公路施工中水泥攪拌樁的應(yīng)用

王 永 強(qiáng)

(山西省運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

公路施工中水泥攪拌樁的應(yīng)用

王 永 強(qiáng)

(山西省運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

介紹了水泥攪拌樁的技術(shù)原理，結(jié)合工程實(shí)例，論述了水泥攪拌樁施工準(zhǔn)備工作，從安置樁機(jī)位置、制作水泥漿液、攪拌、成樁等方面，探討了水泥攪拌樁施工技術(shù)要點(diǎn)，達(dá)到了快速硬結(jié)地基軟土的效果。

水泥攪拌樁，公路，地基，水泥漿液

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工程技術(shù)進(jìn)步，水泥攪拌樁技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用也愈加廣泛與深入，特別是在公路施工中對(duì)軟土層的硬化起著關(guān)鍵作用。針對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)的特點(diǎn)，把控重點(diǎn)工序的實(shí)施要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，可以在公路施工中有效保障硬結(jié)軟土的效果與作業(yè)安全，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化地基質(zhì)量的目標(biāo)，為后續(xù)公路建設(shè)與整個(gè)公路工程的完成提供堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)強(qiáng)度基礎(chǔ)。因此，需要在明確水泥攪拌樁技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，從實(shí)際工程的角度出發(fā)探討該技術(shù)的具體運(yùn)用，才能舉一反三，將其運(yùn)用到類似的公路工程之中。

1 水泥攪拌樁技術(shù)概述

水泥攪拌樁技術(shù)是指將水泥作為固化劑，在地層深處通過水泥攪拌樁讓水泥噴入土內(nèi)加以強(qiáng)制攪拌，經(jīng)由水泥固化劑與軟土物理化學(xué)上的結(jié)合作用，令土質(zhì)變硬，并帶有水穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)地基強(qiáng)度與可靠性的技術(shù)，它是一類軟基處理的施工措施。其原理在于土質(zhì)攪拌后的水泥漿所含水泥較少，水泥在與軟土的結(jié)合包圍中因其活性介質(zhì)作用，硬化過程緩慢，最終使水泥化解為水化合物后，發(fā)生凝固與硬結(jié)反應(yīng)，增強(qiáng)地基中土質(zhì)的強(qiáng)度。此項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類建筑工程，特別是公路施工地基的軟土硬結(jié)作業(yè)。其技術(shù)實(shí)施便捷，作業(yè)中污染與噪聲少，成本低廉，適宜于各類公路地基硬化工程。

2 水泥攪拌樁技術(shù)在公路施工中的具體應(yīng)用

2.1 公路施工案例簡介

某一公路工程施工項(xiàng)目地形較為平緩，工程高為4 m～5 m，其中上半部區(qū)域的土壤為軟土且厚度較深。地基的土巖埋入地下的深度較廣，在45 m之上，公路沿線的施工土質(zhì)大多為水塘與田地。總體來說，本工程的土質(zhì)特別是軟土層的水分較大，土層滲透性不良且縫隙大。基于此，為了硬結(jié)軟土，本工程采用水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行施工，以此優(yōu)化公路地基質(zhì)量助推建設(shè)進(jìn)度與效果。

2.2 水泥攪拌樁技術(shù)的施工準(zhǔn)備

水泥攪拌樁技術(shù)要良好有序地對(duì)公路軟基進(jìn)行硬化處理，需有充分且具針對(duì)性的施工準(zhǔn)備，合理選擇適宜于本公路土質(zhì)與環(huán)境的攪拌與硬結(jié)技術(shù)，才能最大限度完成并實(shí)現(xiàn)軟土硬化的施工目標(biāo)，保證公路施工后續(xù)工程的有序進(jìn)行。

1)整理施工現(xiàn)場。在施工之前，首先需要對(duì)公路地基現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的整理鋪平工作，將工程場地平整為整體平坦的路面，清理鉆機(jī)位置附近的碎石、樹根、金屬等各類雜質(zhì)。并且把施工排水用的溝槽挖建在場地的一側(cè)，保障施工用水與排水及時(shí)順?biāo)疁狭鞒觯苊夥e水與暴雨時(shí)的水患。此外在施工前應(yīng)提前沖洗工程管道并將水由排水溝流出，清理堵塞與積水問題后才可進(jìn)行鉆機(jī)下沉。在具體的水塘填土工作中，填土選用粘土避免雜土，所填土的厚度在0.5 m以內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行下壓夯實(shí)，壓實(shí)程度則要把控在75%～85%之間，為將來攪拌樁成樁提供堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)基礎(chǔ)。對(duì)工程現(xiàn)場的整理可以為后續(xù)的水泥攪拌樁施工做好鋪墊，創(chuàng)建出一個(gè)穩(wěn)定有序的施工環(huán)境。

2)水泥庫的建設(shè)。水泥庫的主要功用是測驗(yàn)施工所用水泥的水分質(zhì)量并減少施工中運(yùn)輸水泥的成本消耗。對(duì)水泥庫的建設(shè)在本工程中首先需要將庫存面積控制在40 m2以內(nèi)，同時(shí)實(shí)際庫存量保證在85 t以下。水泥的選材上，以硅酸鹽水泥用作主要的施工及攪拌用料，防止其他類型水泥在施工中因不適應(yīng)深層環(huán)境而引發(fā)的一系列變質(zhì)或受潮的問題出現(xiàn)。

3)其他準(zhǔn)備工作。對(duì)工程所用水泥攪拌樁器械開工前需進(jìn)行檢查，測定設(shè)備的穩(wěn)定性，以及是否存在故障，查驗(yàn)合格后方能用于施工。對(duì)攪拌所需水泥漿液的配比度進(jìn)行提前測算實(shí)驗(yàn)，以便施工時(shí)及時(shí)制作水泥漿液。對(duì)水泥攪拌樁器械還應(yīng)配上計(jì)算機(jī)與打印設(shè)備，方便記錄施工中各項(xiàng)數(shù)值及測定水漿的輸送攪拌速度、鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)、前進(jìn)速度，在需要時(shí)對(duì)相關(guān)器械速度進(jìn)行控制更改。

2.3 水泥攪拌樁技術(shù)的具體施工工藝

在做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備后，就可以進(jìn)行具體的施工作業(yè)。作為應(yīng)對(duì)公路中地基軟土問題的最通用措施，要有效高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)軟土硬結(jié)的施工目標(biāo)，就需要一系列嚴(yán)守施工規(guī)章、符合具體工程施工技術(shù)的操作工藝，最終達(dá)到地基質(zhì)量提升的建設(shè)目的，維護(hù)整個(gè)公路施工工程的順利高效進(jìn)行。具體的施工工藝如下：

1)測定安置樁機(jī)位置。根據(jù)現(xiàn)場施工需要合理測定攪拌樁位置，據(jù)此調(diào)節(jié)鉆頭的實(shí)際定位，保證鉆頭對(duì)應(yīng)樁位的位置偏差不超出45 mm，且確保導(dǎo)軌與攪拌軸的對(duì)應(yīng)垂直度，盡量減少傾斜值，使其不超出1%。

2)制作攪拌用水泥漿液。按事前測定的施工地基所需水泥漿液標(biāo)準(zhǔn)調(diào)配水灰與其他添加劑的含量，并進(jìn)行4 min左右的攪拌，控制漿液含量。

3)輸送水泥漿液。水泥漿液的輸送，關(guān)鍵在于對(duì)輸送泵壓力與輸送速度的控制。在該工程中，對(duì)泵壓力應(yīng)控制在4 MPa～7 MPa之間，便于輸送水泥漿液及增壓。對(duì)輸送速度要和施工樁高度的最大值保持一致，在本案例中建議保持速度在40 L/min～65 L/min區(qū)間內(nèi)。此外，對(duì)水泥漿液輸送的單位含量也要相應(yīng)確定，且應(yīng)在鉆頭下鉆之前進(jìn)行測定。

4)鉆桿的下沉。具體應(yīng)在電機(jī)開啟后，將風(fēng)力經(jīng)由空壓機(jī)輸送，并用鋼絲繩起吊鉆頭，讓鉆頭事先設(shè)計(jì)好軌道進(jìn)行土層間的下沉作業(yè)。鉆深的速度應(yīng)把控在80 r/min～130 r/min之間，保障工程中鉆進(jìn)工藝的安全與速度。

5)水泥漿液的攪拌。下鉆鉆桿后，對(duì)輸送水泵進(jìn)行增壓噴漿，同時(shí)在攪拌作業(yè)中抬升鉆桿深度。在本施工實(shí)例中，為處理軟土層，可以將停灰層與地表之間的距離控制在45 cm左右，從而優(yōu)化實(shí)際成樁的質(zhì)量與效率。此外為了攪拌過程與效果的穩(wěn)定，對(duì)噴漿速度與鉆桿抬升速度要加以把控，漿液噴漿速度與前文所述保持一致，鉆桿的抬升速度應(yīng)持續(xù)保持在1.5 m/min以內(nèi)。此外，在鉆桿抬升作業(yè)結(jié)束與輸送水泵停用，進(jìn)行下沉施工時(shí)，為保證工程深度可加以重復(fù)攪拌，至少4次。

6)成樁。噴粉是成樁作業(yè)的重要工序，施工中為確保成樁效果要控制噴粉長度在1.5 m之上，且在作業(yè)中如遇任何問題或意外均應(yīng)立刻停止施工，避免過度噴粉造成危害。而成樁還要檢查其直徑規(guī)格及各項(xiàng)指標(biāo)是否符合施工設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，保障成樁效果。

7)鉆桿運(yùn)離現(xiàn)場。在成樁完成并檢查完施工質(zhì)量與成果后，可對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)離作業(yè)。工作具體通過液壓操縱桿進(jìn)行，在各成樁位置之間移動(dòng)，直至運(yùn)離施工現(xiàn)場。

3 結(jié)語

水泥攪拌樁技術(shù)是實(shí)現(xiàn)公路軟土層硬化的最有效也是最重要的措施，對(duì)其有序高效的施工應(yīng)用可以快速硬結(jié)軟土，提升地基質(zhì)量，為公路后續(xù)施工的全面展開做好關(guān)鍵的鋪墊作用。因此，施工單位在實(shí)行水泥攪拌樁技術(shù)時(shí)要合理準(zhǔn)備，注意工序，保質(zhì)保量地完成硬化工作，為保障公路建設(shè)與推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1] 劉 暢.公路施工中水泥攪拌樁應(yīng)用技術(shù)淺析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2015(2):107-109.

[2] 蔣民瑞,吳 兵.淺談公路施工中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(18):79.

[3] 范良銀.公路施工中水泥攪拌樁應(yīng)用技術(shù)淺析[J].黑龍江科技信息,2012(17):244.

[4] 柳人銘.公路施工中水泥攪拌樁應(yīng)用技術(shù)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012(16):45-47.

[5] 石現(xiàn)軍,劉亞敏.公路施工中水泥攪拌樁應(yīng)用技術(shù)淺析[J].河南科技,2013(16):148.

Abstract: The paper introduces the technological principles of cement mixing pile. Combining with engineering example, it discusses cement mixing pile construction preparations. Starting from aspects of setting pile machine location, fabricating cement slurry, mixing and pile forming, it explores cement mixing pile construction technology points, so as to achieve the effect of fast hardening foundation soft soil.

Key words: cement mixing pile, highway, foundation, cement slurry

Application of cement mixing pile in highway construction

Wang Yongqiang

(ShanxiYunchengHighwayCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

2016-03-18

王永強(qiáng)(1981- )，男，工程師

1009-6825(2016)15-0142-02

TU472.36

A