探究深層水泥攪拌樁在道路工程軟土地基處理中的應(yīng)用

李蘭平

（廣東冠粵路橋有限公司,廣州511450）

1 引言

由于軟土地基具有含水量大、壓縮性強等特點，基于軟土進行道路工程建設(shè)時，極易導(dǎo)致較大的沉降，造成路面裂縫、塌陷、斷裂等病害，嚴重影響行車安全。為提高道路工程建設(shè)質(zhì)量，在施工過程中，可根據(jù)工程項目的特點使用深層水泥攪拌樁先對軟土進行處理，提升地基的各項力學(xué)性能，從而提高道路工程的建設(shè)質(zhì)量。需要注意的是，工作人員在施工期間，需要規(guī)范操作，妥善對軟土地基進行處理，降低道路坍塌事故出現(xiàn)的概率，提高道路工程承載力，打造高質(zhì)量的道路工程。

2 深層水泥攪拌樁技術(shù)概述

為保證道路工程的施工質(zhì)量，提高行車安全性，我國相關(guān)規(guī)范對道路建設(shè)標準做出了系統(tǒng)的規(guī)定。在軟土分布區(qū)域，可以采用深層水泥攪拌樁技術(shù)對軟土進行處理，使地基的各項性能滿足相關(guān)規(guī)范和工程項目的要求，從而保證施工質(zhì)量。在深層水泥攪拌樁的施工過程中，通常選用PH-5D深層攪拌樁機對水泥與黏土進行深層攪拌，通過一系列的化學(xué)反應(yīng)加速軟土的固結(jié)，并起到加固的作用。施工過程中，應(yīng)注意控制其垂直度，嚴格控制噴漿量及停留時間，及時用清水對水泥攪拌樁設(shè)備進行清理，否則，極易造成水泥攪拌樁設(shè)備故障。選擇設(shè)備時，需要根據(jù)工程項目的實際情況選擇功率合適的設(shè)備，在提高道路工程建設(shè)質(zhì)量的同時，降低能源消耗。

3 深層水泥攪拌樁工藝流程

3.1 施工準備

在施工過程中，深層水泥攪拌樁對環(huán)境要求較高，在深層水泥攪拌機入場前，施工現(xiàn)場必須達到“三通一平”（水通、電通、路通，場地平整），使攪拌樁機能夠正常工作。在施工過程中，需要嚴格把控材料質(zhì)量問題。通常情況下，選用普通硅酸鹽水泥。在水泥進場后，需要取樣檢測，保證水泥各項指標合格，從而使工程建設(shè)質(zhì)量達到要求。監(jiān)理人員在設(shè)備入場前，需要對設(shè)備的合格證、檢驗證明等證明進行審查，并組織專業(yè)小組進行人為檢查，嚴格執(zhí)行相關(guān)施工規(guī)范，保證設(shè)備使用安全[1]。

3.2 攪拌樁定位

機械設(shè)備進場前，應(yīng)對攪拌樁施工區(qū)域內(nèi)地表的淤泥與雜物進行清除，并進行場地平整、加固，做到地基堅實平整，確保沿線道路平整、暢通，施工場地布置以能行走50 t大吊車為準。施工前應(yīng)做好管線保護，清理障礙物，然后鋪設(shè)導(dǎo)木，安裝導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上安裝底盤（底盤上下為鋼板中間夾槽鋼焊成），并臨時固定，在底盤上搭設(shè)塔架。塔架拼裝完成后，利用塔架進行深層攪拌樁機吊裝，同時，安裝灰漿制備系統(tǒng)，包括工作平臺、制漿設(shè)備及泵送設(shè)備、灰漿流動制備站，并做好管線連接工作，最后進行機械調(diào)試[2]。

3.3 試驗段施工

在施工過程中，設(shè)備初次使用時極易出現(xiàn)安全隱患，這些隱患無法目測識別，需要根據(jù)實際情況調(diào)整水泥攪拌樁的配比以及各施工參數(shù)。因此，在工程項目正式實施前，需要進行試驗段施工，以保證施工質(zhì)量。具體應(yīng)注意的要點是：（1）可對不同地勢的土層進行試驗，通過多次檢驗，確定各項參數(shù)；（2）確定水泥攪拌樁最大承受壓力，使其滿足工程項目的需要；（3）選擇合適的原材料，制訂深層水泥攪拌施工規(guī)劃，降低工程量，選擇最佳攪拌方式[3]。

3.4 預(yù)拌下沉

預(yù)拌下沉是深層水泥攪拌樁技術(shù)非常重要的施工環(huán)節(jié)，一般包含3個工序：（1）攪拌前，必須啟動攪拌電機，讓其沿導(dǎo)向桿逐漸下沉，并嚴格控制下沉速度。為了確保下沉速度均勻，通常選擇輸漿系統(tǒng)進行控制。（2）攪拌過程中必須結(jié)合攪拌施工實際情況，對出現(xiàn)的突發(fā)問題進行處理。比如，攪拌過程中往往會遇到石塊、硬質(zhì)東西，此時必須合理降低攪拌速度，防止鉆機葉片被石塊折斷。（3）砂漿與泥土攪拌過程中，為了將二者攪拌均勻，可適當(dāng)增加提升與鉆入次數(shù)，有效減少鉆機下沉。由于施工現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜，施工過程中若遇到無法正常作業(yè)的情況，需要第一時間和監(jiān)理工程師溝通可行方案，并結(jié)合施工實際情況對其進行合理調(diào)整，避免工期延誤。另外，施工過程中，要確保鉆機的垂直度。

3.5 配置水泥漿液

在施工過程中，為保證施工質(zhì)量，通常使用混凝土制作水泥漿液，并嚴格按照成樁試驗的配合比拌制漿液，保證攪拌樁的質(zhì)量，提高地基的承重能力。通常情況下，由于水泥漿液成分配置要求較高，施工過程中也可使用硅酸鹽水泥代替混凝土[4]。

3.6 噴漿攪拌提升

嚴格按照試樁配合比拌制完成后，為了防止?jié){液離析，應(yīng)盡快用于施工，不得長時間放置，超過2 h的漿液應(yīng)廢棄。漿液倒入集料斗時，應(yīng)加篩過濾，避免漿內(nèi)塊狀物損壞泵體。在提升鉆桿、噴漿攪拌時，應(yīng)使鉆頭反向邊旋轉(zhuǎn)，邊噴漿，邊提升，提升速度宜控制在0.5~0.8 m/min。當(dāng)鉆頭提升至距離底面1 m時，宜慢速提升；當(dāng)噴漿口即將出地面時，應(yīng)停止提升，攪拌數(shù)秒，保證樁頭攪拌均勻。施工過程中，應(yīng)隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、鉆進速度、提升速度等有關(guān)參數(shù)的變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時，應(yīng)整樁復(fù)打。當(dāng)施工中因故停漿時，應(yīng)使攪拌頭下沉至停漿面以下0.5 m，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升。當(dāng)停機超過3 h時，應(yīng)拆卸輸漿管路，清洗后方可繼續(xù)施工，以防止?jié){液硬結(jié)堵管。成樁后要對成樁質(zhì)量進行嚴格的檢驗，保證其可以滿足相關(guān)施工標準和要求。

3.7 多次攪拌下沉、提升

下沉攪拌是指在泥漿處理過程中，始終保持攪拌狀態(tài)，確保泥漿噴射傳送量達標。（1）在進行下沉攪拌時，需要技術(shù)人員進行泥漿配比試驗，根據(jù)設(shè)計泥漿使用量控制施工進程。（2）進行下沉攪拌的同時，還需要進行噴漿處理，施工時，應(yīng)啟動電機并放置空壓機，為鉆頭提供動力。鉆頭按照軌道進行下沉，在鉆頭下沉過程中，需要工作人員嚴格把控速度，保證鉆頭下落到指定位置。（3）由于鉆桿提升至一定高度后會出現(xiàn)噴漿現(xiàn)象，因此，工作人員進行下沉攪拌時，應(yīng)對灌注樁施加一定的外力，通過高速墜落產(chǎn)生的壓力將水泥夯實，并進行反復(fù)碾壓操作，提升工程建設(shè)質(zhì)量。通常情況下，在泥漿噴射過程中，需要深層水泥攪拌的樁持續(xù)攪拌，并且每次暫停要控制在2 min以內(nèi)，以此增強設(shè)備使用安全性，延長設(shè)備使用壽命[5]。

3.8 清洗

在攪拌樁全部完成后，要及時對攪拌機進行清洗，把攪拌機各個管道中殘余的泥漿和攪拌頭上的軟土清除干凈，防止下一次水泥樁施工時出現(xiàn)管線阻塞的情況，增加不必要的成本。

4 加強深層水泥攪拌樁在路基軟基處理中的質(zhì)量控制措施

4.1 施工檢測

施工過程中，應(yīng)進行及時的施工質(zhì)量檢測，主要檢測內(nèi)容如下：

1）設(shè)備檢查。設(shè)備在施工中，要定期保養(yǎng)，需要對多次下沉的攪拌裝置進行日常檢查。由于其葉片在攪拌過程中極易出現(xiàn)腐蝕或破損現(xiàn)象，并且由于其時常與泥漿混為一體，極易造成設(shè)備故障。因此，需要及時清理干凈葉片上的泥渣，不僅可以提高水泥深層攪拌機施工效率，還能避免出現(xiàn)混凝土凝結(jié)，引發(fā)人員安全問題。另外，鉆頭磨損問題也常發(fā)生，管理人員要對其進行檢查，發(fā)現(xiàn)破損的鉆頭要及時更換，確保施工質(zhì)量。

2）成品檢測。施工完成后，必須對試樁進行成樁質(zhì)量檢測，一般情況下，試樁不應(yīng)少于7根，7 d后直接開挖取出，14 d后取芯，通過對樁身各段水泥土原狀土樣的室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度試驗，以及取出的芯樣各段的標準貫入度試驗的標貫擊數(shù)，可以可靠準確地判定樁身各段的強度，也可測定樁身的變形情況。從而指導(dǎo)后續(xù)攪拌站施工，確保工程質(zhì)量。

4.2 確保樁身水泥用量及耐腐蝕劑用量

水泥的使用量也會在很大程度上影響樁體強度，水泥量過大會造成浪費，太少又會使樁體強度過低，所以，應(yīng)嚴格控制水泥使用量，確保樁體的水灰比和送漿壓力和試驗得出的數(shù)據(jù)一致。

5 結(jié)語

綜上所述，由于我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，在道路工程建設(shè)中，常遇到軟土地基，為保證施工質(zhì)量，在施工前應(yīng)先對軟土地基進行處理。根據(jù)工程項目的實際情況，可采用深層水泥攪拌樁技術(shù)進行軟土地基的處理，從而顯著提高地基的承載力，使其滿足施工需要。希望通過本文對深層水泥攪拌樁施工技術(shù)的介紹，能為相關(guān)工程項目提供借鑒，促進該技術(shù)的推廣使用。