水泥攪拌樁加固公路軟基的應用與分析

慶鵬飛

摘 要：該文結合某軟基處理工程，通過室內試驗，闡述了水泥土的無側限抗壓強度，表明水泥摻量、養護齡期均會影響水泥土的強度。在此基礎上，研究水泥攪拌樁復合地基的承載性能，得出隨深度變化，樁身側摩阻力將隨之快速降低，通過墊層調節，一定深度內擴大頭將出現負摩阻力，可明顯提高水泥攪拌樁復合地基承載力。通過案例實際情況，可規范施工工藝，提高工程建設質量。

關鍵詞：水泥攪拌樁;軟基加固;無側限抗壓強度

中圖分類號：U416? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，各地加大了對基建項目的投資，各種不同工程建設對地基要求差異較大。受多種因素制約，大量公路工程不得不修建在軟土地基之上。軟土地基具有強度小、壓縮性高、穩定性低等缺陷。如果軟土地基不處理直接用于公路施工，將無法滿足公路路基承載力等需求，甚至出現嚴重質量隱患。水泥攪拌樁作為一種高效、簡便、快速的復合地基處理技術，在公路軟基加固施工中的應用，可提高路基承載力，有效控制不均勻沉降。因此，在公路施工中，必須重視水泥攪拌樁技術的應用，規范施工工藝，只有這樣才能更好地提升工程整體質量，延長工程使用壽命。

1 水泥攪拌樁復合地基的承載力分析

軟土地基處理技術一直以來都是公路工程行業研究的重點。水泥攪拌樁作為一種高效的軟基加固技術，在我國公路工程施工中得到了廣泛應用。為了更好地保障路基穩定性，決定對水泥攪拌樁復合地基的承載力進行分析，具體如下。

1.1 無側限抗壓強度試驗

在水泥土固化過程中，無側限抗壓強度是其效果評價的重要指標之一。該文選擇SYE-2000型壓路機進行試驗，加荷速率定為1.0 KN/s。試件加載前，可將一層潤滑劑均勻涂抹到上下表層，隨后在壓力試驗機下墊板中心放置試件，并將壓力試驗機開啟。該試驗僅對水泥摻量、養護齡期的影響進行分析。共設計水泥摻量試驗3組，即15%、18%、21%。待養護齡期之后，可獲取3個養護齡期段的無側限抗壓強度數據，結果見表1[1]。

由此可見，當水泥摻量為15%～21%時，相同養護齡期下，隨著水泥摻量的增加，水泥土的強度將持續增長，由此表明，對水泥土無側限抗壓強度來講，水泥摻量的多少影響較大。

當養護齡期在7 d～90 d之間時，相同水泥摻量下，隨養護齡期的增長，水泥土強度也會隨之增長。當水泥摻量為15%時，7 d～28 d齡期內，水泥土無側限抗壓強度增長了1.011 MPa;28 d～90 d齡期內，水泥土無側限抗壓強度增長了0.043 MPa。由此表明，在養護齡期早期階段，水泥土強度增加幅度更大，隨著養護齡期的增加，水泥土的強度增長幅度將有所下降，但仍呈增長趨勢。

1.2 復合地基承載力分析

為了充分了解水泥攪拌樁復合地基承載特性，該文決定通過土壓力盒、應變計埋設的方式，利用現場靜載試驗測試加載過程中樁體的荷載傳遞規律，以此獲取水泥攪拌樁復合地基的荷載傳遞規律。該試驗需埋設應變計6個，分別設于樁身。并在樁頂部位埋設土壓力盒1個，樁間土對稱埋設土壓力盒2個，以此進行有效檢測[2]。

經試驗可見，樁身側摩阻力主要集中于樁身擴大頭處，在變截面位置下部，伴隨深度的不斷增加，樁身側摩阻力將隨之快速降低。也就是說，土層分布直接關系著樁身側摩阻力的大小，分層性較為顯著，當荷載增加，分層性愈加顯著。與單樁相比，復合地基可通過墊層進行調節，一定深度內擴大頭將出現負摩阻力，其下部樁身的側摩阻力更易發揮作用，表明水泥攪拌樁復合地基承載力得到了明顯提高。如圖1所示。

2 工程概況

某公路工程屬于沖湖積平原，地貌類型較為單一。自然地面標高為1.20 m～2.60 m。據現場勘查可見，該路段存在較為深厚的淤泥質軟土，按自上到下的順序劃分，地層見表2。該工程以正三角形布設水泥攪拌樁加固[3]。

3 公路軟基加固中水泥攪拌樁施工工藝及質量控制

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程有8個步驟。1）場地平整。施工前，應徹底清理干凈樁位處雜物，如石塊、樹根和垃圾等。隨后壓實處理部位，保證地基預處理后其承載力可滿足相關要求。2）施工控制及軸線布設。檢查、復核所有坐標控制點、水準點，待確定無誤之后，在整個施工范圍內通過全站儀測設基樁軸線控制點，并記錄好工程定位情況。要求必須在允許偏差內控制好各點位位置，避免影響后期施工質量。3）設備安裝及調試。攪拌樁機進場之后，需安裝好設備，并做好工前調試工作，保證各個設備運行正常，避免施工中出現設備故障，影響施工進度。4）機械就位。安裝、調試完樁機，需及時就位，調整好平整度，并做好固定支撐工作，保證在施工過程中不會出現傾斜、位移等問題。5）切土預拌。施工中，需先將攪拌機電機開啟，隨后把卷揚機內鋼絲繩放松，沿導向架方向讓攪拌機持續攪拌、下沉，但需嚴格控制下沉速率。為避免鉆頭和排水板碰撞，第一次下沉要達到設計深度。6）噴漿攪拌提升。在攪拌機預攪下沉的過程中，可通過后臺進行固化劑漿液的拌制，在漿桶內攪拌漿液的時間需控制在90 s以上，一般可選擇慢速攪動電機在儲漿桶內連續不斷地勻速、緩慢地攪拌，避免漿液沉淀，影響使用質量。當攪拌機下沉到指定位置之后，需及時將灰漿泵啟動，當漿液注滿之后，可同時進行噴漿及攪拌機提升工作，但需合理控制提升速度，以50 cm/min以內為準。7）重復攪拌。攪拌機噴漿提升位置達到設計頂面標高的情況下，需及時將灰漿泵關閉，且排空集料斗內的漿液。此時，為保證軟土內均勻拌和漿液，需重新放下攪拌機，進行下沉、攪拌施工，隨后向設計標高以上50 cm處提升，并做再次攪拌施工，以此增強樁身承載力。8）移位清洗記錄。完成上述施工作業之后，即可進行下一樁施工。要求成樁之后，清理干凈輸漿管路，避免水泥結塊。并定期將灰漿泵拆開進行清理。在整個施工過程中，必須指派專人做好記錄工作，保證樁深、時間記錄無誤。

3.2 質量控制措施

公路軟基加固施工中必須加強施工質量控制，需要全員參與、全過程管理，強化監督管理手段，采取科學有效的質量管理及控制措施。1）建立健全質量保證體系，從組織、人員、制度3個方面抓起，通過建立各種制度來保障施工質量，詳細檢測水泥攪拌樁施工所有階段的質量，定期對施工記錄進行檢查，并將其作為評價成樁質量的重要依據，如發現問題，需及時找出原因，采取切實可行的措施進行處理。并按照設計要求，規范施工行為，最大限度避免出現樁體誤差，合理控制施工偏差。2）加強施工過程質量控制，在開工、施工和竣工鑒定上嚴格把關，對工作法規和相關的制度不斷加以完善，對相關職責和權利不斷進行強化，對工程的進度、質量和成本進行有效控制，嚴格按照設計圖紙及技術規范的要求進行施工或返工。3）制定質量獎懲措施，對于施工質量符合設計要求的給予獎勵，工程質量不合理的立即返工并進行處罰，通過質量獎懲措施引導施工人員樹立質量意識，不斷提高技術水平，鞭策和警示施工人員按照設計要求進行施工，以保障施工質量。

4 結語

綜上所述，自改革開放以來，我國公路建設事業得到了極大的發展，“十三五”規劃提出，我國公路建設仍將穩步發展。隨著公路建設規模的持續擴大，越來越多公路不得不修建在不良地基之上，如軟土地基，此類地基強度小、壓縮性高、穩定性低，無法直接用于路基施工。為此，可選擇水泥攪拌樁加固軟土路基，提高路基承載力及穩定性，更好地推進公路工程行業發展。

參考文獻

[1]李兵.水泥土雙向攪拌樁在上海S32高速公路軟基加固中的應用研究[J]. 公路工程，2010（4）：108-111.

[2]李寧，張媛君.釘形水泥土雙向攪拌樁在深厚軟基加固中的應用[J].路基工程，2015（1）：172-176.

[3]顏曉華，王崇建，張盧東，等.水泥土雙向攪拌樁在某公路軟基處理中的應用[J].中國水運（下半月），2012（1）：204-205.