水泥攪拌樁在公路軟土地基施工中的運用分析

曾朋

（廣東和立土木工程有限公司 廣東廣州 510000）

1 引言

目前，公路工程的施工環境越來越復雜，很多公路在施工過程中存在許多缺陷，地基是公路基礎以及上部結構能否穩定的關鍵，如果根基不穩，那么上面的公路則會存在著重大的安全隱患，對人民的生命財產安全帶來巨大的安全隱患，所以地基的穩定性問題必須引起高度重視，通過采取相應措施做好基礎加固工作，在一定程度上上提高軟土地基的強度，保證公路地基的穩定性，進而有效降低軟土壓縮性，減少不均勻沉降帶來的施工安全問題。

2 施工前要求

2.1 水泥質量要求

公路工程軟基處理中水泥攪拌樁的主要影響因素就是水泥的質量，當然水泥的質量也會直接影響水泥攪拌樁的作用，故嚴格把關水泥的質量是至關重要的。對于水泥的質量合格證以及生產準許證都是必備的，否則就不能保證水泥的質量要求。

2.2 施工場地要求

為了避免在施工場地中出現池塘或者低洼的情況，要求在公路工程軟基處理中應用水泥攪拌樁之前嚴格把關施工的場地及地面。若遇到以上問題要及時進行挖溝排水，對淤泥及垃圾雜物進行徹底清除。填充一些土料可以確保公路工程水泥攪拌樁在軟基處理的正常運作。

2.3 施工人員要求

對施工人員嚴格要求的首要就是充分準備好工程的開工，其中兩項重要的方面則是施工過程和施工技術，對施工前做好檢驗和測試是工作人員的必要要求。

在施工過程中，工作人員要秉著認真負責的心態，仔細的對施工號、施工時間、鉆進速度、提升速度、管道壓力、灰漿泵壓力、泵液流量等等做好筆錄，確保軟基工程中水泥攪拌樁的作用。

3 水泥攪拌樁的設計

水泥攪拌樁的設計應該符合以下規定：

（1）確定豎向水泥攪拌樁的長度

確定豎向水泥攪拌樁的長度首先要根據上面構造對承載力和變形的要求，確定是否能夠穿透松軟的土層達到相對比較高的承載力土層。要求樁長必須超過2m以上的危險滑弧是為了提高水泥攪拌樁的抗滑穩定性。濕法應考慮是否限制了機械性能，對于干法來說加固的深度應小于等于15m。

（2）承載力的特征值

承載力的特征值對于符合地基的豎向水泥攪拌樁來說可以按照規范的公式進行估算，其值的確定可以通過現場單樁或多樁復合地基的荷載實驗，大小應該小于或等于180kPa。

（3）設計變摻量

設計變摻量是在豎向承載攪拌樁的樁長超過10m的情況下，可對其進行設計。確保全樁水泥總摻量不發生變化的前提下，在樁身上部三分之一的范圍內可以增加攪拌次數及水泥摻量，對于樁身下部1/3的范圍，可采用減少適當水泥摻量的方法。水泥攪拌樁工程量計算如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁工程量計算

（4）設置褥墊層

設置褥墊層在豎向承載水泥攪拌樁復合地基的基礎和樁之間，厚度在150～300mm之間適合在剛性的條件下設置褥墊層。對與褥墊層的材料通常選用中粗砂及配砂石等，其中它們最大的粒徑應小于或等于20mm，它的壓實系數應該大于0.94。

（5）布置攪拌樁

布置攪拌樁可以通過上部構造的特點，對地基承載力及變形的要求的加固形式進一步對豎向承載攪拌樁進行平面設置。布置攪拌樁可以只在剛性基礎的范圍內，而對于柔性基礎需要通過驗算外布樁。對于柱狀加固的布樁形式可宜采用等邊三角形或者正方形。

4 水泥攪拌樁的作用

4.1 促進圍護結構的止水

水泥攪拌樁的作用有很多其中最主要的是促進圍護結構的止水，在施工過程中存在許多不符合要求的方面，比如說噴漿料不多，噴漿與攪拌不充分不均勻甚至存在攪拌樁搭接問題。水泥攪拌樁施工流程簡單，并且造價較低，在公路工程中處理軟基時大大促進了圍護結構的止水，特別遇到池塘和洼地時將水泥作為固化劑的主劑發揮其止水樁的作用，主要包括兩種類型，一種是中間不插型鋼，只用來止水，如果需要擋土則要結合其他的工藝來完成，另一種就是既可以用來止水有可以用來擋土墻，主要適用于較淺的基坑，這種是在攪拌樁狀體內插H型鋼，相對來說此樁身的強度低一些。

4.2 加固土樁體和軟弱地基，提高地基承載力

一種非常有效的形式當屬于公路工程軟基處理中水泥攪拌樁，此方式是通過攪拌樁機中將水泥噴入土體中混合后并進行了充分的攪拌，混合后會使得土與水泥發生化學反應，從而可以使得土體變硬進而提高地基的承載力。水泥攪拌樁以樁的方式加固土樁體和軟弱地基并對其加強鞏固，對土中的高應力區來說大大增大，從而極大提高土樁體和地基的承載力。

4.3 減少地基不均勻沉降

減少地基不均勻沉降主要是通過水泥的水解、水化反應以及水泥混合物與粘土的碳酸化反應和物理化學反應，其所形成的復合地基是樁體與樁周軟土摻在一起的。這種地基相對來說強度比較高，對地基的承載力有所提高，從而對公路的穩定性有所加強以及減少地基不勻稱沉降的作用。

5 水泥攪拌樁在公路軟土地基施工中的運用

本文以廣東某公路為例來說明沖擊碾壓技術在軟土路基施工中的具體應用。該公路路基寬32.0～45.5m，該公路沿用雙向六車道的設計，行車速度80km/h。該公路某些路段為軟粘土，淤泥土，承載力較低。

5.1 地基處理

水泥土攪拌樁采用新規范42.5水泥制漿，水泥摻量15%；攪拌次數為2次噴漿3次攪拌，噴漿口即將出地面時停止提升，攪拌數秒；噴漿時提升速度不大于0.5m/min；垂直偏差不大于1.5%，樁位偏差不大于10cm。水泥攪拌樁地基處理如圖2所示。

圖2 水泥攪拌樁地基處理

5.2 水泥攪拌樁的施工程序

水泥攪拌樁的施工程序首先就是樁位放樣，重點是復查控制性軸線和樁位，然后調整讓鉆頭對準中樁位進行定位，接下來是啟動電機讓鉆頭沿軌道鉆到所設計的深度，同時應注意額定電流要大于工作電流，如果有太大的阻力導致下沉慢可以通過輸漿管進行加以稀釋，然后就是漿液的配制，接下來當攪拌頭達到設計深度時就要開啟漿泵，等到漿液到噴漿口時使用均勻的速度提鉆驚醒噴水泥漿，需要注意的是要控制好攪拌速度，使得水泥漿與土均與的混合。為了確保樁頭的質量，噴漿攪拌不應低于設計樁基項50cm，關閉灰漿泵再次將鉆桿下沉至所要求的深度進行充分攪拌并提升至地面，然后將桿提出呈現出樁來，最后移位鉆機清理樁頭再填寫施工記錄。水泥攪拌樁施工工藝流程如圖3所示。

5.3 成樁質量的控制

圖3 水泥攪拌樁施工工藝流程圖

為了確保水泥攪拌樁的加固效果，在具體的操作中應注意施工中的成樁質量檢測。水泥攪拌樁成樁的質量控制，不僅要在其成型階段加以控制，還要注重對于原材料的質量控制、施工工藝的控制以及施工記錄的控制。從而確保工程的穩定性和安全性。

5.3.1 原材料的控制

（1）水 泥

水泥作為水泥攪拌樁的核心材料，對水泥攪拌樁的質量影響極為關鍵。在對水泥質量的控制中，應當主要控制以下幾個環節：水泥在用于施工之前必須抽樣進行試驗，在檢驗合格后方可進場使用。在每批水泥進場后，還要對備樣材料進行水泥土強度檢測試驗。具體的操作方法是：在施工現場提取樣本，并與水進行和拌，接著用塑料袋封裝并將其運至現場試驗室。同時用備樣水泥按一定的配合比進行充分拌和。在試驗的基礎上制成試塊并按規定養護，積累相應的經驗。

（2）制 漿

按單樁的長度和試驗得出的每m樁長水泥用量計算出單樁水泥用量，并嚴格按照試驗得出的標準設計進行制漿，對水灰比加以嚴格的控制。在制漿罐中進行拌制的同時備好的漿液應不停地進行攪拌，避免出現不均勻或凝固的現象。另一方面漿液倒入集料斗時要進行加篩過濾。以免漿液結塊而造成對泵體的損壞。

5.3.2 施工工藝控制

在施工的過程中，要確保垂直度。一方面控制攪拌機的平整度；另一方面控制導向架對于地面的垂直度。將其偏斜率穩定在一個固定的位置。還要保證樁為的準確性。采取經緯儀的方式標記出墻底板上的各排樁位線，在所測的樁位線位置達到設計標準時方可進行施工。在攪拌的過程中還要注意噴漿攪拌均勻，以免出現斷樁的現象。并嚴格按試驗確定的參數控制水泥漿的噴出量、攪拌程度及提升的速度和次數。充分保證噴漿攪拌的均勻性和穩定性。

6 結束語

通過施工作業可以發現，水泥攪拌樁能夠改善對軟土工程的性質，并且最大程度的提高地基的承載力和穩定性從而達到沉降的目的，這都是利用了樁體的作用，并對公路工程的軟基處理創造了尤為重要的效果。必要的是在施工前做試驗樁，主要是對大面積施工質量施工參數的確定。制備好的漿液不得離析，泵送必須連續。拌制漿液的罐數、固化劑和外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等須有專業的人員認真仔細的記錄。軟基處理中應用水泥攪拌樁縮短了工期降低了造價，而且避免了對周圍環境及土體的破壞，這一系列的優點在公路工程中都發揮了很大的實質性作用。

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