了機(jī)械性能，對于干法來說加固的深度應(yīng)小于等于15m。

（2）承載力的特征值

承載力的特征值對于符合地基的豎向水泥攪拌樁來說可以按照規(guī)范的公式進(jìn)行估算，其值的確定可以通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基的荷載實(shí)驗(yàn)，大小應(yīng)該小于或等于180kPa。

（3）設(shè)計(jì)變摻量

設(shè)計(jì)變摻量是在豎向承載攪拌樁的樁長超過10m的情況下，可對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。確保全樁水泥總摻量不發(fā)生變化的前提下，在樁身上部三分之一的范圍內(nèi)可以增加攪拌次數(shù)及水泥摻量，對于樁身下部1/3的范圍，可采用減少適當(dāng)水泥摻量的方法。水泥攪拌樁工程量計(jì)算如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁工程量計(jì)算

（4）設(shè)置褥墊層

設(shè)置褥墊層在豎向承載水泥攪拌樁復(fù)合地基的基礎(chǔ)和樁之間，厚度在150～300mm之間適合在剛性的條件下設(shè)置褥墊層。對與褥墊層的材料通常選用中粗砂及配砂石等，其中它們最大的粒徑應(yīng)小于或等于20mm，它的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)該大于0.94。

（5）布置攪拌樁

布置攪拌樁可以通過上部構(gòu)造的特點(diǎn)，對地基承載力及變形的要求的加固形式進(jìn)一步對豎向承載攪拌樁進(jìn)行平面設(shè)置。布置攪拌樁可以只在剛性基礎(chǔ)的范圍內(nèi)，而對于柔性基礎(chǔ)需要通過驗(yàn)算外布樁。對于柱狀加固的布樁形式可宜采用等邊三角形或者正方形。

4 水泥攪拌樁的作用

4.1 促進(jìn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水

水泥攪拌樁的作用有很多其中最主要的是促進(jìn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水，在施工過程中存在許多不符合要求的方面，比如說噴漿料不多，噴漿與攪拌不充分不均勻甚至存在攪拌樁搭接問題。水泥攪拌樁施工流程簡單，并且造價(jià)較低，在公路工程中處理軟基時(shí)大大促進(jìn)了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水，特別遇到池塘和洼地時(shí)將水泥作為固化劑的主劑發(fā)揮其止水樁的作用，主要包括兩種類型，一種是中間不插型鋼，只用來止水，如果需要擋土則要結(jié)合其他的工藝來完成，另一種就是既可以用來止水有可以用來擋土墻，主要適用于較淺的基坑，這種是在攪拌樁狀體內(nèi)插H型鋼，相對來說此樁身的強(qiáng)度低一些。

4.2 加固土樁體和軟弱地基，提高地基承載力

一種非常有效的形式當(dāng)屬于公路工程軟基處理中水泥攪拌樁，此方式是通過攪拌樁機(jī)中將水泥噴入土體中混合后并進(jìn)行了充分的攪拌，混合后會(huì)使得土與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而可以使得土體變硬進(jìn)而提高地基的承載力。水泥攪拌樁以樁的方式加固土樁體和軟弱地基并對其加強(qiáng)鞏固，對土中的高應(yīng)力區(qū)來說大大增大，從而極大提高土樁體和地基的承載力。

4.3 減少地基不均勻沉降

減少地基不均勻沉降主要是通過水泥的水解、水化反應(yīng)以及水泥混合物與粘土的碳酸化反應(yīng)和物理化學(xué)反應(yīng)，其所形成的復(fù)合地基是樁體與樁周軟土摻在一起的。這種地基相對來說強(qiáng)度比較高，對地基的承載力有所提高，從而對公路的穩(wěn)定性有所加強(qiáng)以及減少地基不勻稱沉降的作用。

5 水泥攪拌樁在公路軟土地基施工中的運(yùn)用

本文以廣東某公路為例來說明沖擊碾壓技術(shù)在軟土路基施工中的具體應(yīng)用。該公路路基寬32.0～45.5m，該公路沿用雙向六車道的設(shè)計(jì)，行車速度80km/h。該公路某些路段為軟粘土，淤泥土，承載力較低。

5.1 地基處理

水泥土攪拌樁采用新規(guī)范42.5水泥制漿，水泥摻量15%；攪拌次數(shù)為2次噴漿3次攪拌，噴漿口即將出地面時(shí)停止提升，攪拌數(shù)秒；噴漿時(shí)提升速度不大于0.5m/min；垂直偏差不大于1.5%，樁位偏差不大于10cm。水泥攪拌樁地基處理如圖2所示。

圖2 水泥攪拌樁地基處理

5.2 水泥攪拌樁的施工程序

水泥攪拌樁的施工程序首先就是樁位放樣，重點(diǎn)是復(fù)查控制性軸線和樁位，然后調(diào)整讓鉆頭對準(zhǔn)中樁位進(jìn)行定位，接下來是啟動(dòng)電機(jī)讓鉆頭沿軌道鉆到所設(shè)計(jì)的深度，同時(shí)應(yīng)注意額定電流要大于工作電流，如果有太大的阻力導(dǎo)致下沉慢可以通過輸漿管進(jìn)行加以稀釋，然后就是漿液的配制，接下來當(dāng)攪拌頭達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)就要開啟漿泵，等到漿液到噴漿口時(shí)使用均勻的速度提鉆驚醒噴水泥漿，需要注意的是要控制好攪拌速度，使得水泥漿與土均與的混合。為了確保樁頭的質(zhì)量，噴漿攪拌不應(yīng)低于設(shè)計(jì)樁基項(xiàng)50cm，關(guān)閉灰漿泵再次將鉆桿下沉至所要求的深度進(jìn)行充分?jǐn)嚢璨⑻嵘恋孛妫缓髮U提出呈現(xiàn)出樁來，最后移位鉆機(jī)清理樁頭再填寫施工記錄。水泥攪拌樁施工工藝流程如圖3所示。

5.3 成樁質(zhì)量的控制

圖3 水泥攪拌樁施工工藝流程圖

為了確保水泥攪拌樁的加固效果，在具體的操作中應(yīng)注意施工中的成樁質(zhì)量檢測。水泥攪拌樁成樁的質(zhì)量控制，不僅要在其成型階段加以控制，還要注重對于原材料的質(zhì)量控制、施工工藝的控制以及施工記錄的控制。從而確保工程的穩(wěn)定性和安全性。

5.3.1 原材料的控制

（1）水 泥

水泥作為水泥攪拌樁的核心材料，對水泥攪拌樁的質(zhì)量影響極為關(guān)鍵。在對水泥質(zhì)量的控制中，應(yīng)當(dāng)主要控制以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：水泥在用于施工之前必須抽樣進(jìn)行試驗(yàn)，在檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)場使用。在每批水泥進(jìn)場后，還要對備樣材料進(jìn)行水泥土強(qiáng)度檢測試驗(yàn)。具體的操作方法是：在施工現(xiàn)場提取樣本，并與水進(jìn)行和拌，接著用塑料袋封裝并將其運(yùn)至現(xiàn)場試驗(yàn)室。同時(shí)用備樣水泥按一定的配合比進(jìn)行充分拌和。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制成試塊并按規(guī)定養(yǎng)護(hù)，積累相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)。

（2）制 漿

按單樁的長度和試驗(yàn)得出的每m樁長水泥用量計(jì)算出單樁水泥用量，并嚴(yán)格按照試驗(yàn)得出的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行制漿，對水灰比加以嚴(yán)格的控制。在制漿罐中進(jìn)行拌制的同時(shí)備好的漿液應(yīng)不停地進(jìn)行攪拌，避免出現(xiàn)不均勻或凝固的現(xiàn)象。另一方面漿液倒入集料斗時(shí)要進(jìn)行加篩過濾。以免漿液結(jié)塊而造成對泵體的損壞。

5.3.2 施工工藝控制

在施工的過程中，要確保垂直度。一方面控制攪拌機(jī)的平整度；另一方面控制導(dǎo)向架對于地面的垂直度。將其偏斜率穩(wěn)定在一個(gè)固定的位置。還要保證樁為的準(zhǔn)確性。采取經(jīng)緯儀的方式標(biāo)記出墻底板上的各排樁位線，在所測的樁位線位置達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)方可進(jìn)行施工。在攪拌的過程中還要注意噴漿攪拌均勻，以免出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象。并嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的參數(shù)控制水泥漿的噴出量、攪拌程度及提升的速度和次數(shù)。充分保證噴漿攪拌的均勻性和穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語

通過施工作業(yè)可以發(fā)現(xiàn)，水泥攪拌樁能夠改善對軟土工程的性質(zhì)，并且最大程度的提高地基的承載力和穩(wěn)定性從而達(dá)到沉降的目的，這都是利用了樁體的作用，并對公路工程的軟基處理創(chuàng)造了尤為重要的效果。必要的是在施工前做試驗(yàn)樁，主要是對大面積施工質(zhì)量施工參數(shù)的確定。制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)。拌制漿液的罐數(shù)、固化劑和外摻劑的用量以及泵送漿液的時(shí)間等須有專業(yè)的人員認(rèn)真仔細(xì)的記錄。軟基處理中應(yīng)用水泥攪拌樁縮短了工期降低了造價(jià)，而且避免了對周圍環(huán)境及土體的破壞，這一系列的優(yōu)點(diǎn)在公路工程中都發(fā)揮了很大的實(shí)質(zhì)性作用。

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