軟土地基加固中水泥攪拌樁技術的探討

劉長杰　宋魁

摘 要： 隨著水泥攪拌樁法在地基處理中的推廣應用，水泥攪拌樁作為一種擾動相對較小、施工簡單迅速、造價較低、見效較快的軟弱地基處理方法，得到了國內外巖土界的極大關注，人們開始重視對水泥攪拌樁技術的研究。為此，本文在充分掌握水泥攪拌樁法基本原理的基礎上，對軟基加固中水泥攪拌樁施工準備、施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞： 公路工程；水泥攪拌樁；施工工藝

一、水泥攪拌樁法基本原理

自上個世紀70年代以后，水泥攪拌樁在我國軟土地基處理中得到了廣泛應用，且軟土加固效果良好。目前，常見的水泥攪拌樁法可分為兩類，如漿噴法與粉噴法。漿噴法中水泥的狀態為液體，是向軟土內拌入水泥漿的水泥攪拌法；粉噴法則需利用專業粉體攪拌機械進行施工，水泥通過壓縮空氣向所需加固軟土地基內均勻噴入，通過鉆頭均勻攪拌水泥和軟土，以此構成水泥攪拌樁。一般情況下，水泥攪拌樁的處理深度不超過15m，在軟土沉積厚度、含水量較大的路段使用。其作用原理為通過固化劑利用深層攪拌機在地基底部均勻拌和土與固化劑（漿狀、粉狀），保證兩者拌和充分。通過固化劑將軟土性能改善，以此形成復合地基，提高水穩定性及地基承載力。

二、軟基加固中水泥攪拌樁施工準備

1、設計審核

在接到設計文件后開始組織審核工作，要充分了解設計目標，核對工程的地質以及土工試驗報告、水泥土攪拌樁的樁位設計圖、考察施工場地的地形等，如果發現問題，要及時反饋給設計人員，由其修改。

2、施工機械準備

目前水泥攪拌樁在農村公路軟基處理中最常用的施工機械主要有鉆機、粉漿機及壓縮機。水泥攪拌樁成樁的主要機械就是鉆機，這種機械的主要應用功能為動力大、操作方便、能在速度不同的情況下進行均勻地正向鉆進或反向提升，同時還可以全方位地自行移動。作為漿體材料定量發送的主要機械設備，噴漿設備的組成部分分別為儲灰罐、發送裝置及計量控制裝置等，這些部件都是公路軟基處理的關鍵性施工設備。壓縮機可以提供一定壓力氣源給水泥攪拌樁進行有效施工，促使水泥漿液突破噴漿口土體阻力向軟土內進行噴灑。

3、材料準備

水泥攪拌樁的重要原材料之一就是水泥，水泥的質量是直接關系到施工質量的重要因素，因此，在工程施工中，必須保證水泥有質量合格證書，只有檢測合格的水泥方可用于水泥攪拌樁的施工。在施工場地，還應設置水泥存放區域，水泥存放區必須保證場地平整，防雨，只有這樣，才會有利于妥善保存水泥。水泥的堆放必須做到下鋪上蓋，以防止水泥受潮、結塊、變質。

4、施工場地

在進行水泥攪拌樁加固軟基施工之前，應先保證施工場地的平整。水泥攪拌樁所在的位置一定要保證地上、地下所有的障礙物（包括生活垃圾、地表雜草、雜物、地下石塊、樹根）已被清除。場地低洼處要用粘土填平，避免回填雜土。施工前，安裝臨時排水設備，確保地面無積水。然后，采用GPS精準控制和安裝水泥攪拌樁的位置，根據設計樁位圖進行安裝。

三、軟土地基加固中水泥攪拌樁施工工藝

1、試樁

為提高軟基施工的質量，必須做好施工準備工作。攪拌灰土通常用土體中任一點經鉆頭攪拌次數N和單位時間內的噴出量來表征，它是影響地基加固效果的重要因素。

根據室內配合比試驗結果，應對不同的地質條件，進行現場工藝性試樁，宜在室內配合比試驗28d強度確定的進行。根據室內試驗選定的配合比用量，每延米增減5kg進行工藝性試樁，3種水泥用量各試打10-15根并對每種水泥用量的樁取2根進行取芯檢測，根據檢測結果確定施工用配合比，工藝性試樁的目的量；通過試樁應掌握下鉆及提升的困難程度，確定鉆頭進入硬土層電流變化程度，確定合適的輸灰泵輸灰量；掌握水泥干粉經輸灰泵到達攪拌樁噴灰的時間，掌握預攪下鉆速度，粉體攪拌樁機提升速度，攪拌下沉，復攪提升等施工參數。

2、施工放樣

將施工路面的表層雜草、雜物等進行徹底清理，選用黏性土將低洼地段進行回填及夯實，進而增加機械運行時的路基荷載承受能力。在水田路段進行軟基處理施工時，必須先進行排水疏干在進行路面表層清理，必須將其清理厚度控制在0.3米到0.5米的范圍內，并把原路面設置成4%的橫坡，在路基兩邊進行邊溝開挖施工，選用標示等防護方式對施工現場路基下面的管線進行有效保護。依據圖紙選用全站儀進行控制樁的準確放出后，再依據樁位布置進行具體樁位的放出，設置明顯標志在控制樁上，同時奧注意進行定時復核。

3、拌制水泥漿

施工企業必須嚴格遵循設計配合比進行水泥漿的準確配制，為確保配合比的準確性，必須對水泥、外加劑及摻合料等施工材料的用量進行嚴格控制。利用試樁試驗對攪拌時間進行確定，在水泥漿的施工過程中，施工企業必須做到同時進行攪拌、應用，必須確保攪拌的均勻性，才能不出現塊狀、團狀等現象，施工過程中不能采用出現初凝情況的水泥漿。在成樁施工中，必須將水泥漿每次攪拌的量控制在一根樁用量以上。

4、水泥攪拌機械安裝、就位

在施工場場將鉆機進行準確拼裝并就位。在機械設備第一次到施工場地進行施工時，必須標定樁機的電流表、管道壓力表、電磁流量表、深度測量儀及電腦打印機。在施工過程中要定期進行復查，尤其是鉆頭葉片常常會出現磨損現象，當磨損程度超過一定額度時必須馬上進行補焊，只有這樣才能確保樁體直徑的準確性。

5、攪拌及提升攪拌

鉆機開始施工時，沿導向架的方向鉆桿不斷勻速下沉進行切土攪拌，于此同時，要將送漿泵開啟并將水泥漿向土體噴灑，這個時候雙軸上的多層葉片可以一起進行正、反向旋轉攪拌直到設計深度。當已經符合設計深度之后，還要就地在樁端不斷進行噴漿攪拌作業，并將其時間控制在大于30s的范圍，這樣樁端水泥漿可以實現均勻攪拌的作用。提升攪拌機，進行噴漿作業的根本目的就是防止堵塞噴漿口現象的產生，在提升施工中其噴漿量應控制在總噴漿量的5%到10%之間或小于5%。當提升位置達到樁頂時，其攪拌時間應控制在2min以上。最后將攪拌機械關閉并駛離施工路面。

6、檢測

水泥攪拌樁成樁七天左右，將樁頭淺開挖約1.5米，對攪拌樁的質量進行檢測，同時采用觸探儀對樁體直徑進行測量及質量進行檢測。水泥攪拌樁成樁三周左右時，芯樣位置控制在樁徑1/4處及樁長范圍內，并對樁體的完整性等進行有效檢驗，芯樣的無側限抗壓強度要與設計要求相符合。將芯樣取出后采用水泥砂漿灌注將孔洞進行封閉。

四、結束語

綜上所述，路基作為公路工程的重要構成部分，對其使用性能有直接影響，必須根據實際地質條件選取相應施工技術，確保工程質量滿足車輛通行需求。水泥攪拌樁技術在軟土路基處理中得到廣泛應用，具有良好的單樁承載能力，提升路基的穩定性，必須嚴格遵循施工規范規定，加強質量控制措施，構建完善的質量管理體系，盡量減少人為操作失誤。

參考文獻

[1] 魏海波，李江鳳. 探討路基處理技術在軟土地區城市道路設計中的應用[J]. 城市建筑. 2014（04）.

[2] 賴文軍. 淺談水泥深層攪拌樁在公路軟土地基施工中的應用[J]. 科技資訊. 2011（22）.

[3] 毛金龍，李立歆. 水泥深層攪拌樁施工控制在軟基處理中的應用[J]. 黑龍江科技信息. 2012（12）.

[4] 翟國輝.水泥攪拌樁技術及其在市政道路工程軟土路基處理中的應用[J].建材與裝飾，2016年21期.

[5] 劉旦良，劉宇飛.水泥攪拌樁在高速公路軟基處理中的應用——以新溆高速公路為例[J].交通標準化，2012年23期.