淺談水泥攪拌樁在公路軟基中的應用

陳曉東

（中交四航局第一工程有限公司，廣東 廣州 510000）

水泥攪拌樁施工原理是用水泥等材料作為固化劑，用專用的攪拌鉆機將固化劑等噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土結成具有一定強度的水泥樁體而形成復合地基。用這種方法來處理公路軟弱地基十分有效。水泥攪拌樁適用于淤泥質土、粉質黏土及飽和性土等軟土地基，就其加固效果來說，它降低了軟土的壓縮性，同時提高了軟土的抗剪強度，改善了軟土的力學特性。

1 工程概況

該工程共分為A1、A2兩個標段，A1是K0＋800～K1＋700，A2是K0＋1700～K2＋718，道路總長1.918 km，兩個標段的總工期都是240日歷天。軟基是本工程路段內存在的不良地質主要現象，并且軟基處理必須在90日歷天內完成，工期非常緊張。設計要求路基采用水泥攪拌樁＋級配碎石墊層進行處理，水泥攪拌樁樁徑50 cm，三角形布置，樁間距1.5～1.3 m，樁頂設置50 cm厚的級配碎石墊層。全線需要處理的軟基長度約1.9 km，軟土厚度達3 m以上。要處理的軟基深度在8～17 m之間，水泥攪拌樁應打透軟土層并進入硬層0.5 m。

2 水泥攪拌樁的施工過程

2.1 施工前準備工作

（1）人員準備。應該按要求組織有相關技術能力的人員，同時管理人員、技術負責人和技術人員要有責任心，必須到現場各施其責，要有豐富的施工經驗，要持證上崗。

（2）機械準備。要使用符合要求的施工機械，每臺攪拌機必須配備注漿自動記錄儀，施工單位要對每臺樁機設備及儀表進行自檢自糾，經業主或監理單位檢查合格后才能進場。

（3）材料準備。選用工程要求的水泥和加固劑等原材料，選用前一定要按相關設計要求和試驗規范對水泥和膠沙進行強度、安定性、細度和凝結時間等指標進行試驗，試驗合格后方可投入使用。

（4）場地準備。水泥攪拌樁施工場地應事先平整，清除樁位處地上、地下一切障礙（包括大塊石、樹根和生活垃圾等）。場地低洼時應回填黏土，不得回填雜土。

（5）試樁準備。通常情況下水泥攪拌樁攪拌的均勻度隨著次數的加多而提高，可是次數過多會造成施工工期的延長，在像本工程實例一樣工期緊的情況下有可能耽誤工期。所以通過試樁來確定最佳攪拌次數、水泥漿的水灰比、泵送和壓力等參數，并且還可以掌握攪拌機鉆進速度、提升速度和復攪深度等，確定合理的工藝流程，為下一步攪拌樁的大規模施工提供依據，試樁能有效提高工程質量和施工速度。

2.2 施工工藝流程

水泥攪拌樁的施工工藝流程大同小異，結合本工程實例總結如下施工工藝流程：地面清理→布設樁位→對攪拌機進行定位調平→攪拌機正鉆下沉至設計深度→配制水泥漿→先打開注漿泵，然后反轉均勻提升鉆機→第一次噴漿攪拌提升，邊噴漿邊提升→重復攪拌噴漿→重復反轉至設計加固高度→均勻提鉆→成樁結束→移至下一樁位。

2.3 施工注意事項

（1）施工的噴漿過程不能中斷，要保證整個樁體的均勻性，樁體一定要進入到持力層0.5 m以上。

（2）水泥的單位體積消耗量一定要到達到設計要求，如果噴漿量不足，要及時對原樁復鉆復噴。

（3）攪拌樁的垂直偏差不能超過1.5%，樁位偏差不超過5 cm，可以通過在鉆桿頂掛吊錘這項措施來實現此項控制。

（4）在樁體檢測合格后一個月以上才能進行填土；在樁頂上面鋪設一層厚30 cm的碎石，以此來增加承載力。

（5）注意施工過程的安全，所有施工及工作人員都應該在安全距離之外，另外由于是不間斷施工容易造成施工人員疲勞，有可能因此出現施工安全事故。

3 質量控制

3.1 質量控制要求

（1）對成樁28 d后的攪拌樁采用復合地基靜荷試驗，復合地基承載力應不小于設計值120 kPa，檢查數量為施工段總樁數的0.5%。

（2）對成樁28 d后的攪拌樁采用單樁載荷試驗，單樁承載力應不小于設計值12 kN，檢查數量為施工段總樁數的0.5%。

（3）對成樁28 d后的攪拌樁進行鉆孔取芯（樁身上中下段各取一組），檢測樁身無側限抗壓強度試驗，并了解樁身強度、完整性和樁長是否達到設計要求。檢查數量為施工段總樁數的0.5%。

（4）對成樁7 d后的攪拌樁，由施工單位進行開挖自檢，各相關單位人員到場檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，測量成樁直徑，并如實做好記錄，檢查數量為施工段總樁數的5%。

3.2 質量控制方法

質量控制主要采取的是抽查方法，因為在軟基處理的過程中樁基的數量往往比較大，不可能每根樁基都進行檢查，這樣不僅會影響工期，也會增加工作量，因此既能保證質量又能保證不耽誤工期的最好辦法是抽查。抽查采取按樁機編號隨機抽查和按施工臺班抽查兩種方法相結合。抽查時做好抽查記錄，包括樁編號、設計樁長、實際樁長、電流量等數據。

3.3 質量控制內容

質量控制內容比較多，并且可能因為具體工程情況不同而控制內容也有可能不一樣，結合本工程實例，闡述以下重點質量控制內容：①施工單位管理人員是否到位，樁機操作人員是否持證上崗。②機械及儀表運行是否正常。③自動記錄儀顯示樁長與實測樁長是否一致。④復攪深度、次數及提升速度是否符合要求。⑤每盤漿液拌制水泥用量是否符合要求。⑥施工與施工記錄是否同步，記錄是否完整、屬實。⑦水泥攪拌樁施工出現異常情況處理。

3.4 質量控制過程出現的問題

在本工程的質量控制過程中出現了以下問題：

（1）施工單位項目機構人員問題。施工單位項目機構人員未按投標文件所承諾的人員配備齊全到位；施工單位工程技術負責人未按要求到工地，施工技術人員未按要求到現場控制施工參數的實施，樁機操作人員沒有持證上崗；工程技術負責人未對工人進行詳細交底。

（2）施工機械問題。電流表、壓力表、自動記錄儀等在運行中有個別出現故障；自動記錄儀顯示樁長與實測樁長有個別出現不一致；現場水泥攪拌樁樁機鉆頭沒有根據設計圖紙要求，整改為葉片三層，每層兩片；施工單位沒有對每臺樁機設備及儀表進行自檢自糾。

（3）施工工藝。施工人員施工記錄不及時，對電流數據變化未認真觀察，施工記錄與施工不同步，記錄不完整屬實；施工單位沒有嚴格按設計及配合比試驗報告的要求控制水灰比，并檢查每盤漿液密度；施工過程中，沒有提供水泥噴漿段漿量公式、計算過程及結果，應該同時由工程技術負責人審核簽字，并報監理工程師審查；噴漿灌漿量及段漿量等參數沒有按要求注明在標牌上，掛設在現場；不是所有樁機配備有樁位圖，且每打完一根樁在樁位圖上標記出來。

（4）對試打工程樁成樁28 d后抽查檢驗。單樁載荷試驗共選5根，已檢測4根完成，部分不合格，單樁承載力設計值≥12 kPa，試驗結果最小值14 kPa，最大值25 kPa；鉆孔取芯檢測共選5根，已檢測4根完成，部分芯樣呈碎狀，部分未取出，局部芯樣未凝結；復合地基承載力試驗共選6根，承載力設計值≥120 kPa，已檢測1根完成，結果合格。

4 質量控制過程出現問題的處理

（1）施工單位管理人員未到位，樁機操作人員未經考核合格持證上崗的，發出監理工程師通知單責令施工單位改正。

（2）出現機械及儀表故障時，要求該機立即停工，該樁應重新施工，儀表應重新檢定合格后方可使用。

（3）自動記錄儀顯示樁長與實測樁長不一致時，該樁機在該時段施工的樁長按最小長度計算。

（4）復攪深度、次數及提升速度不符合要求時，發出監理工程師通知單，責令施工單位改正。

（5）隨機抽查每盤漿液密度，當拌制水泥用量不符合要求時，發出監理工程師通知單，責令施工單位改正。

（6）水泥攪拌樁施工與施工記錄未同步，或樁編號、設計樁長、實際樁長、電流量、成樁時間、噴漿量等數據未記錄完整的，發出監理工程師通知單，責令施工單位改正。每臺樁機必須配有樁位圖，每打完一根樁在樁位圖上標記出來。

（7）水泥攪拌樁施工出現實際樁長大于設計樁長1m以上，或小于設計樁長很多，以及出現其他異常情況時，必須及時通知監理、業主、設計及勘察等單位處理。

5 結束語

總之，在公路軟基處理中，水泥攪拌樁能有效減少總沉降量，能承受較大的加荷速率，抗側向變形能力強，但由于水泥攪拌樁是地下隱蔽工程，在施工過程中，針對各個施工階段，必須采取有效的質量控制措施，確保水泥攪拌樁處理軟基的加固效果。