公路軟基加固中水泥攪拌樁的應用與分析

張 茜

（河南中交路通監理咨詢有限公司，河南 駐馬店 463000）

近年來，隨著基礎建設規模的日益擴大，公路建設領域取得了令人矚目的成績。然而，在公路施工中難免會遇到孔隙比大、含水率高、抗剪強度差的軟土質層，如果對此類軟基處理不當，極有可能在施工過程中發生邊坡失穩等多重危害,嚴重威脅工程施工過程中的質量和安全。因此，軟土地基的工程性質、沉降預測、抗震性能等一直是國內外學者們的研究熱點。目前，針對軟土地基的處理有多種措施，而水泥攪拌樁法是最佳、最經濟實用的措施。水泥攪拌樁法是在軟基中注入水泥或石灰等漿液并進行強制攪拌，利用膠結固化的原理提高軟基的強度、整體性以及地基承載。該方法具有施工難度低、應用范圍廣、工程成本較低等特點，在我國的軟土地基處理中得到了廣泛應用。

1 水泥攪拌樁的加固原理

作為公路軟基處理的一項重要措施，水泥攪拌樁滿足軟基處理需要，在公路施工中應用具有良好效果，其應用也變得越來越廣泛。水泥攪拌樁是軟土地基處理的重要技術措施，在軟基處理和加固中，它以軟土本身為材料，將水泥、水的配制液作為固化劑，然后用攪拌鉆機噴入軟土地基并進行攪拌，讓固化劑與軟土發生物理與化學反應，并黏結成強度較高的水泥加固土，從而增強土體強度，提高土體承載力，有效滿足工程建設需要。該方法適用于淤泥、淤泥質土、素填土、黃土、砂礫土等的處理，但不適用于障礙物較多且不易清除的雜填土處理。根據具體處理工藝不同，水泥攪拌樁可以分為濕法和干法兩種。濕法以水泥漿為主，攪拌均勻，方便復攪，水泥土硬化時間長。干法以水泥干粉為主，水泥土硬化時間短，能提升樁間強度，但攪拌均勻性差，也難以實現全過程復攪。具體應用中，應該結合現場施工基本情況，采用合適的處理工藝。

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1.20～2.60m。據現場勘查可見，本路段存在較為深厚的淤泥質軟土，軟土路基的含水量大、承載力低，不能滿足施工需要，有必要采取處理措施。目前在公路工程軟土路基處理過程中，主要的技術措施包括換填法、排水固結法、強夯法、水泥攪拌樁法等。這些處理方法各有自己的特點和優勢，能有效滿足軟土路基處理需要，其應用效果也比較明顯。本文以水泥攪拌樁為例，通過正三角形布設水泥攪拌樁加固軟土地基。

3 公路軟基加固中水泥攪拌樁的應用要點

1）施工準備工作。（1）施工材料準備。提高對施工材料質量控制的重視程度，采購質量合格的原材料，保證質量合格，使其有效滿足水泥攪拌樁施工需要。構建好水泥庫，合理確定水泥庫的面積和水泥庫存量，為提升施工效果奠定基礎。水泥攪拌樁一般使用級配為32.5號的普通硅酸鹽水泥施工，施工前安排專業人員開展試驗、檢測和質量驗收。一般送往中心試驗室或送給監理工程師，由他們開展試驗檢測，保證質量合格，進而有利于提高軟土路基處理效果。（2）機械設備選擇。選用綜合性能良好的施工機械設備開展施工，做好設備質量檢測和驗收工作，促進其綜合性能得以最佳發揮，為提高水泥攪拌樁處理效果和軟土路基施工質量奠定基礎。目前常用PH-5和PH-7兩種樁機，最大施工深度約18m。施工前開展機械設備質量檢測，做好設備調試工作，為提升軟土路基處理效果創造便利。（3）施工場地平整。軟土路基處理前，需要平整施工場地，將垃圾、雜物、碎石等及時清理干凈。并在路基一側開挖排水溝，確保雨季施工過程中不出現積水現象，也為水泥攪拌樁施工創造良好條件。如果是場地低洼的地方應回填黏土，每層厚度在30cm左右為宜。通過整平施工場地，能夠為軟土路基處理和工程質量提升提供良好條件。

2）施工工藝流程。第一，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。第二，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。第三，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。第四，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。第五，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90s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，以每分鐘50cm以內為準。第六，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50cm處提升，并做再次攪拌施工，以此增強樁身承載力。第七，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）質量控制措施。（1）做好成樁試驗。在水泥攪拌樁軟基處理施工中，要重視施工前成樁試驗工作的有效開展，應在掌握水泥攪拌樁施工工藝及流程的基礎地上，做好成樁試驗，通過有效地成樁試驗，以此獲得相關的施工技術參數，從而為后續施工奠定良好的基礎。這需要施工單位組織專業的人員進行成樁試驗檢測，在獲取詳細的數理指標后做好工程質量的評估工作，及時發現可能存在的質量缺陷，并及時修復和完善，從而保證成樁質量，進而提升軟土地基處理的效果。（2）加強水泥質量控制。水泥質量是保證水泥攪拌樁施工質量的關鍵，施工單位應重視水泥質量的控制，嚴格按照施工標準及要求對進場的水泥質量進行抽樣檢驗，及時將質量不合格的水泥剔除，保證施工質量。（3）加強攪拌樁強度控制。為確保水泥攪拌樁施工質量，要重視攪拌樁強度的控制。為避免出現攪拌樁強度不均勻的情況，在施工中既要保證各類機械設備正常運行，也要控制鉆頭提升的速度，應保證其處于勻速狀態。同時，要充分了解和掌握軟土地基各層的密度情況，并嚴格控制施工材料質量及漿液濃度，從而提升水泥攪拌樁的強度。另外，為了避免出現斷樁的問題，質量不合格的施工材料應嚴禁使用，且需要根據成樁試驗結果及實際情況，加強各項技術參數的控制，為保證施工質量，也需要定期對鉆頭進行檢查，如果發現有磨損情況，應及時更換鉆頭，同時在具體的操作過程中嚴格控制鉆頭鉆進的速度和提升速度。

4 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，公路工程已經成為我國基礎建設中一項重要內容，軟土地基之上修筑公路工程極易引發路基失穩，影響行車安全。為此，相關部門及施工企業必須重視軟基處理措施，根據施工現場的具體情況及自然條件等，在選擇與之相適應的加固技術。水泥攪拌樁技術作為軟基加固的主要技術之一，因其優異的性能，在公路施工中得到了大量應用與推廣。