市政道路建設中水泥土攪拌樁加固地基與施工技術

宋子文 張 文

(1.濟南市市政工程建設集團有限公司，山東 濟南 250000；2.濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250000)

1 水泥土攪拌樁的概念及原理

水泥土攪拌樁是用來加固飽和軟黏土基礎的一種方法，用水泥作硬化劑，通過特殊攪拌器機器，在基礎深處施工時降級軟土和硬化劑，利用固化劑和軟土之間產生的一系列理化反應，形成堅硬的、完整性、水分穩定性和一定強度的優質基礎。深模經常超過5 米，干加固深度不能超過15 米，濕加固深度不能超過20 米。用旋轉的混合葉片將壓入軟土中的水泥漿與周圍軟土強行混合，形成泥漿固體。水泥加固土的基本原理基于水泥加固土的理化反應過程，水泥加固土的強度主要來自水泥水合物的固結作用；土壤和水泥之間的強制交配越合適，土塊粉碎得越小，土壤中分布的水泥均勻，水泥土的結構強度離散度越小，宏觀的整體強度也就越高。水泥加固土的物理化學反應過程與混凝土固化機制不同，水泥含量低，能夠顯著提高某些活性介質，即土壤的周圍反應、固化速度緩慢，作用復雜，水泥水解和水化形成多種水化合物后，離子交換、結塊和凝固，從而大大提高水泥土的強度。

2 水泥土攪拌樁在市政道路工程中的應用

市政道路工程基礎施工要求相對嚴格，施工位于地質條件相對復雜的區域和地區，地基處理不當會留下隱患，以后難以修復，必須對基礎采取專業的施工方法和措施，以確保施工質量。水泥土攪拌樁是市政道路工程中更常用的有效地基處理方法，該方法可以有效地加固軟土地基，滿足防洪工程、河道整治建設標準，并在一定程度上節約建設投資。

3 施工技術

采用二噴四攪濕法施工，施工技術程序如下：測量放線→鉆機就位→樁機檢驗→制備水泥漿→預制噴漿攪拌下沉→攪拌提升→重復噴漿攪拌下沉→重復攪拌提升→成樁→移位。1） 測量放線。以業主提供的測量控制基準點為基礎，按照設計圖紙精準放樣攪拌樁孔位，1 樁1 簽，經復核無誤后方可施工。2） 鉆機就位。使鉆頭中心與設計樁位對齊，樁機機體保持垂直，防止出現斜樁，防止給地基承載力造成影響。施工前監測對機器設備進行檢查。3） 制作水泥漿。樁機下沉前制備水泥漿，采用P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為18%（每延米摻入79kg），配漿水灰比為0.55。超過注漿半徑，應在合適位置設置儲漿設備進行轉運。4） 預攪噴漿攪拌下沉。電機啟動以后，攪拌機順著架邊進行施工，以電流監測表控制攪拌樁機下沉速度≤1.2m/min，按設計要求控制噴漿量，下沉過程中不斷攪拌，同時，保證鉆桿垂直度。5） 攪拌提升。深層攪拌機的下沉位置達到設計標高以后，控制樁機攪拌提升，提升攪拌速度為0.8m/min[3]。6） 重復下沉噴漿、攪拌提升工序。上升攪拌完成后繼續下沉噴漿，下沉至設計位置后第4 次提升攪拌，進一步拌和均勻，達到停樁標高后即成樁。7） 管路和機具的清洗。若樁機停止施工或間歇時間過長（＞3h），則向水泥漿制作設備中加入清水，開啟灰漿泵清洗干凈，攪拌頭上黏附的軟土也要清洗干凈。

4 檢測方法

開挖樁頭。按照相關規范的要求，在成樁7d 之后對樁頭進行開挖，挖深按達到停漿面下部0.5m 控制，由檢測人員對攪拌是否均勻進行目測，并測量成樁后的直徑大小，此檢測的數量不能少于總樁數5%。該方法操作簡單且結果直觀，但對成樁有破壞性。靜力觸探與標準貫入。在成樁后的3d 之內利用動力觸探儀對單位長度成樁均勻性進行檢查，其檢測數量應達到總樁數1%，同時不得少于3 根樁；在成樁時間達到28d 后，除了要鉆取芯樣，還應在不同深度條件下開展標貫試驗，進而以標貫值為依據對樁身質量進行判斷和評價。以上方法均靠落錘對探桿進行捶打，然后根據探桿實際下沉速度予以判定，可檢測的深度有一定限制，其中，連續觸探有效深度通常不超過4m，若需要從樁頂處開始，則每米樁身都要先鉆取700mm，再進行觸探，另外觸探桿應使用鋁合金材質。荷載試驗。荷載試驗包括單樁與復合地基兩部分，待樁身的實際強度達到開展荷載試驗的基本條件后進行，通常需要在成樁的28d 之后實施。其檢測的數量應達到總樁數0.5%～1%，同時一個單體工程的檢測點應達到3 個以上。取芯檢測。如果采用以上方法后仍對樁身的質量情況有質疑，則需要在成樁達到28d 以后，采用專門的取樣器進行芯樣鉆取，用于抗壓強度檢測，其檢測的數量按總樁數0.5%控制，同時不得少于3 根樁。另外，為了使試塊有符合要求的尺寸，鉆孔直徑必須達到108mm 以上。

5 結語

水泥土攪拌樁是處理堤防軟土地基問題的一種常用手段。它主要運用水泥作為固化劑，通過特制攪拌設備對軟土部位進行就地攪拌，使固化劑和土體產生一系列物理化學反應，形成具有一定強度和穩定性的水泥土，從而提高地基土的承載力及整體性。由于其具有施工設備簡單、操作方便、施工周期短且成本較低等優點，在市政工程中得到了廣泛運用