水泥土攪拌樁在公路軟基處理中的應用分析

武雅蘭 楊春輝

摘 要：伴隨改革開放的不斷深化，我國基礎設施建設投資不斷加大，大量高等級公路建成，且投入使用。軟基處理中復合地基技術已有大量應用研究，技術不同適應的條件也有所不同。釘形水泥土雙向攪拌樁已成為公路軟基病害處理最常見的方式，在軟土地基處理中常規水泥土攪拌樁往往產生諸多問題，為此，選取釘形水泥土雙向攪拌樁進行施工應用效果良好。本文在深入分析釘形雙向攪拌樁概況的基礎上，通過具體工程案例，對公路軟基加固中釘形水泥土雙向攪拌樁應用要點及質量控制措施進行了分析與探究。

關鍵詞：釘形水泥土雙向攪拌樁;軟基處理;概況

伴隨社會經濟的高速發展，我國地基處理工藝不斷更新。作為一種新型地基處理技術，相比傳統水泥土攪拌樁，釘形水泥土雙向攪拌樁在機械動力傳動系統、葉片、鉆頭等方面都做不同程度改進，選用同軸雙向鉆桿，以釘子狀為樁體形態。同時，釘形樁還集合了水泥土攪拌樁與雙向攪拌樁的共同優勢，施工更便捷、質量控制效果更好，且有利于減少地基沉降，目前在軟土地基工程施工中已得到了廣泛應用。

1 釘形水泥土雙向攪拌樁的概況

釘形水泥土雙向攪拌樁是通過特制的機械――深層攪拌機，利用同軸雙向轉動的轉桿以及可自動伸縮的鉆頭，沿深度方向將軟土與固化劑（水泥漿，可摻入一定量的外加劑）就地進行強制攪拌，使土體與固化劑發生物理化學反應，形成具有一定整體性和一定強度的水泥土復合地基。

1）處理范圍，河（塘）淤積較為嚴重，河（塘）淤積深淺不一，兩側橋臺的處理以及任何底下暗浜、土質不好、不具備承載及摩擦強度的地基處理均可使用。

2）樁體的設計，釘形水泥土雙向攪拌樁的下部直徑采用50cm，擴大頭直徑為100cm，樁長由沉降及穩定計算的結果確定，一般樁長為19米，擴大頭高度4米，雙向攪拌樁在平面上呈正三角形布置。室內配比試驗水泥土90天強度應達到1Mpa。

3）主要材料要求及水泥摻量的確定，固化劑宜選用強度等級為42.5級以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比可選用0.50～0.60。外摻劑可根據工程需要和土質條件選用具有早強、緩凝、減水以及節省水泥等作用的材料，但應避免環境污染。添加劑為純凈的生石膏粉，水泥用量擴大頭部分為200kg/m左右，下部為50kg/m左右。

2 工程概況

某公路工程總長度為23.2km，在沿線路段中存在大量不良地基土，如軟粘土、粉質土等。為有效解決此問題，決定選用釘形水泥土雙向攪拌樁用于軟基處理，為便于施工，選擇K50+100～K50+300段作為試驗段，按照正三角形布設，樁徑為500/1000mm，2.1m為樁間距，5m為擴大頭高度，22～25m為樁長范圍。根據設計要求，可選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥用于施工，相比加固土體質量，要求摻灰量達到其15%以上，按照0.5～0.6設置水泥漿水灰比，且將碎石墊層與雙向土工格柵鋪設到樁頂位置，厚度為60cm。

3 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁的應用要點

1）施工準備。在施工前期，應先平整施工場地，且清理干凈地表障礙物，場地應與樁機位移規定相符。根據設計規定進行施工放線及樁位確定。按照工藝性試樁結果，進行各類技術參數的確定，如提升速度、工作壓力等，進行施工組織設計的制定。

2）試樁。為對施工質量進行嚴格管控，更好地指導施工，在開工前期，應進行現場試樁檢驗。通過試樁可以進行水泥漿液重度、輸漿量的準確確定，且保證選取的輸漿泵滿足設計規定。同時能夠對下鉆、提升施工的具體情況進行全面掌握，對土層內鉆頭進入時電流改變情況進行確定。

3）定位樁機。在對釘形水泥土雙向攪拌樁放線定位后，可進行打樁機安裝，并向樁位進行就位。

4）擴大頭部位切土下沉。攪拌機打開后，向上部擴大頭設計直徑位置伸展葉片，順著導向架雙向深層攪拌機不斷向下進行切土施工，除此之外，還需將水泥灰漿泵開啟，連續將水泥漿液噴灑到軟土層內，攪拌機械的兩組葉片一起正反向旋轉，內外鉆桿同一時間對土體進行雙向切割攪拌，最終達到上部擴大頭設計深度。

5）攪拌樁下部縮徑切土下沉。將內外鉆桿的旋轉方向改變，促使葉片向樁體下部設計直徑位置收縮，攪拌機械兩組葉片同一時間進行雙向旋轉且進行土體攪拌切割，最終與設計要求深度相符，且在樁底位置不間斷地進行漿液噴射，10秒為攪拌最短時間。

6）雙向深層攪拌樁提升攪拌。灰漿泵關閉，攪拌設備提升，保證兩組葉片能夠對漿液進行同時攪拌，最終與擴大頭底面位置相符。

7）擴徑部位提升攪拌。鉆桿旋轉方向轉變，向上部擴大頭直徑位置伸展攪拌機葉片，隨后將灰漿泵開啟，兩組葉片同一時間進行雙向旋轉攪拌水泥土，最終與地表面位置相符。

8）上部擴大頭再次下沉攪拌。灰漿泵打開，一起進行兩組葉片雙向旋轉攪拌，最終與擴大頭設計深度相符。

9）上部提升再次攪拌。灰漿泵此時應關掉，并及時進行攪拌機提升，同時進行兩組葉片正反方向施工，最終與地表面位置相符，并結束攪拌施工。選取人工方式對樁頂進行修整，并將機械移走。

4 公路軟基處理中釘形水泥土雙向攪拌樁質量控制措施

1）控制要點。遵循設計規定進行漿液配置，在0.5到0.6之間控制水泥漿水灰比，如地基具有較高含水量，則選取0.5。其重度控制在每立方1.73g。要求不間斷供給漿液，均勻拌和，如必須停止注漿，需由停漿前1m位置進行攪拌機鉆頭放置，當供漿恢復后即可進行施工。當停漿時間在3小時以上，為避免漿液固結對管道造成堵塞，需把輸漿管拆除，隨后進行清理。當噴射漿液時量不夠，需進行補樁施工，補樁樁長與噴漿量必須控制在設計值以上。在擴大頭1到2m以下位置時，如釘形水泥土雙向攪拌樁直徑較大，需將攪拌機下沉、提升速度適當減緩，以此將樁段的噴漿量、攪拌次數適當增加，確保過渡段質量提升。樁距偏差需控制在-50mm至+50mm范圍內;且在1%以下控制垂直度誤差。在澆筑整個樁體時，應避免夾心層問題出現，做到均勻注漿。壓漿環節則不得出現斷漿等問題，應確保輸漿管不被堵塞。當出現堵塞管道問題，則及時暫停施工，選取相關措施處理后，需即可下沉攪拌鉆具，深度為1m左右，隨后才能進行注漿施工，此后就能正常攪拌施工，避免斷樁問題出現。

2）質量檢驗。（1）成樁質量檢查。要求在公路工程施工整個環節貫穿釘形攪拌樁質量檢查工作，施工環節需實時對現場施工、計量記錄等進行檢查，且根據施工要求，檢查所有樁的質量。檢查的核心在于提升、下沉攪拌機的速度;內外鉆桿旋轉速度;停漿施工措施;樁長施工時間及單樁施工時間等。（2）樁身質量檢測。釘形攪拌樁在7天成樁后，為確定其樁體成型及均勻攪拌，可選取淺部開挖的方式進行詳細觀測，且對樁身直徑進行檢驗，1%為其檢查頻率，且根數控制在3根以上;標準貫入試驗、無側限抗壓強度試驗則需在成樁28天后實施，與整體樁數相比，該環節樁數應選取其5%左右，同樣也是在3根以上。通過試驗得出，0.8Mpa為樁無側限抗壓強度最小值。則取芯時釘形攪拌樁擴大頭位置應在小直徑樁外側，利用芯樣可綜合評定樁長、擴大頭長度等。（3）承載力檢測。通過復合地基靜載試驗、單樁載荷試驗進行釘形攪拌樁復合地基承載力檢測。如115Kpa為本工程設計復合地基承載力，140KN為單樁承載力標準值。要求在樁身強度與荷載試驗相符的情況下進行復合地基承載力試驗，且在完成攪拌樁施工28天后實施該試驗，其檢驗樁數應控制在3根以上。

5 結束語

綜上所述，自改革開放以來，我國交通運輸事業發展速度越來越多，公路建設規模進一步擴大。在不良地基修建公路工程已成為常態，但如何保證做好地基處理工作，如何保證工程質量仍是人們關注的焦點。在軟土地基處理中合理應用釘形水泥土雙向攪拌樁，不僅能夠縮短工期，加快施工進度，還能有效控制施工質量，降低沉降量，因此該項技術的應用具有良好的經濟效益與社會效益。

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