市政道路深層水泥攪拌樁施工工藝

摘要：以某市政道路工程作為研究對象，著重對路基施工工藝進行研究分析，詳細闡述水泥攪拌樁的施工質量規(guī)范要求，探尋實際施工過程中所存在的各種不足之處，并提出合理的優(yōu)化措施，為類似項目提供參考。

關鍵詞：市政道路;水泥攪拌樁;施工工藝;施工質量

1" "工程概況

某市政道路工程的道路幅寬設計為50m，道路行車速度設計為60km/h。該項目所在區(qū)域屬于平原地段，施工現場路基結構中的地下水依附于卵石、黏性土壤、基巖中，地下水的類型屬于承壓水，穩(wěn)定水位標高2.85～3.88m，地下水不會腐蝕混凝土結構，鋼混結構長期在地下水中侵泡，鋼筋不會出現腐蝕現象。但是在干濕交替的作用會對鋼混結構中剛度鋼筋造成腐蝕。

2" "施工準備

在正式開展施工作業(yè)之前，需要做好打掃場地、布樁圖設計、測量放樣、材料、水泥土強度檢驗、試樁六大方面的準備工作。

2.1" "打掃場地

在正式施工之前，必須結合相關管理規(guī)范將施工現場打掃干凈。當現場清理干凈以后對場地進行平整處理，并上報監(jiān)理單位驗收，在監(jiān)理工程師驗收合格且簽字以后才可以正式施工。

2.2" "布樁圖的設計

在施工之前，應結合設計圖紙合理編制出布樁圖。在布樁圖中明確標記出道路中線、路基寬線、樁號等信息，并指出設計樁的長度，在監(jiān)理工程師驗收合格后正式施工。

2.3" "測量放樣工作

設計人員向施工單位提供水準點，施工單位在開始施工前需聯合監(jiān)理單位對水準點進行復核，在確認無誤前提下施工。測量人員結合設計圖紙，對原地面的標高、孔口處的標高進行測量放線，并做好測量記錄，由監(jiān)理工程師進行放樣檢查。

2.4" "材料方面的準備

攪拌樁施工過程中原材料消耗量最大的是水泥，所以必須保證水泥的質量滿足設計要求。所有水泥材料進入施工現場時，必須附帶出廠合格證及質檢報告，以確保水泥質量性能達到設計圖紙的要求。

對于不符合設計要求的水泥應退回廠家，嚴禁不合格的水泥進入施工現場。針對已經在施工現場完成加固的原材料，隨機抽樣進行檢測。此外，需要參考監(jiān)理工程師的意見，采取合理的措施進行檢驗。

2.5" "檢驗水泥土強度

施工之前，施工人員必須清晰了解現場的地質環(huán)境具體情況，合理選擇土層位置?？梢酝ㄟ^鉆孔的方式，檢測土層內的含水量、軟土的物理性質以及地下土層內有機物的含量，從而確定水泥土的強度標準。檢測結果以書面的形式遞交給監(jiān)理工程師。假若勘察獲得的實際數據與設計圖紙存在較大偏差，應該及時通知設計單位進行變更。

2.6" "施工工藝試樁

攪拌樁施工之前進行試樁作業(yè)，確定處攪拌樁的各種技術參數。試驗樁的數量最少不得低于5根。在試樁之前以書面形式通知監(jiān)理單位，在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下進行施工。試樁作業(yè)完成后提交試樁結果，并由監(jiān)理工程師簽字確認，假若未獲得監(jiān)理工程師的批準，不得隨意更改攪拌樁施工的技術參數。在正式施工之前，施工單位技術員對施工班組進行技術交底，并全程監(jiān)督施工班組進行施工。

3" "水泥攪拌樁施工工藝

嚴格按照以下流程施工：測量放樣→鉆機定位→預攪鉆進→制備水泥漿→提升噴漿攪拌→重復攪拌鉆進→重復攪拌噴漿→打印資料→清洗→移位。

3.1" "測量放樣

施工班組正式施工之前，結合設計圖紙中的參數進行測量放線，放第一組攪拌樁的具體位置，按照設計圖紙?zhí)峁┑某叽邕M行帶線。

3.2" "鉆機定位

鉆機安裝完成以后進行調試，確保鉆機運行過程中不會出現偏差，檢查鉆機的轉速、空壓機、鉆桿、鉆頭等，檢查輸漿管路是否通暢。當鉆機設備檢查無誤后，將鉆機移動至指定部位，并將鉆機與樁位進行對接，促使鉆頭正對孔位中心，保證鉆桿始終處于垂直狀態(tài)[1]。

3.3" "預攪鉆進

當攪拌機、發(fā)電機、活塞泵等設備全部檢查合格后，開始運行攪拌電機，放松鋼絲繩，促使土體下沉。鉆機鉆進的過程中速度控制在1.Om/min以內。假若地下土質發(fā)生比較大的變化，合理調整攪拌樁的長度，可借助密度電流進行控制，假若密實電流變大，那么鉆頭進入到硬質土層的深度控制在50cm以內。

3.4" "制備水泥漿

當鉆頭進入土層一定深度以后，參考設計圖紙以及前期試驗數據確定的配合比開始攪拌水泥砂漿。水泥砂漿攪拌制作過程中，拌和的時間控制在5～10min，制作完成的水泥漿不得出現離析、沉淀現象。使用金屬制容器裝置水泥漿，容量根據單根樁的用灰量進行確定。保證每一根攪拌樁所用的水泥漿均是一次攪拌成型。攪拌完成的水泥砂漿停滯時間嚴禁超過2h，假若停滯時間超過了2h，則將水泥砂漿廢棄。在灌注水泥砂漿時進行過濾處理，避免泥漿結塊損壞輸送泵。

3.5" "提升噴漿攪拌

結合電流的波動，當鉆頭鉆進至硬土層時翻轉鉆頭，并將送漿閥門開啟，輸送水泥漿。當水泥砂漿輸送至樁底部位，開始加快攪拌的速度，均勻輸送漿液，嚴格按照設計要求提升攪拌機的攪拌速度[2]。攪拌機的運行速度提升控制在0.8m/min以內。假若成樁的過程中出現意外事件，例如斷電、送漿管道堵塞、加速過快等現象，則關注樁身的質量，且在6h內采取妥善的措施進行處理。

3.6" "重復攪拌鉆進

當第二次注漿作業(yè)結束后、進行第三次鉆進作業(yè)時，攪拌機攪拌至設計指定位置即可。

3.7" "重復攪拌噴漿

攪拌機攪拌至設計深度后，開始進行第四次攪拌作業(yè)，確保攪拌的均勻性。樁孔深度范圍以內的砂漿補給量由計算機控制，在輸送漿液作業(yè)完成后，確保各段的漿液輸送量相同。

3.8" "打印資料

計算機記錄并打印出攪拌樁的噴漿記錄，送交監(jiān)理單位進行確認。在監(jiān)理工程師確認無誤以后即可關閉電源。

3.9" "清洗

假若打樁機停止作業(yè)或間歇時間比較長，向水泥砂漿中摻加清水進行攪拌，將輸送管道中的泥漿、鉆頭表面的泥漿清理干凈[3]。

3.10" "移位

打樁機移動至下一個樁位進行作業(yè)，并重復以上作業(yè)步驟。

4" "施工注意事項

施工單位技術員需要測量放線出道路中心線、邊線、長度，并結合設計圖紙確定各樁的中心位置并進行標記?；谒鄶嚢柰潦┕し椒?，施工部位上方300～500mm范圍內，土方覆蓋的壓力比較小，攪拌的質量可能無法達到設計要求。為此停漿面應該控制在樁頂標高300～500mm處，在開挖樁頂部位時使用人工進行開挖，對于多余部分則直接挖除，以保證樁頂部位的質量。

將攪拌樁垂直度的偏差控制在1%以內，樁位的偏差范圍控制在20mm以內，樁孔的直徑與長度必須滿足設計要求。攪拌樁的漿液配合比以及各項技術參數需結合試樁活動確定[4]。試樁的數量設置為5根，通過試樁作業(yè)來確定攪拌機提速、攪拌速度、輸送漿液的壓力、鉆頭鉆進的速度等技術參數。水泥的性能必須滿足設計要求，附帶出廠合格證。

5" "成樁檢測

工程項目施工質量檢測主要是為了判斷樁體的施工質量[5]，檢測項目結合實際檢測內容的不同，大致可以細分為以下幾種類型：施工工藝以及施工技術參數的檢測，可以使用輕便觸探實驗或標準貫入實驗;針對樁體強度可使用靜荷載實驗或靜力觸探實驗;在對樁體攪拌情況、斷樁、蜂窩現象進行判斷時，可使用取芯或應力檢測試驗。為了有效保證樁體的施工質量，施工單位還可以使用開挖檢測、強度檢測、樁體截取檢測等方法。

5.1" "輕便觸探實驗或標準貫入實驗

成樁3d以內，需要對樁身進行觸探。通常情況下，觸探的數量控制在成樁總數量的1%即可，但是總觸探量不得低于3根。使用這種方法可估測出樁體的物理力學性能，檢驗不同混凝土齡期的強度波動，同時檢測出混凝土攪拌的均勻性。

使用錘擊次數檢測出樁體混凝土強度時，結合施工實際情況，還可以使用Terzaghi和Peck的經驗公式進行驗算。式（1）中：為樁體無側限抗壓強度;為標準貫入試驗的貫入擊數。

（1）

輕便動力觸探只是施工單位眾多選擇中的一種檢測方法，其主要是為了判斷自身的施工工藝以及技術參數設置的科學性與合理性。結合目前已有的數據，對水泥強度以及觸探擊數進行研究分析。當樁體混凝土的齡期為1d，觸探擊數超過15或混凝土齡期達到7d，且擊數超過天然地基的擊數一倍時，樁身部位混凝土強度可以滿足設計要求。當混凝土的擊數超過30，則可以停止貫入作業(yè)。假若強行貫入，則可能會導致混凝土出現裂縫。此外，可以使用觸探器中的勺鉆，對樁身部位進行取芯，觀察樁身部位的混凝土顏色變化。

5.2" "地基承載力檢驗

成樁7d后開挖淺層的樁頭，深度控制在停漿下方0.5m左右，觀察樁內攪拌均勻狀況，測量成樁的直徑，檢查的數量控制在成樁總數量的5%。當攪拌樁地基施工完成后，對地基進行質量驗收。

地基承載力檢驗使用單樁載荷試驗與復核地基載荷試驗，載荷試驗以樁身的強度滿足設計要求為前提，一般在成樁28d后開始進行試驗。試驗的數量控制在成樁總數量的0.5%～1%，且試驗不得低于3個試驗點。在樁頂部位、樁底部位各間距1m的位置以及樁身中間部位進行試驗，每個樁抽選2個試驗件即可。此外，還應該檢查樁底是否穿過軟土層。

5.3" "載荷試驗

載荷試驗必須在混凝土的養(yǎng)護周期達到28d以后進行，實際檢測的數量不得低于3個點。

假若試驗值不滿足設計要求，則適當增大檢測的數量;假若其應用在樁基工程項目內時，則檢測的數量不得低于首次檢測數量。

通常情況下，樁體的載荷試驗必須在混凝土的養(yǎng)護周期達到28d以后進行，但設計要求一般是保持在90d左右，樁體的承載力與臨期之間的關聯性與水泥土的強度計算方式存在巨大差異。進一步研究分析發(fā)現，28d樁體的承載力換算為90d的單樁承載力應乘以1.2～1.3的系數，這主要與單樁試驗的損害程度存在一定的關聯性。

5.4" "取芯試驗

取芯試驗過程中，抽檢的數量必須超過成樁總數量的0.5%，且試驗的數量不得低于3根。使用鉆孔方法取芯，可以直觀了解樁體部位的強度以及混凝土攪拌的均勻性。試驗取芯一般使用Φ106mm巖芯管，檢測樣品取出以后直接在施工現場判斷芯樣的強度、硬度、均勻性，可以使用刀鋸切割試塊進行無側線抗壓強度試驗。

樁體自身存在一定的不均勻性，在取樣時可能會導致樣品損壞，無法有效保證芯樣的完整性，導致試驗結果與實際情況存在較大偏差。若使用這種檢測方法進行取芯時，必須配備齊全的取芯設備，合理選擇檢測技術，保證芯樣的完整性。在對樁體部位的混凝土進行無側線抗壓強度檢測時，抗壓按照設計強度指標乘以0.7～0.9的折減系數進行計算。

結合該項目的實際情況，總計抽取2780根，最終的檢驗結果可以參照表1。結合表1的信息可以了解到，總計抽取2780根成樁，其中不合格的成樁數量為171根，這說明攪拌樁施工的合格率為93.8%，相較之而言，攪拌樁的施工合格率有顯著提升。

6" "結束語

綜上所述，水泥攪拌樁作為一種高效、先進的地基處理技術，在市政道路工程地基處理中應用的頻率比較高。為了確保道路工程施工的質量，必須嚴格按照施工工藝流程進行施工，合理確定各項施工技術參數，保證道路工程順利竣工。

參考文獻

[1] 王洪偉.市政道路深層水泥攪拌樁施工分析[J].工程建設與設計，2021（4）：169-170.

[2] 崔堂燦.水泥攪拌樁施工技術在市政道路軟基處理中的應用[J].四川水泥，2021（6）：59-60.

[3] 張蓉.水泥攪拌樁在路橋施工技術的應用分析[J].運輸經理世界，2020（10）：43-44.

[4] 趙宏云.高速公路水泥攪拌樁路基處理施工技術[J].工程技術研究，2020（14）：80-81.

[5] 鄧銀亮.水泥攪拌樁施工技術在公路深層軟基處理中的應用[J].交通世界，2020（19）：44-45.