公路軟基加固施工中水泥攪拌樁技術應用探討

賀同波（山東宏昌路橋集團濰坊市經緯公路開發有限公司，山東 濰坊 261041）

近年來，水泥攪拌樁技術在公路建設中已成為一個熱點技術，作為軟基處理的有效形式，具有顯著的加固效果。水泥攪拌樁技術是將配制好的水泥注入土壤中，將地面和水泥混合制成水泥地面，水泥之間的化學反應促進了地基強度的提高，減少地面沉降量，提高地基變形能力和道路承載力。

1 水泥攪拌樁技術的施工原理

1.1 水泥攪拌樁技術的理論基礎

水泥攪拌樁技術是一種有效的軟基處理方法。采用水泥樁混合技術噴灑水泥，并以混合料的形式產生水泥的一系列理化反應。然而，隨著水泥加入量的減少，水泥在地面周圍的反應速度變慢。在水解和水化作用下產生水化合物，然后發生離子交換、團聚和硬化反應，大大提高水泥地面的強度，提高公路整體質量。

1.2 水泥攪拌樁技術的優勢

第一，水泥攪拌樁技術可通過就地攪拌水泥和軟土來充分加強地基；第二，水泥混合工藝在施工過程中不會引起噪音和灰塵污染，可以用于城市或人口稠密的地區；第三，攪拌工藝不會擠壓原始地基，對建筑和地下管道影響不大；第四，水泥混合物中最重要的材料是水泥，一方面可以節省鋼鐵資源，另一方面可以降低公路的技術費用。

2 公路軟基水泥攪拌樁技術分析

水泥混合料采用深層攪拌法和粉末噴射攪拌法混合，如果水泥在短時間內沒有混合，就會出現迅速收縮的情況。如正常固結的泥漿、飽和溶解度、透明填料等封閉土壤和飽和自由砂，如果土壤天然含水量小于30%（溶液含水量小于25%）、大于70%或地下水pH值小于4%，則不應采用干燥方法，在冬季施工還應注意負溫效應對處理效果的影響。

如果水泥混合料用于處理泥炭、有機土、塑性指數大于25的黏土、腐蝕性地下水和沒有技術經驗的地區，其適用性應通過現場試驗確定。水泥攪拌樁形成的水泥地面可以作為剛性承重復合地基、基坑工程的擋墻、防滲帳幕等。為了提高軟基的強度，要保證水泥不能太多，否則會造成水泥孔隙的問題。

在采用水泥地面攪拌技術處理公路軟土地基前，應先進行室內攪拌試驗。根據現場處理最弱軟土的特性，選擇合適的硬度劑、混合料及其用量，了解不同齡期和設計條件下的強度參數，同時應使用垂直水泥地面試期90d試塊立方體的平均抗壓強度，水平水泥地面強度應采用28d試塊立方體的平均抗壓強度。

施工時要根據材料和機器要求進行施工。軟土加固水泥混合固化系數也可采用32.5或更高強度的普通硅酸鹽水泥，也可采用其他有效固化方法。濕土質量應為12%～20%，對于水灰比的要求，濕土的水灰比為0.45～0.55。為提高流動性，方便泵的使用，可加入水泥量為0.2%～0.25%的磺酸鈣高效減水劑，硫酸鈉（水泥劑量的1%）和石膏（水泥劑量的2%）可與之結合使用。根據公路建設的需要，可以選擇具有緩凝、防水等特性的材料。所使用的機器和設備包括：深度攪拌機、起重機、水泥加工設備升降速度測量裝置和測量儀器。

3 公路軟基加固施工中水泥攪拌樁施工工藝

3.1 施工前期準備

首先科學安排布局施工現場。施工現場必須結合施工要求進行徹底清理，認真清理施工現場表面的泥土和雜物，對施工現場進行考察和研究，保證施工現場的完整及施工材料等不出現問題。

第二，做好監督檢查工作。直線段立管調整距離檢查在15m～20m左右，曲線段立管調整距離檢查在10m～15m左右時，要在兩側的指標樁上放置一些明顯的字符，并清楚地標明設計高度。

第三，施工便道，施工前要徹底清除施工現場工作面上的各類障礙物，然后確保施工便道和進場路緊密相連，使工程中機械設備的運輸需求得到有效滿足。在軟土地基施工的基礎階段，由于軟基較多，增加了重型機械通行的難度，通過修建主要便道，可以促進施工的順利開展。

3.2 合理分析施工流程

首先，機器設備要準備好。對于水泥深層攪拌樁應配合使用單軸鉆機，并根據實際情況相應移動鉆機，使鉆機中心對準預定的樁位，應嚴格控制其垂直度。一般情況下，需要用水平尺測量水泥攪拌樁機的高度，并用經緯儀確定相應的高度。

二是攪拌噴漿下沉。樁位確定后開啟電機，此時起重機纜繩可適當放松，攪拌可與地面切割和下沉同時進行，根據電機監測表的數值合理調節下降速度，工作流量調節在70A以內，結合孔深測量裝置，嚴格控制孔深。然后噴灑并攪拌均勻，當深層水泥攪拌樁機已達到施工深度，應適當減慢鉆機的鉆進速度，鉆孔時間應調整約2min。旋轉攪拌和提升鉆機應同時進行并合理確定提升速度。

最后再進行攪拌下沉和提升。將鉆桿提升至設計懸掛高度，旋轉攪拌機浸入地下，使軟土與水泥泡沫混合均勻之后放大深度滿足設計要求，攪拌樁必須旋轉并放回地面。距地面嚴格按50cm標準，配管齊全，小心地去除攪拌頭上所有可能存在的臟污，然后慢慢地將拌頭移動到下一個樁位。

4 公路軟基加固中水泥攪拌樁技術的質量控制措施

首先，在施工過程中要對制動器高度、攪拌深度等指標進行嚴格控制，保證水泥損失嚴格控制在2kg/m2以內。由于設計需要，鉆機要穿透分切層和底板底層，深度滿足要求后可停止鉆孔。水泥攪拌樁必須嚴格按照設計要求進行施工，并不斷進行噴射混凝土。如果噴漿過程存在問題，施工必須停止并檢查，保證支護點以下1m后可以重新執行噴射作業。施工過程中要詳細記錄注入水泥量，定期檢查水泥添加劑及骨料中的情況，及時補充水泥。

其次，在使用水泥攪拌樁時，必須充分考慮對施工質量的檢驗，并適當對偏差進行控制。施工完成后，要滿足復合地基要求的疊層強度試驗和靜載試驗，開挖試驗通常在水泥攪拌樁帶形成后的2d～4d內進行。嚴格控制樁體偏差，降解深度應在0.5m～2m之間，混合料頭的轉移量應約為混合料總數的3%。28d后，應測試水泥攪拌樁的強度，一般來說抽芯檢驗方法是為了確保抽芯的一致性和連續性滿足相關要求，抽芯測試應在室內進行，樁體強度試驗次數應按樁體總數的5%左右進行檢查，并完成試驗程序，之后應使用水泥砂漿填充。檢查的主要目的是確定單樁和復合地基的耐久性，確保其滿足相關要求。

最后，水泥攪拌樁施工完成后，必須進行綜合質量檢查，嚴格控制樁偏差。同時，對施工記錄進行了詳細檢查，明確樁身水泥用量、攪拌時間、噴射參數等指標。軟土添加劑主要用于提高軟土的強度，添加劑通常用于地面土壤作為黏土的軟基底。由于添加劑的作用，軟土基礎的強度提高，在一定程度上提高了基礎的穩定性。要科學判斷樁身質量，結合存在的問題和缺陷，及時采取相應的改進和處理措施。結合工程實際，定期進行技術培訓，充分掌握水泥攪拌樁的施工規范和技術。

5 結語

水泥攪拌樁技術有一系列優點，在加強公路軟基建設中得到廣泛應用。在施工實踐中，必須密切配合軟土的實際情況，制定科學的施工計劃，在每項作業中進行合理施工，控制施工質量，加強整體建設質量。