淺談水泥攪拌樁在市政道路設計軟土地基處理中的應用

劉尚東

梧州市城鄉建設規劃設計院 廣西梧州 543002

1 攪拌樁工作原理及應用范圍

1.1 工作原理

水泥攪拌樁其主要是借助攪拌機械來對軟土路基結構實施穩固加工處理，并且在實施攪拌操作的時候，水泥和土體之間會出現化學或者是物理反應，最終能夠構成水泥攪拌樁固化結構與樁間土來一并擔負新的復合地基結構施加的壓力，使得原始的軟土地基結構的穩定性有所提高，并且帶動軟土地基結構整體質量的提升。施工工作人員需要對水泥漿液輔助劑的各個成分的配比較管控，確保軟土地基結構能夠在最短的時間內達到既定的效果，水泥砂漿內部的鈣成分可以積極的實現與土層中的有機物的融合，最終構成質量較高的復合地基結構[1]。

1.2 應用范圍

攪拌粧技術往往都是被人們大范圍的運用在軟土地基結構的加工處理環節之中，與其他類型的地基結構相比較來說，軟土地基內部的水分占比相對較大，并且壓縮性能較強，載荷能力較差，這種類型的地基結構在沿海地區的工程項目中十分的普遍，并且利用攪拌樁技術能夠更加高效的將水泥漿液與軟土結構加以融合，提升復合地基結構整體的穩定性。因為攪拌樁技術實際操作較為方便，并且不會產生較為嚴重的環境破壞，對周邊其他結構也不會形成不良影響，進而受到了人們的廣泛喜愛，被大范圍的運用到了軟土地基結構的加固處理工序之中。就工程結構設計工作人員來說，需要結合項目實際情況，以及道路地基結構特征，周邊環境需求來確定設計標準，并制定切實可行的設計計劃[2]。

2 水泥攪拌樁在市政道路設計軟土地基處理中的應用及其設計要點

使用水泥攪拌樁，加固深度可達20m，處理效果好，工期短，工程造價相對較高，適用于淤泥、淤泥質土、砂土等地基。路基設計應保證路基具有足夠的強度、整體穩定性、抗變形能力和耐久性。因此，水泥攪拌樁處理軟土地基設計時應合理選定樁徑、樁長和樁間距，做好地基承載力計算、路基沉降計算、路基穩定性驗算等。

（1）水泥攪拌樁復合地基承載力應按下列公式計算：

fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

式中：λ-單樁的承載力發揮系數，一般取1．0；

Ra-單樁的豎向承載力特征值，kN；

Ap-樁的截面積，m2；

β-樁間土承載力發揮系數，如果是淤泥、淤泥質土、流塑狀軟土等，一般取0．1-0．4，其他的土層一般取0．4～0．8；

m-面積置換率，m=d2/dc2，其中d 為樁身平均直徑，m，dc表示一根樁分擔的處理地基面積的等效圓直徑，m，如果是等邊三角形布樁的話，那么dc=1．05s，如果是正方形布樁的話；

fsk-處理之后樁間土承載力特征值，kPa，一般是天然

地基承載力特征值。

（2）由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力特征值可按下列公式估算，估算時應取淤泥較厚且樁長較短的最不利處進行計算：

Ra=μp

n

Σqsilpi+αpqpAp

i=1

式中：μp-樁的周長，m；

n-樁長范圍之內所劃分的土層數量；

qsi-樁周第i 層土的側阻力特征值，kPa；

lpi-樁長范圍內第i 層土的厚度，m；

αp-樁端端阻力發揮系數，通常為0．4～0．6 之間；

qp-樁端端阻力特征值，kPa，應取樁端土未經修正的地基承載力特征值。

樁身材料強度確定的單樁承載力應不小于由樁周土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力，即也應滿足下列公式的要求：

Ra=ηfcuAp

式中：fcu-與攪拌樁樁身水泥土配比相同的室內加固土試塊，邊長為70．7mm 的立方體在標準養護條件下90d 齡期的立方體抗壓強度平均值，kPa；

η-樁身強度折減系數，干法可取0．20 ～0．25，濕法可取0．25。

（3）水泥攪拌樁處理軟土地基的路基沉降計算和穩定性驗算可由《理正軟土地基路堤設計軟件》進行計算[3]。

3 市政道路軟基工程水泥攪拌樁施工質量控制

（1）在正式開始工程施工之前，需要對施工現場進行清理，對場地內的所有雜質進行清除。并且結合設計規定實施施工技術實驗，對各項參數加以確定。依據試樁操作要求，來對施工技術各項參數進行計算。

（2）施工環節應保證水平放置攪拌樁機底盤及導向架垂直，并在1%以內控制攪拌樁垂直偏差，20mm 以內控制樁位偏差，成樁直徑、樁長應與設計規定相符。漿液配置好后應避免出現離析現象，避免停放過長時間，需不間斷進行泵送施工。在施工規定下，確定噴漿、攪拌、提升的速度及攪拌次數，通過流量計控制噴灰量、提升速度，并派專人做好記錄工作[4]。

4 結語

在最近的幾年時間里，國內的市政道路工程的施工規模在逐漸的壯大，并且就現如今沿海地區的很多的地區工程項目來說，軟土地基結構的建造成本也在逐漸的增加，道路工程設計工作的效果對市政道路工程結構施工質量，施工成本都會形成一定的影響。城市道路在建設過程中經常會遇到軟土地基，若處理不當，地基承載能力不足，很容易引起道路沉降、地基剪切破壞等問題，導致道路破壞或者路堤失穩，導致行車安全存在嚴重隱患。為了能夠從根本上提升市政道路軟土地基的處理效果，確保公路工程路基結構設計能夠切實的加以落實，充分的結合實際需求引用攪拌樁技術作用是十分關鍵的。聯系實際情況引用前沿的攪拌樁技術不但可以促進人們對這項新型技術加以全面的了解，并且可以從根本上提升市政道路軟土地基結構的建造質量的提升。