雙向水泥攪拌樁在軟土路基地基處理中的應用

阮芳朝

【摘 要】雙向水泥攪拌樁工藝具有明顯的成樁質量優勢，將其切實應用到軟土路基地基處理中，能夠有效確保地基處理的工程質量。據此，本文對雙向水泥攪拌樁在軟土路基地基處理中的應用進行了詳細分析。

【關鍵詞】雙向；水泥攪拌樁；軟土路基；地基處理

一、工程概況

新建連云港至鹽城鐵路站前工程LYZQ-Ⅲ標段，起訖里程為正線DK60+720-DK112+893.22，正線長47.062km。其中，軟基處理主要包含區間路基、站場路基及涵洞基底處理，路基軟基處理為：雙向/單向水泥攪拌樁、CFG樁、Φ0.5m鋼筋混凝土管樁、高壓旋噴樁、水泥砂漿樁共計318.2萬延米，其中雙向水泥攪拌樁212萬延米，占最大比重。

管段內共有四段路基采用水泥攪拌樁進行軟基處理，其一，DK75+624.86-DK76+529.6，總長904.74m，前接薔薇河特大橋，后接框架涵，位于濱海平原，地勢平坦寬闊，區域內灌溉溝渠較多，地表水豐富。其二，DK84+521.12-DK85+576.46，總長1055.34m，前接小顧莊中橋，后接中心河大溝大橋，位于濱海平原，地勢平坦寬闊，區域內灌溉溝渠較多，地表水豐富。其三，DK85+699.54-DK86+569.4，總長869.86m，前接中心河大溝大橋，后接善后河特大橋，位于濱海平原，地勢平坦寬闊，區域內灌溉溝渠較多，地表水豐富。其四，DK91+950-DK95+030段董集車站及區間路基，總長3080m，前接善后河特大橋至董集站區間路基，后接董集站至鹽河特大橋區間路基。

雙向水泥攪拌樁樁徑為500mm，正三角形布置，樁間距為1.2-1.3m，樁長7-11.5m。本標段處理總長度212萬延米，具體范圍為大部分區間路基及董集車站。水泥攪拌樁樁頂設置厚度50cm的碎石墊層，墊層中夾鋪一層雙向土工格柵，土工格柵單向抗拉強度不小于200kN。水泥采用強度等級P.O42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%-20%，具體以實驗配比為準。試樁28d后樁身取芯檢測樁身完整性和均勻性，樁體無側限抗壓強度不小于0.5Mpa。單樁地基承載力97KN，復合地基承載力108KPa。根據現場圖紙中地質條件及現場實際情況，試樁選取兩個代表性地段，分別在我標段DK75+730薔薇河鹽城臺臺尾、DK93+970董集車站，該段雙向水泥攪拌樁設計樁長分別為8m、10m。

二、雙向水泥攪拌樁在軟土路基地基處理中的應用

（一）試樁

雙向水泥攪拌樁以水泥干粉或水泥漿為加固料，與原狀軟土進行強制攪拌，經化學作用，水泥和原質土形成一種混合柱體，從而達到提高軟基承載力，減少軟基沉降的目的。通過試樁確定雙向水泥攪拌樁施工方法、工藝參數，從取芯及承載力試驗的結果得出施工最佳技術參數，以指導雙向水泥攪拌樁大面積施工。土的比重暫取1.8kg/cm3，按照圖紙要求，水泥摻入比15%-20%，水泥摻入量計算公式：0.25*0.25*3.14*1.8*0.15/4，相應每米水泥用量為53.0kg-70.7kg。樁機上配置水泥電腦噴漿自動記錄儀，自動記錄每根樁的施工參數。為更確切的取得試樁參數，找到適合本標段地質情況施工方法，現場按照干法、濕法分別進行試樁。

在地基處理開工前，進行水泥攪拌樁試驗，確定工藝參數。施工參數主要包括輸漿量、輸漿速度、走漿時間、來漿時間、停漿時間、攪拌軸提升與下沉速度等，同時確定采用何種工藝、復攪次數、復攪漿量等。通過試樁，確定攪拌樁加固料采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比15%，水泥漿水灰比采用0.5：1.0，外加劑木質素磺酸鈣摻量為2%。每米噴漿量約44L。采用兩噴四攪工藝能夠在很大程度上滿足設計要求。

（二）雙向水泥攪拌樁施工

1、平整場地

清除表面青苗，平整碾壓。

2、測量放樣

有測量人員放出試樁單排樁位軸線，根據樁間距布設樁位。

3、樁機定位

根據測量員放出的控制點帶線，用鋼尺量距定出每根樁位，插上竹片樁并撒白灰點作為標記；移至樁機指定樁位并對中、調整樁機水平，使鉆桿垂直度偏差不大于1%。

4、切土下沉噴漿（粉）

啟動攪拌機，使攪拌機沿導向架向下切土，同時開啟泵送裝置向土體噴水泥漿（粉），兩組葉片同時正、反向旋轉切割、攪拌土體，攪拌機持續下沉，直到設計深度。一次性將設計水泥量噴完。切土下沉速度根據試樁主要參數0.6m/min、0.8m/min、1.0m/min加以控制。

5、提升攪拌

關閉泵送裝置，提升攪拌機，兩組葉片同時正反向旋轉攪拌水泥土，直至樁頂標高。提升速度按照0.8m/min、1m/min控制。

6、樁機移位

單根樁施工完畢，鉆機移至下根樁位。

三、施工質量控制

（一）材料質量控制

材料應提前進場，水泥必須有出廠合格證，水泥采用P.O42.5。水泥使用前，經過中心試驗室檢驗合格后，及時上報監理工程師批準后方能使用。

（二）質量關鍵要求

1、做好技術交底和安全交底，確保每名施工人員掌握控制要點。

2、嚴格控制要點，確保施工質量。

首先，保證垂直度。在設備就位后，必須平整，保證施工過程中，不會發生傾斜、移動。同時，還要加強注意保證機架和鉆桿的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。在施工過程中，采用吊錘觀測鉆桿的兩個方向垂直度和用平水尺測量機架的調平情況，一旦發現偏差過大，必須及時調整。

其次，樁位偏差。樁位偏差控制在50mm以內，具體如表1所示。

再次，樁體均勻性。雙向攪拌樁施工過程中，為確保攪拌充分，樁體重量均勻，攪拌機頭提速不宜過快。

3、做好原始施工記錄和及時收集記錄文件

在現場施工時，及時做好施工記錄，包括開鉆時間、鉆進速度、送粉/噴漿壓力和持力層電流等，并及時收集現場施工記錄文件，切實根據現場實際情況，及時調整施工參數。

（三）質量檢測方法及成樁檢測

1、質量檢測方法

首先，取芯檢驗。成樁28d后，在樁徑1/4處用雙管單動取樣器在樁長范圍內取芯，檢測樁體的完整性和均勻性，每組水泥摻量試驗樁選取2根試樁，進行無側限抗壓強度，與設計強度進行分析對比，本段設計無側限抗壓強度不小于0.50MPa。

其次，荷載試驗。成樁28d后，對每組水泥摻量試驗樁選取1根作單樁地基承載力試驗檢測，與設計單樁地基承載力進行對比，設計單樁承載力為97kN。

再次，開挖檢驗。根據施工質量情況，經鉆探取芯試驗和荷載試驗對樁身強度和樁身連續性有懷疑時，可以選取一定數量的樁體進行開挖，檢查加固柱體的外觀質量、搭接質量和整體性等。

2、成樁質量檢測

首先，試驗樁外觀質量檢測。成樁7d后，采用淺部開挖樁頭，對試驗樁外觀質量進行檢測，目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑，樁間距，均滿足設計要。

其次，身完整性及無側限抗壓強度檢測。成樁28d后，對工藝試驗樁進行了取芯無側限抗壓強度檢測，每組水泥摻量試驗樁選取2根，共選取8根，在樁徑方向1/4處、樁長范圍內垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性，均勻性，在上、中、下各1/3范圍的中部分別取樣作無側限抗壓強度試驗。

再次，單樁承載力檢測。對攪拌樁的豎向單樁承載力進行檢測，試驗段設計要求單樁承載力為97KN，每組檢測1根，共檢測16根。

四、結語

總而言之，雙向水泥攪拌樁能有效地阻止漿液上冒途徑，冒漿現象較少，樁頭質量優良，可以大大減少浪費。在軟土工程性質較差，尤其是存在地震液化層的軟土地基處理中，切實應用雙向水泥攪拌樁，能夠確保水泥土攪拌樁體中的水泥摻入量，保證水泥土攪拌充分、樁身強度的均勻性，成樁質量明顯較高。

參考文獻：

[1]張啟順.雙向水泥攪拌樁在軟土路基地基處理中的應用[J].鐵道建筑，2014（11）.