雙軸多向攪拌樁技術在市政道路軟基處理中的應用

王相玩

（廣東如一建設科技有限公司，廣東 陽江 529500）

軟土地基經常出現于市政道路施工過程中，其具有較大的土質間隙和較高的含水率，影響到整體的承載性能。因此，就需要科學處理軟土路基，否則會破壞到路基的穩定性，進而導致裂縫問題出現于路面中，降低道路安全系數。

1 工程概述

本項目區域軟土發育，主要分布于魚塘，路基填高4.72～10.2m，基底為淤泥，軟～流塑狀淤泥質土為主，層厚5.0 ～19.5m 左右，具有孔隙比大、天然含水量高、力學強度低、壓縮性高的特點，工程地質條件較差。

2 雙軸多向水泥攪拌樁施工工藝

雙軸多向水泥攪拌樁施工工藝施工順序示意圖（見圖1）。

2.1 原地面處理

首先進行原地面聯測，放樣出紅線位置；魚塘區域沿紅線內側修筑土袋圍堰，隔離施工區域；魚塘內抽水干塘，清理場地，將路幅范圍內原地面的淤泥、樹根、腐植土等不適用材料全部挖除，回填砂礫、粗粒土（不采用不利于軟基處理的石渣或片石） 或者海砂高出常水位50cm，標高約+2.5～+3.0m 左右進行軟基處理。填筑土拱坡，以4%的橫坡填成路拱形，并碾壓密實。

2.2 原材料準備

水泥采用海螺P.O42.5R 的早強普通硅酸鹽水泥。按相關的檢驗方法做膠砂強度、安全性、細度、凝結時間等項目試驗，符合規范規定，對受潮結塊的水泥不允許使用。

2.3 測量放樣

根據設計圖紙畫出布樁圖，水泥攪拌樁按梅花形布樁，攪拌樁間距正線路基1.6m、互通路基根據相應工點攪拌樁間距為1.4m、1.2m 兩種定位放線。

2.4 水泥攪拌樁試打

每一工點施工前，由業主、監理、設計、施工單位四方現場根據地質柱狀圖結合水泥攪拌樁機電流控制表（達到持力層后電流值會明顯增大，且進尺困難） 進行試樁，試樁確定后的樁長以指導該工點水泥攪拌樁施工長度。

2.5 鉆機定位

本項目采用上海機械廠出產KTZ-21 型雙軸多向攪拌機，鉆機安裝調試，檢查轉速、空壓設備、鉆桿長度、鉆頭直徑等，并連接好輸漿管路。待以上項目運轉正常后，將鉆機移動到指定位置，進行樁位對中，使鉆頭對準樁位，并保證鉆桿豎直，其偏差應小于1%。

2.6 水泥漿制備

按設計的配合比拌制水泥漿。水泥漿拌和時間不得少于5～10min，制備好的水泥漿不得離析、沉淀。漿液罐必須采用金屬制容器，以確保每根樁所需水泥漿液一次單獨拌制完成；制備好的泥漿停置時間不得超過2h，否則應予以廢棄。灌入漿液時應加篩過濾，以防漿內結塊，損壞泵體。

2.7 鉆進噴漿、重復攪拌噴漿

采用2 噴4 攪工藝，鉆機調整檔位慢速鉆機，并噴漿。確認水泥漿已到樁底后，進行提升攪拌，提升時不噴漿，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機。平均提升速度不大于0.8m/min。在軟土地層段需重復攪拌噴漿，保證成樁效果。

3 雙軸多向水泥攪拌樁施工應用

3.1 樁位及垂直度

根據設計圖紙畫出樁位布置圖，放樣每根樁位中心；施工過程間斷性用經緯儀觀測控制導向架、鉆桿的垂直度。

3.2 水泥漿制備

根據設計配合比，現場攪漿桶直徑為110cm，桶高為100cm。加水至95cm 位置投放水泥10 包，水灰比為1：0.55。水泥漿充分攪拌后，有時仍有較小水泥塊，為保證水泥漿輸送管不堵塞，采取2 次過濾、2 次攪拌。在水泥漿攪拌罐和存漿罐都安裝電動攪拌機實行2 次攪拌，在水泥漿攪拌罐和存漿罐間設置1 道濾網，水泥漿輸送管設置1 道濾網，實行雙重過濾。

3.3 鉆進成樁

每一施工點均先試樁確定樁長。現場施工過程中鉆進電流情況：鉆進過程中電流表（2 個） 約在10A 左右，到達持力層后電流表能達到25～30A 左右，合計電流輸出為50～60A。；鉆進速度為0.5m/min，邊鉆進邊噴漿，提升速度0.8m/min，噴漿壓力在0.3Mpa-0.4Mpa 間，每根樁用時約42min。

3.4 軟土層特別控制

根據取芯情況發現在軟土層成樁效果較差，根據地質斷面圖，確定軟土層位置及深度，在軟土地層多噴一次，攪拌兩次。

4 施工質量控制

水泥用量會直接影響到水泥攪拌樁的施工質量，且與攪拌樁樁身強度、成樁質量也有直接關系，通過噴漿量、水灰比的計算，可以有效了解水泥用量。那么，就需要充分重視水灰比以及噴漿量的控制。

4.1 噴漿量控制

噴漿量采用數控小票及罐體水泥漿總量消耗雙控。以每米65Kg 水泥用量的水泥攪拌樁為例，現場實際施打13m，單根樁噴漿量963L（數控小票顯示值），水泥漿實測比重1.7,水泥總用量889Kg，則每米實際水泥用量889/13=68，水泥罐內總體消耗的水泥漿實測值為972L，兩者數據較為吻合。

4.2 水灰比的控制

其中，水和水泥的重量比即為水灰比。在具體施工實踐中，結合試樁確定下來的水灰比，將適量的水加入到攪拌桶內，利用刻度桿量測水量。然后將水泥加入進來，分兩次攪拌漿液。且設置專門的工作人員，對每根樁的水、水泥用量詳細記錄。在水泥漿比重的測定過程中，可以將泥漿比重計運用過來。通過對比實驗室內水泥漿比重和施工中的水泥漿比重，即可對現場水泥漿的水灰比有效確定。然后結合相應的計算結果，科學調整水灰比，保證與規定要求所符合。

5 施工質量檢驗

結合本工程實際情況，將鉆孔取芯檢驗方法運用過來。成樁之后28 天后，實施檢驗工序。要緊密結合檢測需求與總成樁數量合理控制取芯鉆探檢測樁的數量，保證在總樁數的0.5%以上。

5.1 鉆孔抽芯法的原理

本種方法將巖芯鉆探技術運用過來，沿長度方向將水泥土樁身芯樣及樁端巖土芯樣鉆取出來，科學觀察與測試芯樣，以此來對成樁質量進行科學判斷。本種檢測技術具有較強的直觀性和準確性，能夠對樁的連續性、均勻性、密實度等直接檢驗，也可以測試芯樣的強度。同時，配合采用化學分析法等技術，也可以對水泥含量進行測定。

5.2 選樁原則

在選擇檢測樁時，除了要促使檢測需求得到滿足之外，還需要具備一定的代表性。如果樁是正常施工完成的，則需要隨機選擇具有代表性的樁。部分樁出現了一些質量問題或施工異常，則需要進行取芯檢驗，以便對樁的質量合理判斷。

5.3 取芯工藝及技術要求

要緊密結合水泥土攪拌樁質量檢測要求來進行取芯鉆進工序，將檢測目的納入考慮范圍，對鉆探方法、鉆進工藝等合理選擇。第一，確定樁位。在鉆進之前，首先要將樁頭挖出，對樁的位置合理確定。水泥土攪拌樁具有較小的截面積，那么控制鉆孔與檢測樁中心部位所對準，且鉆孔垂直度要符合要求。第二，鉆機安裝。要穩固的安裝鉆機，開鉆之前，對安裝質量嚴格檢查，保證與巖芯鉆探要求所符合。第三，在鉆進實施中，需要對進尺速度、操作感覺充分重視，將孔口回水顏色、巖粉變化情況作為觀察的重點，以便對樁的質量情況間接判斷。一般情況下，如果樁具有較好的成樁質量，轉速、壓力不變的話，具有十分平穩的進尺速度，且呈現出灰白色的回水顏色。如果進尺速度、回水顏色等出現了較大的變化，就說明有孔洞等質量缺陷存在于樁身。第四，如果提前得知有斷樁、孔洞等質量問題存在于樁身，在檢測這些質量缺陷部位時，需要對鉆探方法、鉆探工藝合理選擇，對轉速、循環水量等嚴格控制。特殊情況下，可以將干鉆方式運用過來。對鉆進速度、回水顏色的變化情況密切關注，以便對缺陷位置、缺陷程度等綜合分析與判斷。如果樁身水泥土不具備較高的質量和完整性，在檢測重點部位時，需要對回次進尺、回次時間嚴格控制，避免有芯樣破碎等問題出現。第五，取出芯樣之后，要利用清水進行清洗處理，干燥之后，在芯樣盒內整齊放置。要對樁號、回次、段數、長度等詳細記錄。第六，將芯樣取出后，要進行必要的拍照處理。詳細檢查、鑒定與描述水泥土芯樣的外觀，以便對水泥土攪拌樁的施工質量初步判斷。其中，顏色、硬度、結構完整性等都是芯樣描述的內容。

6 結語

綜上所述，軟土地基處理是市政道路施工中的一個重點，需要引起人們足夠的重視。目前出現了較多類型的軟土地基處理技術，需要結合工程實際情況，合理選擇，保證軟土地基處理后符合相應的規范和要求。本文以某市政道路工程為例，分析了水泥攪拌樁施工技術在軟土地基處理中的應用，希望能夠提供一些有價值的參考意見。