淺談水泥攪拌樁在公路軟土地基中的應用

摘 要：在公路施工中軟土地基處理是比較重要的一個施工環節，若質量不高日后易產生隱患。所以，采用適宜的處理技術與方法，才能有效控制施工質量。文章針對水泥攪拌樁的適用范圍等相關問題進行深入地探討，并結合某高速公路施工建設實際，對水泥攪拌樁施工過程中的常見問題進行了分析，并提出有針對性地控制方法，對于提高高速公路施工質量具有一定的指導作用。

關建詞：水泥攪拌樁；公路施工；施工質量控制

1 水泥攪拌樁及其適用范圍

水泥攪拌樁是高速公路施工中用于對飽和軟粘土進行加固的一種方法，將水泥與水相配合制成漿液等固化劑，采用專用攪拌鉆機將其向軟土地基中噴入，并強制攪拌軟土與固化劑，通過固化劑與軟土產生物理化學反應，使軟土形成具有強度的水泥樁體而構成復合地基的施工方法。深層水泥攪拌樁比較適合較厚的淤泥及質土、粉土、塑性低、含水高、土性差且小于120千帕地基承載力的黏性土地基，對于超軟土具有更明顯的效果。一般在施工中加固大于5米的深度，加固最大深度達60米。

2 工程情況

在高速公路路基施工中發現軟土地基的分布比較廣泛，經地質勘察機構對施工路段的地質情況進行勘察的結果顯示，通常存在0-11米之間的流軟塑狀淤泥質土，具有高壓縮性、低強度特征，不適合用于公路路基、路堤持力層，應采取軟基處理方法。

3 確定施工方案

設計單位對于軟土地基路段情況進行確認后，認為不適合采取清淤換填的常規處置方法，最好要采取水泥攪拌樁進行加固的處置方案。水泥攪拌樁主要采用普通325硅酸鹽水泥作為固化材料，每米設計水泥用量為60千克，水灰比為0.48，外加劑采用摻入2%-3%水泥用量的純凈生石膏粉，通過0.07平方毫米方孔篩量的生石膏粉應超過80%。施工方法采用“兩噴四攪”，也就是濕噴樁機首次下鉆時將20%-40%漿量噴出，提鉆時再將剩余漿噴出，即兩噴。整個施工過程采取四次攪拌，即四攪。樁身設計沒有側限，保持R90=2兆帕的抗壓強度，抗壓強度R28≥1兆帕，單樁達到150千帕的承載力。

4 施工流程

在高速公路施工中，主要采取整平施工表面→定位放線→將樁機對中位→水泥漿液根據設計水灰比進行制備→下鉆攪拌并噴漿→對噴漿底部進行攪拌、間歇后將鉆提起→將鉆提起到規定高度→整個過程上下各進行一次復攪→提桿出孔、將樁機移位、繼續進行樁體施工的施工流程。

5 試驗成樁

由于不同施工路段的地質條件各不相同，為避免盲目施工，保證地基加固可獲得預期設計效果，施工前對水泥攪拌樁應采取工藝試樁，試樁一般應超過5根，試驗成樁要滿足以下條件。

一是確保在此地質條件下，在試驗室內對水泥土配合比進行試驗，是否適合于施工實際。二是提供諸如灰罐壓力、噴漿壓力、鉆進速度、攪拌速度、鉆機提速、單位時間噴入量等各種操作參數是否符合噴漿量設計要求。三是對樁身無側限抗壓強度進行檢測，是否符合28天強度超過1兆帕的設計要求。四是對28天單樁承載力與雙樁復合地基承載力進行檢驗，是否滿足150千帕與300千帕的設計要求。五是對于加固劑均勻分布及加固效果、長度進行檢驗，確定其是否符合設計要求。六是了解下鉆與提升阻力等具體情況，以選取適宜的技術措施進行處置。

6 控制施工質量的措施

一是施工開始前要對各種計量設備進行認真檢查，將樁位進行放樣后，由監理工程師檢測認可后才能開始攪拌施工。

二是采用的水泥漿要進行過濾，嚴格根據預定比例進行拌制，漿液制備好不可產生離析。連續進行泵送，施工時要對噴漿與停漿時間進行嚴格控制，不可中斷，禁止在沒有噴漿時實施鉆桿提升操作。

三是為確保水泥攪拌樁的施工質量，首次提鉆噴漿時要停留于樁底30秒，磨樁端在余漿提升中向樁體全部噴入，同時在樁頂磨樁頭，也停留30秒。

四是攪拌下沉時攪拌機不適合沖水，在遇下沉較慢的硬土層時，才能進行沖水，并對沖水影響樁身強度的情況加強重視。

五是施工時若發生噴漿量不足，要根據監理工程師要求復攪整樁，復噴噴漿量應超過設計量。若發生停電、機械故障等原因，要及時記錄中斷噴漿情況，12小時內應對其進行補噴處置，并在施工記錄內詳細記載具體情況，補噴重疊段一般要超過1米，大于12小時的要采取適宜的補樁措施。

六是檢查成型攪拌樁質量，主要是水泥用量、漿拌制罐數、壓漿時是否產生斷漿、噴漿攪拌復攪次數及提升時間等。

七是施工前要對首件進行認可。對其施工工藝進行總結，獲得有關技術參數，試驗施工方案可行性，為繼續施工積累有關經驗。

7 常見施工問題及處置措施

7.1 水泥土攪拌不均

攪拌水泥土均勻度對于深層攪拌樁樁身的水泥土質量及其強度具有決定性作用，因此施工攪拌前，應對施工場地及地質條件進行分析。粉質土、粘土具有較大的內聚力及較強的粘性，根據常規施工方法，攪拌水泥土不夠均勻，易于產生水泥、粘土分離情況，鉆頭上容易出現土球，要采取鉆頭葉片增加、鉆頭加長、上下葉片間距加大等措施。此外，可結合實際增加攪拌次數從而對水泥土增加均勻性。由于淤泥質土具有較大的含水率，不易融合水泥漿，攪拌水泥土也易于不均，具有較低的水泥土強度。此時，通常采取水泥用量增加、水泥漿濃度增大及重復攪拌等措施提高攪拌樁成樁效果。

7.2 漏漿

漏漿若發生在原施工區域內，大量建筑垃圾堆積，其中具有較少的粘性土，所以受地下潛水層滲流的影響，將流失滲漏噴漿液，進而影響成樁效果。所以可在較淺部一定范圍內采取換土回填方法；若設計單位同意，可在較深部采用重復上下攪拌方法，水泥漿向周邊土層中滲透，提高水泥漿濃度，或采取化學加固等施工方法，使水泥漿滲透性降低，從而實現加固效果。

7.3 地基含水少

地基具有較低的含水量，且干燥的土性，深層攪拌樁樁體不具有較高的強度，有時易產生豆腐渣狀水泥土結構。主要采取增加噴漿或噴水進行攪拌，使地基土含水率提高，在土層具有最佳狀態含水率的情況下進行成樁，才能獲得良好的成樁效果。

8 結束語

綜上所述，高速公路軟基處理作為一種隱蔽工程，施工質量至關重要，若被路堤等構筑物覆蓋，將產生嚴重隱患而難以檢查及補救。所以，應采取合理措施，治理施工過程，嚴格控制施工環節才能保證高速公路建設施工的質量。

參考文獻

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作者簡介：秦毅（1976，6-），男，遼寧沈陽人，現在沈陽公路工程監理有限責任公司任職。