探究深層水泥攪拌樁在道路工程軟土地基處理中的應用

李蘭平

（廣東冠粵路橋有限公司,廣州511450）

1 引言

由于軟土地基具有含水量大、壓縮性強等特點，基于軟土進行道路工程建設時，極易導致較大的沉降，造成路面裂縫、塌陷、斷裂等病害，嚴重影響行車安全。為提高道路工程建設質量，在施工過程中，可根據工程項目的特點使用深層水泥攪拌樁先對軟土進行處理，提升地基的各項力學性能，從而提高道路工程的建設質量。需要注意的是，工作人員在施工期間，需要規范操作，妥善對軟土地基進行處理，降低道路坍塌事故出現的概率，提高道路工程承載力，打造高質量的道路工程。

2 深層水泥攪拌樁技術概述

為保證道路工程的施工質量，提高行車安全性，我國相關規范對道路建設標準做出了系統的規定。在軟土分布區域，可以采用深層水泥攪拌樁技術對軟土進行處理，使地基的各項性能滿足相關規范和工程項目的要求，從而保證施工質量。在深層水泥攪拌樁的施工過程中，通常選用PH-5D深層攪拌樁機對水泥與黏土進行深層攪拌，通過一系列的化學反應加速軟土的固結，并起到加固的作用。施工過程中，應注意控制其垂直度，嚴格控制噴漿量及停留時間，及時用清水對水泥攪拌樁設備進行清理，否則，極易造成水泥攪拌樁設備故障。選擇設備時，需要根據工程項目的實際情況選擇功率合適的設備，在提高道路工程建設質量的同時，降低能源消耗。

3 深層水泥攪拌樁工藝流程

3.1 施工準備

在施工過程中，深層水泥攪拌樁對環境要求較高，在深層水泥攪拌機入場前，施工現場必須達到“三通一平”（水通、電通、路通，場地平整），使攪拌樁機能夠正常工作。在施工過程中，需要嚴格把控材料質量問題。通常情況下，選用普通硅酸鹽水泥。在水泥進場后，需要取樣檢測，保證水泥各項指標合格，從而使工程建設質量達到要求。監理人員在設備入場前，需要對設備的合格證、檢驗證明等證明進行審查，并組織專業小組進行人為檢查，嚴格執行相關施工規范，保證設備使用安全[1]。

3.2 攪拌樁定位

機械設備進場前，應對攪拌樁施工區域內地表的淤泥與雜物進行清除，并進行場地平整、加固，做到地基堅實平整，確保沿線道路平整、暢通，施工場地布置以能行走50 t大吊車為準。施工前應做好管線保護，清理障礙物，然后鋪設導木，安裝導軌，在導軌上安裝底盤（底盤上下為鋼板中間夾槽鋼焊成），并臨時固定，在底盤上搭設塔架。塔架拼裝完成后，利用塔架進行深層攪拌樁機吊裝，同時，安裝灰漿制備系統，包括工作平臺、制漿設備及泵送設備、灰漿流動制備站，并做好管線連接工作，最后進行機械調試[2]。

3.3 試驗段施工

在施工過程中，設備初次使用時極易出現安全隱患，這些隱患無法目測識別，需要根據實際情況調整水泥攪拌樁的配比以及各施工參數。因此，在工程項目正式實施前，需要進行試驗段施工，以保證施工質量。具體應注意的要點是：（1）可對不同地勢的土層進行試驗，通過多次檢驗，確定各項參數；（2）確定水泥攪拌樁最大承受壓力，使其滿足工程項目的需要；（3）選擇合適的原材料，制訂深層水泥攪拌施工規劃，降低工程量，選擇最佳攪拌方式[3]。

3.4 預拌下沉

預拌下沉是深層水泥攪拌樁技術非常重要的施工環節，一般包含3個工序：（1）攪拌前，必須啟動攪拌電機，讓其沿導向桿逐漸下沉，并嚴格控制下沉速度。為了確保下沉速度均勻，通常選擇輸漿系統進行控制。（2）攪拌過程中必須結合攪拌施工實際情況，對出現的突發問題進行處理。比如，攪拌過程中往往會遇到石塊、硬質東西，此時必須合理降低攪拌速度，防止鉆機葉片被石塊折斷。（3）砂漿與泥土攪拌過程中，為了將二者攪拌均勻，可適當增加提升與鉆入次數，有效減少鉆機下沉。由于施工現場地質情況復雜，施工過程中若遇到無法正常作業的情況，需要第一時間和監理工程師溝通可行方案，并結合施工實際情況對其進行合理調整，避免工期延誤。另外，施工過程中，要確保鉆機的垂直度。

3.5 配置水泥漿液

在施工過程中，為保證施工質量，通常使用混凝土制作水泥漿液，并嚴格按照成樁試驗的配合比拌制漿液，保證攪拌樁的質量，提高地基的承重能力。通常情況下，由于水泥漿液成分配置要求較高，施工過程中也可使用硅酸鹽水泥代替混凝土[4]。

3.6 噴漿攪拌提升

嚴格按照試樁配合比拌制完成后，為了防止漿液離析，應盡快用于施工，不得長時間放置，超過2 h的漿液應廢棄。漿液倒入集料斗時，應加篩過濾，避免漿內塊狀物損壞泵體。在提升鉆桿、噴漿攪拌時，應使鉆頭反向邊旋轉，邊噴漿，邊提升，提升速度宜控制在0.5~0.8 m/min。當鉆頭提升至距離底面1 m時，宜慢速提升；當噴漿口即將出地面時，應停止提升，攪拌數秒，保證樁頭攪拌均勻。施工過程中，應隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、鉆進速度、提升速度等有關參數的變化。當發現噴漿量不足時，應整樁復打。當施工中因故停漿時，應使攪拌頭下沉至停漿面以下0.5 m，待恢復供漿后再噴漿提升。當停機超過3 h時，應拆卸輸漿管路，清洗后方可繼續施工，以防止漿液硬結堵管。成樁后要對成樁質量進行嚴格的檢驗，保證其可以滿足相關施工標準和要求。

3.7 多次攪拌下沉、提升

下沉攪拌是指在泥漿處理過程中，始終保持攪拌狀態，確保泥漿噴射傳送量達標。（1）在進行下沉攪拌時，需要技術人員進行泥漿配比試驗，根據設計泥漿使用量控制施工進程。（2）進行下沉攪拌的同時，還需要進行噴漿處理，施工時，應啟動電機并放置空壓機，為鉆頭提供動力。鉆頭按照軌道進行下沉，在鉆頭下沉過程中，需要工作人員嚴格把控速度，保證鉆頭下落到指定位置。（3）由于鉆桿提升至一定高度后會出現噴漿現象，因此，工作人員進行下沉攪拌時，應對灌注樁施加一定的外力，通過高速墜落產生的壓力將水泥夯實，并進行反復碾壓操作，提升工程建設質量。通常情況下，在泥漿噴射過程中，需要深層水泥攪拌的樁持續攪拌，并且每次暫停要控制在2 min以內，以此增強設備使用安全性，延長設備使用壽命[5]。

3.8 清洗

在攪拌樁全部完成后，要及時對攪拌機進行清洗，把攪拌機各個管道中殘余的泥漿和攪拌頭上的軟土清除干凈，防止下一次水泥樁施工時出現管線阻塞的情況，增加不必要的成本。

4 加強深層水泥攪拌樁在路基軟基處理中的質量控制措施

4.1 施工檢測

施工過程中，應進行及時的施工質量檢測，主要檢測內容如下：

1）設備檢查。設備在施工中，要定期保養，需要對多次下沉的攪拌裝置進行日常檢查。由于其葉片在攪拌過程中極易出現腐蝕或破損現象，并且由于其時常與泥漿混為一體，極易造成設備故障。因此，需要及時清理干凈葉片上的泥渣，不僅可以提高水泥深層攪拌機施工效率，還能避免出現混凝土凝結，引發人員安全問題。另外，鉆頭磨損問題也常發生，管理人員要對其進行檢查，發現破損的鉆頭要及時更換，確保施工質量。

2）成品檢測。施工完成后，必須對試樁進行成樁質量檢測，一般情況下，試樁不應少于7根，7 d后直接開挖取出，14 d后取芯，通過對樁身各段水泥土原狀土樣的室內無側限抗壓強度試驗，以及取出的芯樣各段的標準貫入度試驗的標貫擊數，可以可靠準確地判定樁身各段的強度，也可測定樁身的變形情況。從而指導后續攪拌站施工，確保工程質量。

4.2 確保樁身水泥用量及耐腐蝕劑用量

水泥的使用量也會在很大程度上影響樁體強度，水泥量過大會造成浪費，太少又會使樁體強度過低，所以，應嚴格控制水泥使用量，確保樁體的水灰比和送漿壓力和試驗得出的數據一致。

5 結語

綜上所述，由于我國幅員遼闊，地形復雜，在道路工程建設中，常遇到軟土地基，為保證施工質量，在施工前應先對軟土地基進行處理。根據工程項目的實際情況，可采用深層水泥攪拌樁技術進行軟土地基的處理，從而顯著提高地基的承載力，使其滿足施工需要。希望通過本文對深層水泥攪拌樁施工技術的介紹，能為相關工程項目提供借鑒，促進該技術的推廣使用。