水泥攪拌樁處理道路軟土地基施工實例分析思路構建

周宇寬

（江蘇海通建設工程有限公司，江蘇 連云港 222000）

工程的天然地基條件如果不能夠滿足建筑物對其地基施工的要求，那么，就需要采取相應措施對天然地基進行處理，進而形成能夠滿足建筑物對地基施工要求的人工地基，進一步確保建筑物的建造安全以及使用安全。采用水泥攪拌樁處理技術，能夠有效地使軟土地基增加其硬度，同時也能夠更好地適應上部結構對地基的各種需求，進而充分地滿足上部結構對地基的所有要求。

1 工程概況

在沿海地區的某道路工程中，由于沿海地區的地形地貌比較單一，并且，地貌類型主要成濱海漫灘的形式，從整體上看，其地勢比較平緩開闊。由本工程的施工區域、土質條件、地質調查以及實地勘探可以看出，本次工程的地層主要分為人工填土層、第四系海相沉積層、沖洪積層以及殘積層，其中，由于天然的地質條件不能夠滿足建筑物對地基施工的要求，而需要人工干預的底層為人工填土層以及第四海相沉積層。施工現場的人工填筑土的厚度大于1m，小于7.2m，同時，海相沉積的淤泥層厚度大約1.2m，小于7.2m。本工程的軟土地基表面上有一定的差異，并且土質變化也比較大，本次工程具有由河道沖擊或者是人工填土而形成的淺層以及深層的原土層分布不均勻，淤泥層厚度太高，有機物以及含水量差異也比較大等特點。水泥攪拌樁是一種具有壓縮性的半剛性樁，在工程中，采用水泥攪拌樁技術進行實際的施工工作，會受到底層的土質以及地下水等各種各樣的不確定因素的影響，進而使得施工的質量無法得到有效控制，并且水泥攪拌樁的樁身壓縮變形大，同時，抗震性以及抗剪切能力也比較差。基于此，如何才能采取有效措施解決在工程中出現的各種問題，進而確保在這樣復雜條件下的，軟土地基施工的施工質量能夠符合相應條件，成為工程建造中的主要側重點。

2 軟基處理設計

2.1 攪拌樁設計

該工程中的軟基處理設計主要采用了拋石擠淤加強夯法以及水泥攪拌樁兩種，在人工填筑土、淤泥等軟土層以及薄土層中，對于含有有機物質的沙粒路段，要通過充分地結合水泥攪拌樁技術對其進行有效的處理，進而形成人工干預的復合地基，然后，再根據人工干預的復合地基的實際承載力以及沉降來計算相應指標并進行具體的設計。

設計的水泥攪拌樁徑為550mm，在機動車道下的攪拌樁中心間距設計為1.2m，對人行道下的中心間距設計為1.5m，而在工程中的不同水泥攪拌樁的長度，按照不同路段的地質條件以及土質條件來決定，在持力層的攪拌樁長度一般不小于1m，在通常情況下，為5～10m，并且樁身采用425號普通硅酸鹽水泥，其中，對水泥攪拌樁的地基承載力也具有一定的要求，要求其不小于100kPa。

2.2 攪拌樁作用機理

水泥攪拌樁處理技術對原土地基進行處理的時候，簡單的說，就是將水泥漿作為軟土地基的固化劑，然后，利用深層攪拌機將位于原位置的原土與水泥進行攪拌壓縮，并且使其吸收周圍的水分，最后，經過一系列的操作，形成一種具有高強度、不易變形、以水穩性高等特征的混合柱狀體。這樣的混合柱狀體能夠有效地提高軟土地基的承載力，同時，也能夠減少地基的沉降，確保填土路的地基穩定。由于水泥攪拌樁是一種具有壓縮性的半剛性樁，所以其鋼硬度以及抗壓強度都小于剛性樁，并且大于柔性裝，所以當水泥攪拌樁處于一種垂直核載作用下，就會發生一定程度的變形，在水泥攪拌樁壓縮變形的時候，其周圍的軟土也會分擔一部分的力，進而形成柔性復合地基。當水泥攪拌樁的頂部土質沒有經過人工干預，那么，其承載力的數值就會大于水泥攪拌樁周圍土質的承載力的平均值，這時就可以取0.1～0.4，當兩者之間的差距較大的時候，就可以選擇較低值；而當水泥攪拌樁上端的土質沒有經過人工干預，但是，其承載力小于或者是等于水泥攪拌樁周圍土質的承載力平均值的時候，就可以取0.5～0.9，在兩者之間的差距較大，或者是設置了褥墊層的時候，就要取數值較大的。由此可見，地質條件在確定時，水泥攪拌樁的復合地基承載力大小與水泥攪拌樁的豎向承載力以及面積置換率有一定的關系。當水泥攪拌樁的樁身強度以及面積置換率一定時，水泥攪拌樁的豎向承載力就決定了復合地基的整體承載力，水泥攪拌樁的承載力與復合地基的承載力呈現正向關系；當水泥攪拌樁的樁身強度以及樁身長度一定時，地基的承載力就由面積置換率來決定，并且面積置換率與地基的承載力也呈正向關系。

3 攪拌樁質量問題以及質量控制

3.1 全方位控制

由于水泥攪拌樁技術通常利用在地下隱蔽工程中，所以容易受到施工材料、施工設備、施工工藝以及施工人員等多種不確定因素的影響，所以對攪拌樁的質量控制要貫穿工程的全過程，并且要從全方位來控制施工的質量。

3.2 質量控制的具體措施

在實際的施工過程中，相關的管理人員一定要隨時檢查水泥漿的用量、水泥攪拌樁的長度以及強度還有自動計量裝置有沒有出現異常的情況，如果出現了異常情況，那么，就一定要將具體的情況及時記錄并采取有效的措施予以解決。為了使水泥攪拌樁的樁身施工質量能夠得到保障，在施工的過程中，需要對水泥攪拌樁的質量進行有效的控制。首先，要對地基的土質不同特點，做好相應的質量控制。水泥攪拌樁的質量控制主要體現在其自身的強度上，不但與人工鉆入的固化劑質量以及施工技術有關，同時，還與地基的原始土質條件有關。根據實驗可以得出，在含有較多有機物質的土質中，土質的水容量以及可塑性比較大，同時，還伴有較大的膨脹性以及低滲透性，這些特性的存在，嚴重地阻礙了水泥進行化學反應，如果在其中只是單一的采用水泥加固，那么得到的效果并不能達到預期的要求，所以對這樣的原圖，就要人工地參與一些生石膏外加劑來提高土質的實際加固效果，在此過程中，還可以在一定程度上減少水泥的實際用量。在本項工程中，由于地基的軟土中含有較多的有機物質，所以在對地基土質進行水泥加固實驗的時候得出，采用的水泥摻入量為65kg/m，并且要采用42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥漿和水灰的參數量比為1:2。其次，水泥攪拌樁的樁土置換率以及水泥摻入量對復合地基承載力的影響。在對水泥攪拌樁進行設計運算的時候，通常運用能夠符合要求的，復合地基承載力設計的攪拌樁承載力以及天然地基的承載力來計算出水泥攪拌樁的裝土置換率，并計算出水泥攪拌樁的個數以及布置的位置，然后，再經過驗算來得到具體的結果。根據實踐的結果可以看出，如果置換率太低，小于10%，那么就達不到設計的要求。例如，某高速公路采用了水泥攪拌樁技術進行地基的處理，其置換率為6.5%，所以，當對陸地的填土超過了標準后，就會出現裂縫，進而不得不需要進行重新處理。由此可見，當復合地基的樁土置換率大于標準值后，那么復合地基就不能起到其應有的作用。與此同時，對地基的水泥摻入量也需要進行有效的控制，使其能夠一直處于標準值內。只有在實際的施工中確保水泥攪拌樁的質量以及水泥攪拌樁的長度能夠進入持力，才能夠在一定程度上使水泥攪拌樁的樁身強度以及復合地基的承載力得到保障，并且在一定程度上減少路基的沉降。除此之外，在實際的施工中，還要確保地基的土質性質能夠與實際條件相符，進而確保樁土置換率能夠達到實際的設計要求，同時，布置的水泥攪拌樁的個數以及確定的位置也得當，以此使復合地基的承載力得到保障。最后，保證攪拌施工的均勻性。根據大量的工程施工能夠得出，攪拌施工的均勻以及不均勻呈現的質量是不一樣的。攪拌施工的均勻性主要體現在水泥漿與軟土是否能夠得到充分的接觸，進而產生一定的化學反應，并使水泥與軟土充分地結合在一起，進而形成良好的樁體。因此，在實際的施工中，為了能夠確保攪拌施工的均勻性，就要做到：當攪拌機預繳下沉的時候，應該將圖體攪碎，在遇到比較硬的土質的時候，攪拌機的下沉速度就會變慢，這時就可以采用沖水下沉的方式，但是，需要注意的是，在噴漿提升前，要將輸漿管里邊的存水排出去。與此同時，要嚴格地控制水泥漿的噴出量以及攪拌速度有關的相應參數，進而確保在加固深度范圍內的每一寸都能得到充分的攪拌。

4 質量檢測

4.1 質量檢測方法

對水泥攪拌樁的質量進行檢測的方法主要有淺部開挖、輕型動力觸探法、鉆孔取芯法、靜試驗法以及動測法。

（1）淺部開挖。這種質量檢測方法是主要屬于自檢方法。通過施工人員對水泥攪拌樁的質量進行隨時的檢查，并及時發現其中存在的問題，采取有效措施進行解決。淺部開挖主要是對水泥攪拌樁的樁頭部分進行檢查，再根據樁頭的質量來判斷水泥攪拌樁整體的質量情況。

（2）輕型動力觸探法。輕型動力觸探法主要用于3d的水泥攪拌樁樁身質量檢測中。由于在檢測的時候，每次的落錘能量比較小，所以觸探的深度一般都不大于4m，因此，對于深層的水泥攪拌樁質量就無法進行判斷，所以采用輕型動力觸探法，在一些水泥攪拌樁深度較高的工程中，其測定的結果是不具有代表性的。

（3）鉆孔取芯法。鉆孔取芯法主要是通過利用地質鉆機對水泥攪拌樁進行鉆孔取芯，這種方法在現如今的工程中，對水泥攪拌樁的質量進行檢測時普遍使用的一種方法。因為這種方法的測定結果能夠很好地反映水泥攪拌樁的整體質量，但是，這種方法也具有一定的不足，其檢測的時間比較長，而且費用也比較高，同時，對于水泥攪拌樁的質量進行實時的動態控制也存在一定的難度。

（4）靜載試驗法。靜載試驗法能夠根據水泥攪拌樁的承受能力來確定水泥攪拌樁的整體質量，但是，由于這種檢測方法的成本比較高，所以，在實際的工程中通常采用隨機抽取的方法抽取少量的水泥攪拌樁進行質量檢測。

（5）動測法。動測法的主要工作原理就是一維波動理論，主要通過利用彈性波的傳播規律來判斷水泥攪拌樁的整體質量。采用這種方法，在進行水泥攪拌樁質量檢測時，不僅速度快，而且操作比較簡單。但是，在實際的測量過程中，由于水泥攪拌樁樁身強度以及波速之間缺少一定的關系，所以，動測法的主要作用不能充分地發揮出來，進而影響對水泥攪拌樁整體質量的檢測。

4.2 本項工程的水泥攪拌樁質量檢測

首先，對水泥攪拌樁進行外觀檢測，將已經成樁7d后的水泥攪拌樁的樁頭0.3～0.5m的表層水泥土除去，然后，再進行外觀的檢測。檢測的主要內容有水泥土的密實度、攪拌的均勻性以及外觀是否符合規定，還需要測量水泥攪拌樁的直徑。經過實際的檢測后，得出施工的質量滿足設計的要求。其次，采用輕型動力觸探法，對成樁3d后的水泥攪拌樁進行整體的質量檢測。在本次工程中，檢測的水泥攪拌樁樁數占總樁數的1.2%，經過實際的檢測，水泥攪拌樁的質量能夠滿足設計要求。再次，對已經成樁28d后并對通過輕型動力觸探法檢測的質量持有懷疑的水泥攪拌樁進行抗壓強度的試驗，試驗的水泥攪拌樁數量占總樁數的0.8%，經過實際的檢測后，水泥攪拌樁的抗壓強度滿足設計的要求。然后，對復合基地進行載荷試驗，通過對各個壓板點的復合地基承載力進行檢測得出，其承載力的數值達到了100kPa，滿足設計的要求。最后，本項工程通過委托具有一定資質的質量檢測部門，對水泥攪拌樁的質量進行檢測。檢測的方法主要采用輕型動力觸探法、鉆孔取芯法以及復合地基載荷試驗，經此得出的結果為，水泥攪拌樁的樁身比較完整，而且抗壓強度也符合規定，復合地基的承載力也能夠滿足設計的要求。

5 結語

在本項工程中通過采用輕型動力觸探法以及復合地基的抗壓強度試驗對水泥攪拌樁的質量進行檢測，同時，委托具有相應資質的質量檢測部門對水泥攪拌樁的質量進行檢測，得出的結果均為水泥攪拌樁的質量符合設計的要求。這項工程投入使用已經過去很長時間，都未曾出現過路基沉陷的情況，也沒有出現，由于路基建造質量的問題而造成的路面開裂現象，由此可見，本項工程的軟土地基施工方案具有一定的可行性。基于此，在進行道路軟土地基的施工時，根據實際的施工情況，選用合適的施工技術，并且在科學的管理方式下，開展一切施工工作，那么就可以在很大程度上避免由于對道路軟土地基處理不當而造成的施工質量問題，從而實現對道路軟土地基施工的高質量處理。