水泥土雙向攪拌樁施工技術在高速公路軟基處理中的應用

馬翔

摘 要：近年來，由于雙向水泥攪拌樁施工技術對比傳統的技術有著明顯的優勢，因而在軟基處理中得到了較為廣泛的應用，水泥土雙向攪拌樁施工技術也在高速公路軟土地基處理中被進一步應用。本文通過工程案例，對水泥土雙向攪拌樁相關的施工技術的要點及應用展開探究。

關鍵詞：水泥土雙向攪拌樁；施工技術；復合地基處理

中圖分類號：TU471 文獻標識碼：A

利用雙向水泥攪拌樁施工工藝可以有效地解決傳統水泥攪拌樁在施工中遇到的一些問題，使得施工的效率與質量都大為提升。本文結合具體的工程，首先對雙向與傳統的水泥攪拌樁作比較，再對雙向水泥攪拌樁的技術要點、流程及相關的質量控制措施進行概述。

1 工程概況

阜興泰高速公路XHT-3標，線路長度約為9.015km，本標段軟基處理形式采用PC靜壓管樁、水泥土雙向攪拌樁兩種形式，本標段共有雙向攪拌樁共計592492延米，攪拌樁樁長5m～9.5m，分濕法水泥土攪拌樁和干法水泥土攪拌樁，其中濕法攪拌樁396033延米，干法攪拌樁196459延米。濕法水泥土攪拌樁適用于軟土層天然含水量小于55%的路段，設計水泥用量為55kg/m，干法水泥土攪拌樁適用于軟土層天然含水量超過55%的路段，設計水泥用量65kg/m。水泥土雙向攪拌樁樁徑50cm，平面布置為梅花形。

2 水泥土雙向攪拌樁與一般水泥攪拌樁施工技術差別

一般水泥攪拌樁可以進一步增強軟土地基的承載水平，此外針對軟土地基的沉降可以全面的進行掌控，從而盡量的降低軟土地基的沉降，改良土體的整體穩定性。普遍來看水泥攪拌樁具備不長的施工時間、明顯的功效還有很低的投入資金，在中國公路建設中的部分軟土地基中被大面積的使用。然而，針對其實質來說，水泥攪拌樁的品質有很多的不足之處，首先在土與孔隙水還有噴漿壓力下，讓水泥漿在受到鉆桿的提升影響基礎之上上行，普遍有部分水泥漿溢出了地面，從而讓水泥漿實際在土體中的噴漿量數值分布嚴重的失衡；其次以往的水泥攪拌樁普遍選擇的是單向旋轉攪拌葉片，單向旋轉攪拌會導致攪拌失衡，從而影響水泥攪拌樁的成樁質量。

然而，雙向水泥攪拌樁關鍵的工作的過程在于選擇使用了同心雙軸鉆桿，同時正向旋轉葉片噴漿口建立在內鉆桿基礎之上，反向旋轉葉片就建立在外鉆桿上。在進行旋轉的時候，讓壓漿的作用對水泥可以進行適當的攪拌，雙向攪拌工藝可以使得攪拌更均勻、樁體成樁質量更高。

3 雙向水泥攪拌樁施工工藝由首件試樁確定

3.1 試樁目的

（1）根據設計圖紙上給出的明確鉆進速率、增加速率、噴漿壓力、水泥漿水灰比等施工指標確定適合本地質狀況的實際技術參數指標。

（2）根據試樁審查設計給出的地質狀況，驗證編制的施工方案中的施工工藝的有效性。

3.2 雙向水泥攪拌樁首件施工相關的技術要求

（1）雙向水泥攪拌樁采用的是P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，摻入量普遍要超過設計用來的10%，選擇三種水泥摻量分別是圖紙設計要求水泥劑量及±5kg/m圖紙設計要求水泥劑量。測試試件7天、28天、90天齡期強度，水泥土的性能指標以90天齡期試驗結果為準。試樁時在室內配合比試驗水灰比是1.71，28天強度確定后進行；

（2）根據施工規范及江蘇省高速公路水泥攪拌樁施工地方標準有關要求，雙向水泥攪拌樁需進行試樁三根，試樁樁長和選擇的鉆進速率、增加速率、水泥用量；

（3）試樁施工結束7天后，開挖出樁頭，目測審核樁身成樁品質，28天后鉆芯取樣對樁身質量達標的試樁加以比較，確定鉆進速率、增加速率、噴漿壓力值，同時根據單根試樁水泥漿的整體用量對每米水泥用量進行計算，從而指導進一步進行施工。如果3根試樁樁身品質都不達標，就需改變參數再一次的試樁直到滿足設計要求，再安排大面積施工；

3.3 試樁施工工藝

3.3.1 施工準備

提前的平整雙向水泥攪拌樁施工場地達到施工設計圖紙要求的整平標高，去除地上存在的樹根與生活垃圾等，對場地進行壓實滿足設計圖紙要求；施工場地內設置好臨時截、排水裝置，合理布局好供水、供電線路、防揚塵、防泥漿污染等相關環節的施工準備工作。

3.3.2 測量放樣

放線準備階段審核經監理工程師批復好的所有的控制點計算成果，根據設計圖紙布樁圖計算出坐標進行放線，準確對雙向水泥攪拌樁進行定位，樁位插入竹簽同時撒白灰十字線進行精確定位。

3.3.3 移機對位

把雙向攪拌樁機設置于測設的樁位地點，讓鉆頭和樁位放出的竹簽對準，對準偏差不能超過規范規定的允許偏差。雙向攪拌樁機就位完畢需要落實好水平校正、鉆桿對位工作，采用2臺經緯儀成90度布置檢驗鉆桿垂直度，垂直度偏差不超過設計規定的1%范圍。

3.3.4 制漿

水泥漿制備嚴格根據設計配比進行配制。調和水泥漿過程中，水需干凈，pH值經過檢驗滿足要求。首先將符合制漿用量的水添加進制漿桶里，隨后加入設計用量的水泥，打開攪拌機進行攪拌，攪拌時間需要超過3分鐘，過篩后倒進灰漿池里面。

3.3.5 噴漿攪拌、下沉

雙向攪拌樁機工作后正、反向旋轉葉片邊噴漿邊下沉到設計的樁定標高后，不再下沉。讓壓漿泵繼續噴漿半分鐘，等到噴漿壓力實現計劃的參數和水泥漿還土體充分攪拌基礎之上根據沉樁速率進行下沉。根據要求下沉速率到設計的樁底高程，達到設計裝底標高時候要停滯1分鐘確保樁尖質量，同時注重二噴二攪環節。

3.3.6 噴漿攪拌、提升

施工時噴漿攪拌提升，做好反復二噴二攪環節，從而實現四噴四攪的工藝標準。水泥漿用量和樁長根據電子記錄儀明確，施工準備階段需對電子記錄儀加以標定，標定好的電子記錄儀需在監理工程師見證下鉛封，這項工作完成后才可以使用電子記錄儀。

3.3.7 鉆機移位

將鉆機等機具裝置調整至需施工的樁位上對準，開展第二根樁的施工工作。

3.3.8 管路清洗

對集料斗里添加一定的清水，讓灰漿泵工作，去除所有管路里面遺留的水泥漿，管里、機里不剩余漿液，把附著于攪拌頭的軟土進行徹底的清理。

3.3.9 樁基檢測

雙向水泥攪拌樁的品質審核涵蓋了樁身整體性等。樁身整體性以及無側限抗壓強度能選擇一周后淺部開挖樁頭與成樁一個月后鉆孔取芯措施，單樁還有復合地基承載力選擇的是載荷試驗措施進行審核。

4 雙向水泥攪拌樁首件樁施工總結

（1）試樁完畢7天后，開挖樁頭進行審核，目測樁頭外部情況很好，樁徑達到了設計標準，樁身完整性滿足要求。

（2）試樁完畢28天后，開展鉆芯取樣和單樁承載力審核工作，芯樣所有指標達到了設計標準，單樁承載力特征值必須達到了設計標準。

（3）施工過程中嚴格按照規范要求，控制各環節的時間，其中下鉆速度小于等于1.0m/min；提升速度小于等于0.8m/min。

（4）施工時用兩臺經緯儀控制攪拌樁機鉆桿垂直度，攪拌樁的垂直度偏差有數據看出滿足要求，均小于等于1%，樁位偏差均小于50mm，樁徑、樁長滿足設計要求。

5 雙向水泥攪拌樁施工中易出現的一些問題及改進措施

首件施工過程中，各施工環節基本正常，施工方法和步驟科學合理，粉噴樁成樁質量可以保證，能對以后大規模樁基施工起到一定的指導、示范作用，但首件施工中還是暴露了一些細節問題。

（1）水泥儲存罐有水泥結塊未處理干凈，導致在轉進噴灰時堵塞管道。發現此問題后我標立即采取用過濾網過濾的方式將水泥結塊過濾出來。

（2）在試樁過程中產生了少量的粉塵，對環境會有影響。發現此問題后我標在該施工場地采取了灑水措施來避免粉塵的產生。

（3）雙向水泥攪拌樁所選擇的水泥的類別需達到設計的有關標準，相關檢驗證書等手續應該具備。

（4）進一步掌控雙向攪拌樁設備具有的鉆進與提升速率，以保證成樁品質。

（5）進行跟蹤測量，確保雙向攪拌樁各項質量指標的滿足設計及規范要求。

6 水泥土雙向攪拌樁施工技術優越性

雙向攪拌樁機里具有雙向噴攪功能，防止水泥漿上冒措施，確保樁體水泥均勻性，保證了成樁品質；同時降低了施工對樁周土體的擾動，受力均勻，可以把上端荷載轉移至地基深部位置，降低復合地基沉降，與一般水泥攪拌樁比較起來雙向攪拌樁施工工藝有較為深遠的施工前景。

雙向水泥攪拌樁把一般的攪拌樁的四攪兩噴調整成了兩攪一噴，在很大程度上增加了工效與攪拌成效；施工工藝與時俱進，降低了施工噪音的排放，可以進一步掌控好施工形成的固廢，施工階段降低了環境污染，具有很好的環境效益。

結語

高速公路軟土復合地基處理在隱蔽工程的范疇之內，怎樣選擇處理方案在工程質量中發揮著舉足輕重的作用，根據該實體工程施工案例雙向水泥攪拌樁的施工項目總結出雙向水泥攪拌樁在高速公路軟土復合地基處理中前景一片光明，可以縮短施工時間，增加工作效率，有效的確保路基整理穩定性，降低對環境的污染，在技術條件支持的基礎之上將被廣泛的運用。

參考文獻

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