淺談軟土路基之水泥攪拌樁設計變更應用

彭紅兵

摘要：軟土路基在我國大部分地區尤其是南方地區的公路工程領域比較常見，如不進行有效處理將會使工程實體產生沉陷、開裂等破壞作用，其所表現的形式、相對應的處理工藝基本成熟，但到底應采用什么樣的方法卻不能硬套規范或其它項目的經驗，應根據工程實況從技術、經濟、環保和當地資源等方面綜合分析后實施。

關鍵詞：軟土路基；水泥攪拌樁；設計變更應用

在G234婁底至雙峰公路（雙峰段）建設項目（以下簡稱婁雙公路）原設計K5+700-K6+380等三處屬于特殊路基處理中的耕地填前壓實段，即清表30cm后回填自然土方壓實，后經補充勘察檢測結果表明軟土處理深度為0.6m至2.7m之間，實際軟基處理深度遠超設計，且此三處軟土處理工程量較大，沿線棄土場難以落實解決，經過經濟、技術及施工工期對比分析，業主建議設計單位將此三段特殊路基處理變更設計為水泥攪拌樁施工。

一、工程措施

本工程采用水泥土攪拌樁進行軟弱地基處理，工后沉降一般路段不超過30cm；路橋交界處的差異沉降不大于10cm。主要采取措施如下：一般路基段樁間距1.10m，樁長1.7～2.9m，水泥攪拌樁樁頂鋪設0.40m砂礫墊層。軟土路基處理后，工后沉降滿足規范要求。本次變更設計樁長的確定以業主提供的軟基勘探報告為依據，實際樁長應根據現場軟弱土層深度確定。

二、施工要求

1、水泥采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強度等級需要在42.5及以上，其性能應符合通用硅酸鹽水泥GB 175-2007的要求。當懷疑水泥潮濕、水泥質量存在問題、儲存時間超過3個月時，應根據試驗結果對試驗進行重新取樣和使用，并在使用前提交監理工程師批準。

2、樁的頂層可選自石灰土，質量較好一些的碎石或砂礫。其中碎石或砂礫最大直徑不得超過3cm，不得含有植物殘渣，生活垃圾和其他雜質。

3、待處理土壤的室內混合比試驗應在施工前進行。用于增強的固化劑和外部混合物的量是基于待處理的最軟的軟土層的性質通過實驗確定的。水泥摻量宜為被加固濕土質量的12%～20%，外摻劑主要為木質素磺酸鈣和生石膏等，用量大約分別為水泥用量的0.2%和2%，起減水作用和提高水泥強度作用。試驗土壤應為干擾樣品和原始狀態的一部分，以保持天然水分含量，最少在3處不同地方進行取樣。

4、為了驗證機器的性能和施工過程中的各種技術參數都符合標準，在每次在施工前必須用不少于5個工藝試樁進行試驗，這些包括最佳的砂漿稠度，鉆孔和提升速度，工作壓力，攪拌速度和每單位時間的注射量。當樁的質量不符合設計標準時，應重新測試設計和施工相關參數或改變設計。根據由試驗樁確定的比例制備水泥漿，并將其過濾并引入收集料斗中進行儲存。水泥漿的水灰比宜為0.45-0.55。

5、攪拌頭預攪拌時，不適合沖洗。如在下沉時遇到太硬的土壤會因阻力變大從而使速度變慢，這樣可以使用輸漿管對土層進行輸水，進行應使用流量泵來控制施工期間的噴射速度。

6、設備安裝到位后，要進行全方位檢查，必須將其平整，以保證在施工中不會出現位置一定或傾斜。如果在檢查中發現偏差太大，需要對其進行及時調整。樁樁距的允許范圍內偏差最大值為±100mm。制備的水泥漿如果有偏析現象，或者停放時間超過2小時都不能在使用。嚴格按照試驗樁確定的參數控制噴射量和攪拌速度。為確保施工質量，提高工作效率，減少水泥廢棄物，應盡可能進行連續施工。漿料階段必須確保足夠的漿料壓力以連續供應漿料。如果漿料停止一小段時間，則混合頭應沉入0.5m或更小的停止點，然后在漿料恢復后噴霧并攪拌。當停機超過3h時，應徹底清洗泥漿管道，防止水泥漿在管道中冷凝，影響施工。嚴格控制攪拌機的下沉和提升速度，提升和下沉速度應控制在0.5-0.8m / min。當樁頂接近設計高度時，攪拌機應使用距離地面1.0m的地面噴霧慢速，以確保樁頭的施工質量。當砂漿到達出口時，應將其原位噴涂30秒。停止（灰）表面應高于樁頂的設計高度0.5米。挖掘基坑時，應手工挖掘樁頂以上的施工質量較差的樁。如果鉆桿在施工期間因地下障礙物無法鉆孔，應及時通知主管和設計人員及時采取補給措施。施工機械必須安裝噴漿量自動記錄裝置，并應定期檢查攪拌葉的直徑大小，當直徑磨損量大于10mm時，必須更換葉片。

三、施工布置及工藝流程

以婁雙公路K5+700-K6+380施工段為例進行說明如下：水泥攪拌樁采用42.5號普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為15%，水灰比為 0.5：1。設計樁頂標高為原地面以下40cm，樁頭松散層40cm破除，樁頂填平后鋪設40cm砂礫墊層（樁頂排水墊層填料采用砂礫滲水性材料）。水泥攪拌樁樁徑0.5m，樁間距為1.1m，呈等邊三角形布置，施工范圍為兩側坡腳線以內，樁長2.61m。

水泥攪拌樁施工工藝流程圖

四、質量檢驗

質量檢驗應由專門的檢驗單位進行。檢查單位應檢查樁的均勻性和完整性。單樁載荷試驗：單樁荷載試樁的取樣率應為樁總數的0.2%-0.5%，每個施工作業點不得少于3處，一般應按比例隨機選擇，分布試驗得到的單樁承載力不得低于60KN。復合地基載荷試驗：復合地基荷載試樁的采樣頻率應為樁總數的0.2%-0.5%，每個施工作業點不小于3。一般來說，應根據比例隨機選擇，分布基本均勻。K5+700-K6+380等三處特殊路基經水泥攪拌樁處理后，經外委檢測單位檢測滿足設計及規范要求。

五、結束語

淺層軟土路基常用簡單、徹底而又經濟的處理方法即挖除換填法，還有諸如排水固結、砂墊層等方法。深層處理方法常用碎石樁、片石換填、水泥攪拌樁等，只是當遇上如婁雙公路那樣的情況時可經設計變更為水泥攪拌樁處理。即周邊全是農田水塘，無棄土場和借土均可用，道路運輸困難，施工工期與農田水利灌溉之間的矛盾，經技術經濟比對和專家論證而采用水泥攪拌樁處理方法效果明顯。

參考文獻：

[1]李琦.水泥攪拌樁施工的質量控制要點[J].鐵道建筑，2016年10期.

（作者單位：湖南省長湘工程監理有限公司）