市政道路建設(shè)中水泥土攪拌樁加固地基與施工技術(shù)

宋子文 張 文

(1.濟南市市政工程建設(shè)集團有限公司，山東 濟南 250000；2.濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250000)

1 水泥土攪拌樁的概念及原理

水泥土攪拌樁是用來加固飽和軟黏土基礎(chǔ)的一種方法，用水泥作硬化劑，通過特殊攪拌器機器，在基礎(chǔ)深處施工時降級軟土和硬化劑，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生的一系列理化反應(yīng)，形成堅硬的、完整性、水分穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。深模經(jīng)常超過5 米，干加固深度不能超過15 米，濕加固深度不能超過20 米。用旋轉(zhuǎn)的混合葉片將壓入軟土中的水泥漿與周圍軟土強行混合，形成泥漿固體。水泥加固土的基本原理基于水泥加固土的理化反應(yīng)過程，水泥加固土的強度主要來自水泥水合物的固結(jié)作用；土壤和水泥之間的強制交配越合適，土塊粉碎得越小，土壤中分布的水泥均勻，水泥土的結(jié)構(gòu)強度離散度越小，宏觀的整體強度也就越高。水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程與混凝土固化機制不同，水泥含量低，能夠顯著提高某些活性介質(zhì)，即土壤的周圍反應(yīng)、固化速度緩慢，作用復(fù)雜，水泥水解和水化形成多種水化合物后，離子交換、結(jié)塊和凝固，從而大大提高水泥土的強度。

2 水泥土攪拌樁在市政道路工程中的應(yīng)用

市政道路工程基礎(chǔ)施工要求相對嚴格，施工位于地質(zhì)條件相對復(fù)雜的區(qū)域和地區(qū)，地基處理不當會留下隱患，以后難以修復(fù)，必須對基礎(chǔ)采取專業(yè)的施工方法和措施，以確保施工質(zhì)量。水泥土攪拌樁是市政道路工程中更常用的有效地基處理方法，該方法可以有效地加固軟土地基，滿足防洪工程、河道整治建設(shè)標準，并在一定程度上節(jié)約建設(shè)投資。

3 施工技術(shù)

采用二噴四攪濕法施工，施工技術(shù)程序如下：測量放線→鉆機就位→樁機檢驗→制備水泥漿→預(yù)制噴漿攪拌下沉→攪拌提升→重復(fù)噴漿攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升→成樁→移位。1） 測量放線。以業(yè)主提供的測量控制基準點為基礎(chǔ)，按照設(shè)計圖紙精準放樣攪拌樁孔位，1 樁1 簽，經(jīng)復(fù)核無誤后方可施工。2） 鉆機就位。使鉆頭中心與設(shè)計樁位對齊，樁機機體保持垂直，防止出現(xiàn)斜樁，防止給地基承載力造成影響。施工前監(jiān)測對機器設(shè)備進行檢查。3） 制作水泥漿。樁機下沉前制備水泥漿，采用P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為18%（每延米摻入79kg），配漿水灰比為0.55。超過注漿半徑，應(yīng)在合適位置設(shè)置儲漿設(shè)備進行轉(zhuǎn)運。4） 預(yù)攪噴漿攪拌下沉。電機啟動以后，攪拌機順著架邊進行施工，以電流監(jiān)測表控制攪拌樁機下沉速度≤1.2m/min，按設(shè)計要求控制噴漿量，下沉過程中不斷攪拌，同時，保證鉆桿垂直度。5） 攪拌提升。深層攪拌機的下沉位置達到設(shè)計標高以后，控制樁機攪拌提升，提升攪拌速度為0.8m/min[3]。6） 重復(fù)下沉噴漿、攪拌提升工序。上升攪拌完成后繼續(xù)下沉噴漿，下沉至設(shè)計位置后第4 次提升攪拌，進一步拌和均勻，達到停樁標高后即成樁。7） 管路和機具的清洗。若樁機停止施工或間歇時間過長（＞3h），則向水泥漿制作設(shè)備中加入清水，開啟灰漿泵清洗干凈，攪拌頭上黏附的軟土也要清洗干凈。

4 檢測方法

開挖樁頭。按照相關(guān)規(guī)范的要求，在成樁7d 之后對樁頭進行開挖，挖深按達到停漿面下部0.5m 控制，由檢測人員對攪拌是否均勻進行目測，并測量成樁后的直徑大小，此檢測的數(shù)量不能少于總樁數(shù)5%。該方法操作簡單且結(jié)果直觀，但對成樁有破壞性。靜力觸探與標準貫入。在成樁后的3d 之內(nèi)利用動力觸探儀對單位長度成樁均勻性進行檢查，其檢測數(shù)量應(yīng)達到總樁數(shù)1%，同時不得少于3 根樁；在成樁時間達到28d 后，除了要鉆取芯樣，還應(yīng)在不同深度條件下開展標貫試驗，進而以標貫值為依據(jù)對樁身質(zhì)量進行判斷和評價。以上方法均靠落錘對探桿進行捶打，然后根據(jù)探桿實際下沉速度予以判定，可檢測的深度有一定限制，其中，連續(xù)觸探有效深度通常不超過4m，若需要從樁頂處開始，則每米樁身都要先鉆取700mm，再進行觸探，另外觸探桿應(yīng)使用鋁合金材質(zhì)。荷載試驗。荷載試驗包括單樁與復(fù)合地基兩部分，待樁身的實際強度達到開展荷載試驗的基本條件后進行，通常需要在成樁的28d 之后實施。其檢測的數(shù)量應(yīng)達到總樁數(shù)0.5%～1%，同時一個單體工程的檢測點應(yīng)達到3 個以上。取芯檢測。如果采用以上方法后仍對樁身的質(zhì)量情況有質(zhì)疑，則需要在成樁達到28d 以后，采用專門的取樣器進行芯樣鉆取，用于抗壓強度檢測，其檢測的數(shù)量按總樁數(shù)0.5%控制，同時不得少于3 根樁。另外，為了使試塊有符合要求的尺寸，鉆孔直徑必須達到108mm 以上。

5 結(jié)語

水泥土攪拌樁是處理堤防軟土地基問題的一種常用手段。它主要運用水泥作為固化劑，通過特制攪拌設(shè)備對軟土部位進行就地攪拌，使固化劑和土體產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定強度和穩(wěn)定性的水泥土，從而提高地基土的承載力及整體性。由于其具有施工設(shè)備簡單、操作方便、施工周期短且成本較低等優(yōu)點，在市政工程中得到了廣泛運用