水泥攪拌樁在沿海公路軟基處理中的應用

□齊保軍（中國水利水電第十三工程有限公司）

1.工程概況

青島雙積公路位于青島市城陽區(qū)，毗鄰膠州灣，沿線多為鹽田、蝦池，底部多有淤泥層。表面大多為人工改造的素填土及亞粘土，淤泥質(zhì)亞粘土沿線分布平均深度在4～12m，底部為亞粘土。根據(jù)設計地質(zhì)資料顯示，水泥攪拌樁設計深度為貫穿淤泥層，深入亞粘土層作為持力層，本項目水泥攪拌樁深度在4～12.5m。雙積公路第一合同段共有大中橋梁7座，橋臺及錐坡處均采用水泥攪拌樁加固處理。

2.施工原理

水泥攪拌樁復合地基即在軟土地基中攪拌摻入一定量的水泥等固化劑，使之固化，利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的復合地基，進而提高土體的強度。同時樁體深度達到持力層，滿足設計要求的承載力，從而達到加固軟基、消除工后沉降的效果。

3.施工工藝

雙積公路水泥攪拌樁所采用的固化劑為32.5#高抗硫酸鹽水泥，樁徑0.6m，均為正三角形布置，間距1.2m。

3.1 施工準備

施工之前，先將場地地表水疏干，平整梗壩進行場地整平后，鋪設一層400g/m2的無紡土工布，其上鋪設下墊層（回填料為風化砂）。設置水泥存放區(qū)，妥善保存，防止受潮結(jié)塊。挖設水泥漿池并埋設水泥攪拌筒，調(diào)試機械，保證設備正常運轉(zhuǎn)。

3.2 施工機械

本次采用的施工機械為PⅡ-5B型深層攪拌機，配備流量計、壓力表、電流表及泥漿泵等，并經(jīng)國家計量認證部門檢定合格。

3.3 水泥攪拌樁施工工藝

3.3.1 施工流程

水泥攪拌樁采用四攪兩噴施工工藝，即開機下沉鉆進至設計樁長，提升鉆桿同時噴水泥漿，再次下沉鉆進復攪至設計樁長并提升復攪，具體流程見圖1。

圖1 施工流程圖

3.3.2 施工工藝

3.3.2.1 攪拌機就位、對點、調(diào)平

用水平尺調(diào)整機身的水平度，錘砣校正樁管的垂直度，偏差<1.5%。校正鉆桿長度并用醒目油漆在鉆桿上標出下鉆深度標記，以控制攪拌樁樁長。

3.3.2.2 在漿筒上用油漆標記好刻度線

按照設計水灰比注水、投放水泥，為攪拌均勻，可分3～4次投放水泥，然后充分攪拌，攪拌時間10min后水泥漿基本均勻，然后將水泥漿加網(wǎng)篩過濾后送入噴漿池，噴漿池保持攪拌以保證水泥漿不離析。

3.3.2.3 攪拌下沉

用輸漿膠管將噴漿池、漿體發(fā)送器同攪拌機連接好，啟動攪拌機，使攪拌頭沿導向架邊旋轉(zhuǎn)切土邊下沉，下沉速度由電氣控制裝置的電流表控制在1～1.5m/min。下沉時適量壓漿，控制管道壓力在0.1～0.2MPa，主要防止噴漿口被堵塞。鉆進時用低檔，當電流表顯示電流突然增大時，基本進入持力層。

3.3.2.4 攪拌提升

當攪拌機下沉到設計深度后再提升，后臺施工人員根據(jù)機臺電器控制系統(tǒng)的電鈴指示，調(diào)整噴漿壓力表至0.4～0.6MPa，按≤1m/min速度邊上提邊噴水泥漿，每米噴漿量由流量計嚴格控制。攪拌提升至離地面0.5m時用慢速。當噴漿口即將出地面時，停止提升，攪拌10s左右以保證樁頭均勻密實。待噴漿上提到設計樁頂標高時，啟動電鈴，后臺人員則立即關(guān)閉漿體發(fā)送器，停止噴漿。

3.3.2.5 復攪

再次將深層噴射攪拌機下沉攪拌到規(guī)定深度，下沉速度按1.5m/min，將攪拌頭邊提升邊噴漿至地面，同第4步驟。

3.3.2.6 成樁

當復攪結(jié)束后，成樁結(jié)束。機臺立即打印出原始記錄。

3.3.3 質(zhì)量控制要點

嚴格控制鉆機下鉆深度、噴漿高程及停漿面，確保水泥攪拌樁長度和水泥漿噴入量。安排工程技術(shù)人員記錄水泥漿制備以及每根樁水泥漿用量。

鉆機每次下沉（鉆進開始與結(jié)束）或提升（泵送漿開始與結(jié)束）時間派專人記錄，提升前要有等待送漿到樁底的時間，防止出現(xiàn)提升卻未噴漿的情況。

水泥漿按照水灰比0.5：1嚴格控制，水用計量筒控制摻加量，不得使用海水。水泥采用標準袋裝32.5#高抗硫酸鹽水泥，并抽檢每袋重量。供漿連續(xù)，拌和均勻，一旦因故停漿，為防止斷樁和缺樁，應使攪拌機鉆頭下沉至停漿面以下1m，待恢復供漿后再噴漿提升。

對輸漿管及閘門要經(jīng)常檢查，不得泄露及堵塞，管道長度不宜過長，對使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨損量≤10mm，但不得采用直徑過大的鉆頭。

4.試驗檢測

根據(jù)設計圖紙要求，水泥攪拌樁芯無側(cè)限抗壓強度（28d）應滿足：樁頂～2/3樁長范圍≥0.85MPa，2/3樁長～樁尖范圍≥0.65MPa。在實際檢測過程中發(fā)現(xiàn)，水泥攪拌樁齡期28d后，強度基本達到2MPa以上，遠遠滿足設計規(guī)范要求。通過取芯檢測發(fā)現(xiàn)，樁芯強度與地層有著直接關(guān)系，同樣施工條件下，淤泥層樁芯強度要低于粘土層及素填土層樁芯強度。根據(jù)試驗檢測結(jié)果分析，可在實際施工中適當調(diào)整，當攪拌機鉆進至淤泥層時，降低鉆進速度，以充分攪拌均勻，同時在提升攪拌噴漿時也在此地層降低提升速度，以利水泥漿與淤泥充分攪拌均勻。在單樁水泥漿總量不變的情況下，適當增加淤泥層的噴漿量，以提高樁體整體強度，達到預期加固效果。

5.經(jīng)濟效益

在雙積公路橋梁的樁基施工中發(fā)現(xiàn)，橋臺樁基混凝土灌注超方問題較嚴重，經(jīng)過分析研究發(fā)現(xiàn)，主要是淤泥層地質(zhì)軟弱，混凝土灌注到該層時超方較嚴重。在實際施工過程中，首先施工水泥攪拌樁，橋臺樁基周圍軟弱地基得到加固，然后施工橋臺樁基，可有效解決樁基混凝土超方問題，大大節(jié)約了施工成本。

水泥攪拌樁具有施工方便，加固效果好，處理后可很快進入下道工序，目前被廣泛應用于公路軟基處理。