【摘? 要】目前，我國是經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的新時期，我國疆土面積幅員遼闊，土層性質(zhì)也是復(fù)雜多變，為了滿足人們在各種軟弱土地基的建設(shè)，水泥土攪拌樁成為了軟弱地基工程中重要的一種施工技術(shù)。相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)天然地質(zhì)條件與現(xiàn)有的規(guī)范設(shè)計了相應(yīng)的軟基處理方案，為保證水泥土攪拌樁能達(dá)到最佳施工質(zhì)量和效果，在前期需要做好準(zhǔn)備工作，施工過程中強(qiáng)化嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行。為此本文從水泥土攪拌樁的概念、樁身設(shè)計以及相關(guān)運(yùn)用上進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】水泥土攪拌樁;加固機(jī)理;軟弱地基;施工

引言

水泥土攪拌樁根據(jù)施工工藝，可分為深層攪拌法（濕法）和粉體噴攪法（干法），前者是用水泥漿和地基土攪拌，后者用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌。土層性質(zhì)復(fù)雜多變，必須采取地基加固、補(bǔ)強(qiáng)等技術(shù)措施，改善地基土的工程性狀。水泥土攪拌樁在國內(nèi)該類工程中廣泛應(yīng)用。

1.水泥土攪拌樁的加固原理與適用條件

水泥土攪拌樁法分為濕法（也叫深層攪拌樁法）和干法（也叫粉噴樁法）。濕法是利用水泥或石灰（應(yīng)用較少）等材料做固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)將液狀的固化劑送入地基原狀軟土中，并與軟土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，固化劑與土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使土硬結(jié)成一整體，成為一個樁體，其強(qiáng)度視摻入的水泥（或石灰）量而定。干法與濕法所不同的是，前者是用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌，后者是用水泥漿或石灰漿液和地基土攪拌。水泥土攪拌樁法形成的水泥土攪拌單樁對提高軟弱地基承載力，減少地基的沉降量有明顯效果，它可與周圍土體形成豎向承載的復(fù)合地基，適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及飽和松散的砂土等地基，不宜用于欠固結(jié)黏性土，因為欠固結(jié)黏性土對加固體會產(chǎn)生負(fù)摩擦力，降低加固體的承載力。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（飽和黃土含水量小于25%）、大于70%或土的腐蝕性測試指標(biāo)pH<4時，不宜采用干法。

2.水泥土攪拌樁在軟弱地基處理中運(yùn)用

2.1施工前的準(zhǔn)備工作

水泥土攪拌樁在軟弱地基加強(qiáng)處理中為保證工程順利進(jìn)行需要在施工前做好準(zhǔn)備工作，具體準(zhǔn)備工作分為以下兩點：做好施工現(xiàn)場材料、設(shè)備等布置工作。首先，應(yīng)確認(rèn)工程使用原材料采購質(zhì)量、運(yùn)輸、儲存等是否符合施工現(xiàn)場需要，比如在采購材料時應(yīng)檢測材料質(zhì)量是否滿足施工需求，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)應(yīng)避免與施工現(xiàn)場其他車輛的沖突，并注意材料進(jìn)出時的散落問題影響其他車輛進(jìn)出。其次，合理的選用員工生活區(qū)域，盡量選在遠(yuǎn)離施工區(qū)域，保障人員安全。

2.2褥墊層的作用

在復(fù)合地基中，樁體和淺基礎(chǔ)之間的褥墊層是不可或缺的過渡層。褥墊層厚度可取200～300毫米。其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于20毫米。在復(fù)合地基中其有以下幾種作用：（1）保證樁、土共同承擔(dān)荷載，褥墊層的設(shè)置為復(fù)合地基在受荷載后提供了樁上、下刺入得條件。即使樁端位于硬土層上，至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。（2）減少基礎(chǔ)地面的應(yīng)力集中。（3）調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比。

2.3設(shè)計要點

a）水泥攪拌樁宜選用32.5級以上的硅酸鹽水泥，水泥摻量宜為被加固濕土重12%～20%。濕法的水泥漿水灰土可選用0.45～0.55。b）水泥攪拌樁的設(shè)計主要是確定樁的置換率和加固深度。一般地，宜穿透軟弱土層達(dá)到強(qiáng)度相對較高的土層;對于路堤軟弱土層的加固，為提高穩(wěn)定性，其水泥攪拌樁樁長應(yīng)超過危險滑弧以下2m。c）當(dāng)采用水泥土攪拌樁處理軟弱地基時，為減小與未進(jìn)行處理地基間的差異沉降，在段間設(shè)置10m～30m的緩和過渡段。d）在水泥土攪拌樁的樁頂一般應(yīng)設(shè)置厚30cm～50cm的褥墊層，其材料可選用中礫、粗砂或碎石級配碎石。該層可以排水、調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力比以及防止樁間與基底脫開。e）樁長超過10m時，可采用變摻量設(shè)計。在全樁水泥總摻量不變的前提下，樁身上部1/3長范圍可適當(dāng)增加水泥摻量;樁身下部1/3樁長范圍可適當(dāng)減少摻量。

2.4成樁后的質(zhì)量檢驗

為保障水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量，在施工過程中應(yīng)隨時檢查施工記錄和計量記錄，確保施工質(zhì)量從源頭上得到保證。水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力的檢驗應(yīng)進(jìn)行單樁或多樁復(fù)合地基靜荷載試驗和單樁靜荷載試驗。第一階段是施工前為設(shè)計提供依據(jù)的承載力試驗，第二階段是施工完成后的驗收檢驗。對重要的變形要求嚴(yán)格的工程或經(jīng)觸探和靜荷載檢驗對樁身質(zhì)量仍有懷疑的，應(yīng)在成樁應(yīng)在成樁28dd后鉆探取芯對水泥土抗壓后鉆探取芯對水泥土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢驗：水泥漿與軟土的拌和程度可直接通過樁體中的鉆探取芯觀察，樁長是否滿足設(shè)計要求等;最后基槽開挖后還應(yīng)檢驗樁位、樁數(shù)與樁頂樁身質(zhì)量，對不符合設(shè)計要求的應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。

2.5施工質(zhì)量控制

（1）水泥土攪拌樁施工現(xiàn)場事先應(yīng)予以平整，必要須清理地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時應(yīng)抽水和清淤，回填粘性土并予以壓實，不得回填雜土或生活垃圾。水泥土攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進(jìn)行工藝性試裝，不少于2根。當(dāng)樁周為成土層時，應(yīng)對相對軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥摻量。在攪拌時應(yīng)確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。（2）在水泥漿攪拌時（濕法），要嚴(yán)格按設(shè)計的配合比配置，要預(yù)先篩除水泥中的結(jié)塊，同時要防止水泥漿發(fā)生離析。要在水泥漿攪拌機(jī)中充分?jǐn)噭?。壓降階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，如因故停漿，應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5米處，待恢復(fù)供漿時再噴漿攪拌提升。若停機(jī)超過三個小時，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。（3）水泥土攪拌樁（干法）噴粉施工機(jī)械必須配置經(jīng)國家計量部門確認(rèn)的具有能瞬時檢測并記錄出粉量的粉體計量裝置及攪拌深度自動記錄儀。成樁過程中因故停止噴粉，應(yīng)將攪拌頭下沉至挺灰面以下1米處，待恢復(fù)噴粉時再噴粉攪拌提升。攪拌頭的直徑應(yīng)定期復(fù)核檢查，其磨耗量不得大于16毫米。

2.6水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力評價

該樓水泥土攪拌復(fù)合地基共作單樁復(fù)合地基靜載荷試驗三個測點，復(fù)合地基承載力基本值均超過250kPa。按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》復(fù)合地基承載力特征值滿足設(shè)計要求的250Kpa。

2.7水泥攪拌樁的布設(shè)

依據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，確定在K15+100處構(gòu)造物的基底采用水泥土攪拌樁（濕法）對地基進(jìn)行加固。采用樁徑d=0.5m，樁中心距S=1.2m，樁長L=10.0m。樁位按等邊三角形布設(shè)。經(jīng)計算，采用水泥土攪拌樁處理地基后，其樁土面積置換率為15.7%，復(fù)合地基承載力為154kPa，大于140kPa達(dá)到要求，該處的沉降亦符合規(guī)范要求。

3.結(jié)語

（1）水泥土攪拌樁可有效地提高地基強(qiáng)度，適用于加固較深較厚的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力不大于120kPa的粘性土地基。（2）水泥土攪拌樁具有設(shè)備簡單，施工方便，造價低廉，無振動，無噪聲，無泥漿廢水污染;對土無側(cè)向擠壓，對鄰近建筑物影響小，可在密集建筑群中施工。（3）和其他地基處理方法相比，水泥土攪拌樁可節(jié)約大量鋼材、混凝土等材料，造價低。

參考文獻(xiàn)

[1]張留俊，王福勝，劉建都.高速公路軟土地基處理技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]交通部第二公路勘察設(shè)計院.路基[M]，第2版.北京：人民交通出版社，1996.

[3]交通部第一公路勘察設(shè)計院.JTJ017-96 公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，1997.

作者簡介：張永顥（1991.4-），男，漢族，河北唐山人，本科，初級職稱，研究方向為結(jié)構(gòu)設(shè)計。