拋砂擠於+水泥攪拌樁綜合處理在軟基處理中實(shí)施探討

李哲

（中鐵六局集團(tuán)豐橋橋梁有限公司 北京市 100075）

在我國(guó)的工程施工中時(shí)時(shí)會(huì)碰到軟土路基，而為了應(yīng)對(duì)這種情況，會(huì)選擇使用拋石擠淤或者是水泥攪拌樁施工技術(shù)。水泥攪拌樁技術(shù)是一種使用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土地充分?jǐn)嚢鑿亩岣叩鼗膹?qiáng)度的技術(shù)。拋石擠淤則是從路基底從中間向兩側(cè)拋投一定數(shù)量的碎石將淤泥擠出的方法。

1 拋石擠淤的概述

1.1 拋石擠淤原理

淤泥質(zhì)的軟土因?yàn)槠涿黠@的觸變性而又被稱(chēng)為高靈敏土，受到外界干擾會(huì)使得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，從絮凝狀態(tài)變?yōu)榉稚顟B(tài)。這種特性為拋石擠淤技術(shù)提供了先決條件。拋石填筑產(chǎn)生的壓力使得淤泥結(jié)構(gòu)破壞，石體的不斷下沉與淤泥形成新的平衡，加強(qiáng)了軟基的承載能力。拋石擠淤后的的填筑體既可以作為施工的工作平臺(tái)也可作為構(gòu)筑物。

1.2 拋石擠淤發(fā)展現(xiàn)狀

拋石擠淤是在軟土上拋入較大的碎石將路基底部的淤泥排出，排出軟粘土來(lái)加強(qiáng)地基的強(qiáng)度和承載力，使得土體更穩(wěn)定。在拋填的石子和淤泥之間常放置土工織布來(lái)保障淤泥和填筑的石子是分開(kāi)的。加固土體的方法其實(shí)有很多種，但是拋石擠淤施工簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低，能節(jié)約時(shí)間縮短工期，特別適用于軟基表面有大量積水、大型機(jī)器不便進(jìn)入但附近石料多且距離短的路段。

2 水泥攪拌樁概述

2.1 水泥攪拌樁的適用范圍

因?yàn)樗嗪蛙浲吝M(jìn)行攪拌后生成的復(fù)合物可以顯著提高地基的強(qiáng)度和承載力并降低沉降量，所以水泥攪拌樁技術(shù)在道路路基、鐵路或港口等許多地方都可以使用。

2.2 水泥攪拌樁的作用原理

水泥與軟基混合后，水泥中的成分與軟土發(fā)生水化反應(yīng)，溶液變成凝膠體。水泥的水化物與土顆粒之間會(huì)發(fā)生凝梗作用以及離子交換。凝梗作用是指反應(yīng)生成的鈣離子與軟土中的礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成不溶于水并且在空氣中硬化的結(jié)晶，以此來(lái)增加地基的強(qiáng)度。離子交換則是鈉鉀離子與鈣離子進(jìn)行交換導(dǎo)致土體的水化膜厚度降低從而使得土顆粒集合成大團(tuán)粒，增強(qiáng)土體的強(qiáng)度。

2.3 不足之處

水泥攪拌樁技術(shù)在建筑工程樁廣泛應(yīng)用，但是也漸漸顯露出它的不足之處。水泥攪拌樁的凝固時(shí)間較長(zhǎng)，容易延長(zhǎng)工期，而且沿海地區(qū)的軟土都含有淤泥，更加影響水泥攪拌樁的凝固，它所得到的地基強(qiáng)度也不符合要求。在一些防汛工程上有著很大的弊端，延長(zhǎng)工期會(huì)導(dǎo)致影響防汛的效果。除外，水泥攪拌樁的防滲墻如果未成形，沉降率過(guò)高容易透水，導(dǎo)致與建筑的底板分開(kāi)。

3 工程簡(jiǎn)介

新建九景衢鐵路江西段正線(xiàn)長(zhǎng)度244.928km，西起江西省九江市，東至贛浙兩省交界（DK222+538），途徑湖口縣、都昌縣、鄱陽(yáng)縣、浮梁縣、景德鎮(zhèn)市、婺源縣、德興市。工程范圍包括九景衢鐵路江西段范圍的所有設(shè)計(jì)內(nèi)容，含既有銅九改線(xiàn)4.792km、既有皖贛改線(xiàn)1.011km、景德鎮(zhèn)地區(qū)西南聯(lián)絡(luò)線(xiàn)1.634km、東南聯(lián)絡(luò)線(xiàn)2.568km等。標(biāo)湖口段施工路段不允許施工人員進(jìn)內(nèi)操作。淤泥下大概可以分為耕植土、淤泥和中砂三層。耕植土的土質(zhì)具有粘性，厚度偏薄為1～2.5m。淤泥層含有粉粒、石英砂顆粒以及貝殼等，具有較強(qiáng)的壓縮性能但是強(qiáng)度低的特性，厚度基本在2～5m之間。中砂主要由粗粒的石英砂顆粒組成，強(qiáng)度較之前兩層高，厚度變化大。

4 施工方案的選擇

拋石擠淤技術(shù)的使用是有局限性的，它適用于一些軟基深度較淺的作業(yè)地區(qū)，無(wú)法在較深的軟基處理當(dāng)中來(lái)使用。但是我們根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來(lái)判斷，現(xiàn)場(chǎng)的淤泥層高達(dá)五米，明顯可以看出使用拋石擠淤的技術(shù)是不能解決工程中的問(wèn)題。而水泥攪拌樁的技術(shù)可以適用于軟基深度比較深的作業(yè)地區(qū)，但是水泥攪拌樁機(jī)由于機(jī)器太過(guò)大型，不方便進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，故兩種方法的單獨(dú)使用都不合適。經(jīng)過(guò)研究和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)如果使用拋石擠淤+水泥攪拌樁綜合處理的方法，就可以滿(mǎn)足施工的條件和需求。

5 拋石擠淤+水泥攪拌樁的綜合應(yīng)用中的要求

5.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)工作人員的勘查結(jié)果，在施工前應(yīng)該要對(duì)原有的道路先進(jìn)行加固。拋砂擠淤這個(gè)步驟需要質(zhì)量較好的中粗砂拋砂厚度約兩米，從路基底部的中部向兩側(cè)拋出以此將淤泥人工的置換為砂石。選擇攪拌機(jī)要選擇深層攪拌機(jī)，機(jī)架要達(dá)20m才能滿(mǎn)足施工需求的15m。同時(shí)為了深層攪拌機(jī)能夠在土中順利作業(yè)，要安裝導(dǎo)向模桿。起重機(jī)也要控制提升的速度，在材料的選擇方面要仔細(xì)把關(guān)。

5.2 測(cè)量放樣

先用導(dǎo)線(xiàn)再次測(cè)量，然后對(duì)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)和中樁進(jìn)行加密加固。再次參考施工圖紙并對(duì)放樣進(jìn)行測(cè)量同時(shí)用白灰標(biāo)記。在施工中還要注意的一點(diǎn)是保持?jǐn)嚢铏C(jī)地盤(pán)底部與導(dǎo)向架之間是垂直關(guān)系，并且偏差控制在1%以下，定位偏差小于50mm。

5.3 水泥攪拌樁的施工方法

步驟：第一步先拋砂擠於，將軟基中的淤泥排出并加固軟基后采用裝載機(jī)將其壓平整。接著采用20t的壓路機(jī)碾壓再次使其整平，然后測(cè)量放樣，用導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量并且用白灰標(biāo)記。完成這些步驟后，施工水泥攪拌樁并對(duì)水泥攪拌樁單樁承載力進(jìn)行檢測(cè)。再次平整后利用碎石墊層，鋪設(shè)土工格柵后就可以對(duì)道路進(jìn)行施工。

要求：應(yīng)該在打樁前對(duì)各個(gè)工點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并在鉆桿上標(biāo)記打設(shè)樁頂深度。在正式施工前都要試樁實(shí)驗(yàn)以確定合適的施工技術(shù)和數(shù)據(jù)，減少因?yàn)楣に噯?wèn)題或者是水泥量的問(wèn)題造成的失誤。除此之外，還要檢驗(yàn)多個(gè)水泥攪拌樁的質(zhì)量和復(fù)合地基的強(qiáng)度。

5.4 注意事項(xiàng)

原材料按批次必須送檢，正式施工之前一定要嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)的配比來(lái)制備泥漿。經(jīng)過(guò)試樁，確定其水泥摻量、水灰比、攪拌的設(shè)備以及速度都不能夠隨意變動(dòng)，泵送的漿液也不能再離析且要連續(xù)，還必須配備專(zhuān)人記錄這些數(shù)據(jù)。水泥漿從泵口中噴出后半分鐘，水泥漿與樁端土充分混勻后可以提升攪拌頭。在軟土層中應(yīng)該要增加攪拌的次數(shù)，否則要提高水泥摻量。停漿面應(yīng)該在樁頂半米之上，進(jìn)行單樁或者是復(fù)合地基強(qiáng)度試驗(yàn)必須要在水泥攪拌樁成樁后28d后才能進(jìn)行。

5.5 攪拌施工

攪拌施工的第一步是要對(duì)混合材料進(jìn)行預(yù)拌，將其下沉到軟基的底部來(lái)加固深度。第二步是要一邊采用機(jī)器噴漿一邊攪拌直達(dá)高度達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的停漿水平面停止噴漿，然后繼續(xù)攪拌直至其下沉到預(yù)先設(shè)計(jì)的加固深度。最后一步是繼續(xù)噴漿或者是單純攪拌至預(yù)先設(shè)定的停漿面，然后就可以關(guān)閉攪拌的機(jī)械設(shè)備。

6 質(zhì)量的檢查以及加固效果

拋砂擠於以及水泥攪拌樁技術(shù)都是一種具有隱蔽性的技術(shù)工程，所以對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查是不可或缺、十分必要的。在拋石擠淤的壓實(shí)度檢測(cè)中使用的是沉降觀測(cè)的方法，用重型壓路機(jī)將路面壓實(shí)后如果表面沒(méi)有輪胎的痕跡，那么就可以辨別其地基強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)標(biāo)，已密實(shí)。或者可以選擇檢測(cè)點(diǎn)用白灰標(biāo)記后測(cè)定初始的高程，用壓路機(jī)壓實(shí)，重復(fù)兩遍比較高程的差值大小，如果低于3mm則符合施工的要求。而地基靜載試驗(yàn)檢測(cè)以及抽芯檢測(cè)大都應(yīng)用在水泥攪拌樁技術(shù)的質(zhì)量檢查。

7 結(jié)束語(yǔ)

拋石擠淤和水泥攪拌樁技術(shù)都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低廉，并且在很多建筑工程中廣泛應(yīng)用。合理的將這兩種技術(shù)結(jié)合能有效的解決一些難以用單一技術(shù)攻克的工程。在施工后還需要對(duì)其工程的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，若不合格，還需要進(jìn)一步解決難題。