公路軟基中水泥攪拌樁施工應用 探討

吉光杰

（河北省邯鄲市光太公路工程有限公司，河北 邯鄲 056001）

0 引言

水泥土攪拌樁軟基處理采用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機在軟基深部就地將軟土和固化劑（漿體或粉體）強制拌合，利用固化劑和軟土發生一系列物理、化學反應，使凝結成具有整體性、水穩性好和較高強度的不同形狀的樁、墻體或塊體等，與天然地基形成復合地基，改善地基的承載力和變形模量。

1 水泥土攪拌樁軟基處理特點

公路軟基采用水泥土攪拌樁進行處理，在地基加固過程中無振動、無噪聲，對環境無污染。對土無側向擠壓，同時對于鄰近建筑物影響很小；能自立支護擋土，不需要支撐和拉錨，則可以根據公路軟基處理要求作成柱狀、壁狀、格子狀和塊狀等加固形狀；樁體連接成壁后有隔水帳幕作用，墻壁不會滲水，一般基坑不需要采取降水措施；可有效地提高地基強度（當水泥摻量為8%和10%時，加固體強度分別為0.24MPa和0.65MPa，而天然軟土地基強度僅0.006MPa；同時施工期較短，造價低廉，效益顯著。冬季施工時應注意負溫對處理效果的影響，因此還可將其應用于墻下條形基礎、大面積塔料廠房地基，在公路路基開挖時用于防止坑壁及邊坡側滑、坑底隆起等。

2 水泥土攪拌樁軟基處理技術要求

在工程應用中水泥土攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等軟基。當地基土的天然含水量小于30%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4時不宜采用干法。冬期施工時，還應當注意到負溫對處理效果的影響。

2.1 水泥土攪拌法用于處理泥炭土、有機質土、塑性指數Ip大于25的黏土、地下水具有腐蝕性時以及無工程經驗的地區，必須經現場試驗確定其適用性。水泥土攪拌法形成的水泥土加固體，可作為堅向承載的復合地基，基坑工程圍護擋墻、被動區加固和防滲帳幕，以及大體積水泥穩定土等。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等形狀。

2.2 對公路軟基確定處理方案前，應搜集擬處理區域內詳盡的巖土工程資料。尤其是填土層的厚度和組成，軟土層的分布范圍、分層情況，地下水位及PH值，土的含水量、塑性指數和有機質含量等。

2.3 對公路軟基采用水泥土攪拌法處理前，應進行擬處理土的室內配比試驗。針對現場擬處理的最弱層軟土的性質，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設計提供各種齡期、各種配比的強度參數。同時對豎向承載的水泥土強度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值；對承受水平荷載的水泥土強度宜取28d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值。

2.4 材料和機具要求。水泥土攪拌樁地基加固軟土的固化劑可選用強度等級為32.5級以上的普通硅酸鹽水泥，也可用其他有效的固化材料。摻入量除塊狀加固可用被加固濕土質量的7%~12%外，其余宜為12%~20%。對于水灰比要求，針對濕法的水泥漿水灰比可選用0.45~0.55。為增強流動性、利于泵送，可摻入水泥重量0.2%~0.25%的本質案磺酸鈣減水劑，但它有緩凝性，為此，用硫酸鈉 （摻量為水泥用量的1%）和石膏 （摻量為水泥用量的2%）與之復合使用，以促進速凝、早強。外摻劑則可以根據公路軟基工程需要選用具有早強、緩凝、減水和節省水泥等性能的材料，但應避免污染環境。所采用的機具設備主要包括深層攪拌機、起重機、水泥制配系統、導向設備及提升速度量測設備等。

3 施工處理技術

3.1 樁平面布置

公路軟基處理所采取的水泥土攪拌樁平面布置可根據公路路基對變形的要求，采用柱狀、壁狀、格子狀和塊狀等處理形式，可只在路基范圍內布樁。柱狀處理可采用正方形或等邊三角形布樁形式。

3.2 施工工藝

水泥土攪拌樁處理公路軟基采取的施工工藝流程見圖1。施工中嚴格控制每道工序以及施工流程，施工首先采取深層攪拌機定位，預攪拌下沉后制配水泥漿（或砂漿），再噴漿攪拌、提升，然后重復攪拌下沉、攪拌提升直至孔，直至關閉攪拌機、清洗，再移至下一根樁，這樣重復以上工序。

圖1 深層攪拌法工藝流程

3.3 施工實施

場地應首先進行整平，清除樁位處地上、地下一切障礙物（包括大塊石、樹根和小活垃圾等），場地低洼處用熟性上料回填夯實，不得用雜填土回填。基礎底面以上宜留500mm厚的土層，攪拌樁施工到地面，開挖基坑時，應將上部質量較差樁段挖去。在施工前，應標定攪拌機械的灰漿泵輸送量、灰漿經輸送管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工工藝參數，并根據設計要求通過試驗確定攪拌樁的配合比和施工工藝。

施工時，先將深層攪拌機用鋼絲繩吊掛在起重機上，用輸漿膠管將貯料罐砂漿泵與深層攪拌機接通，開動電動機，攪拌機葉片相向而轉，借設備自重，以0.38~0.75m/min的速度沉至要求加同深度；再以0.3~0.5m/min的均勻速度提起攪拌機，與此同時開動砂漿泵將砂漿從深層攪拌中心管不斷壓入土中，內攪拌葉片將水泥漿與深層處的軟土攪拌，邊攪拌邊噴漿直到提至地面（近地面開挖部位可不噴漿，便于挖土），即完成—次攪拌過程。用同法再一次重復攪拌下沉和重復攪拌噴漿上升，即完成一根柱狀加固體。外形呈“8”字形，一根接一根搭接，相搭接寬度宜大于100mm，以增強其整體性，即成壁狀加固體，幾個壁狀加固體連成一片，即成塊狀。

在施工中所采用的固化劑和外摻劑必須通過加固土室內試驗檢驗，方能使用。固化劑應嚴格按預定的配合比拌制，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續，拌制漿液罐數、固化劑與外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄。起吊時，應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度。成樁要控制攪拌機的提升速度和次數，使連續均勻，以控制注漿量，保證攪拌均勻，同時泵送必須連續。攪拌樁的垂直度偏差不得超過1%，樁位偏差不得大于50mm。攪拌機預攪下沉時不宜沖水；當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。攪拌機噴漿提升的速度和次數必須符合施工工藝的要求，應有專人記錄攪拌機每米下沉或提升的時間，深度記錄誤差不得大于50mm，時間記錄誤差不得大于5s，施工中發現的問題及處理情況均應注明。每天加固完畢，應用水清洗貯料罐、砂漿泵、深層攪拌機及相應管道，以備再用。

3.4 施工質量控制

為了有效地提高施工質量，攪拌樁應在成樁7d內用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，同時根據輕便觸探擊數用對比法判斷樁身強度。檢驗樁的數量應不少于已完成樁數的2%。如經觸探檢驗對樁身強度有懷疑的樁，應鉆取樁身芯樣，制取試塊并測定樁身強度。對場地復雜或施工有問題的樁應進行單樁試驗，檢驗其承載力。對相鄰樁搭接要求嚴格的工程，應在樁養護到一定齡期時選取數根樁體進行開挖，檢查樁頂部分外觀質量。基坑開挖后，應檢驗樁位、樁數與樁頂質量，如不符合規定要求，應采取有效補救措施。

4 結語

工程實踐表明，水泥攪拌樁適用于對軟土的加固，文章通過分析水泥攪拌樁加固軟基特點，提出攪拌樁施工上的技術要求及其施工實施方案，并總結了水泥攪拌樁在軟基加固處理中的顯著優勢，為同類工程提供了可參考的軟基加固方案。

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