深層水泥攪拌樁在軟土路基加固處理中的應用

趙青華

（河北衡通工程項目管理有限公司，河北 衡水 053099）

0 引言

軟土地基具有含水量大、壓縮性能高、抗剪強度低等特性，這些特性都會對公路路基的施工質量產生較大的影響。在公路工程施工中，軟土路基的問題如果不能得到妥善解決，很容易導致公路路基出現塌陷、各種路面早期病害的出現等問題。作為能夠有效加固軟土路基的重要設施，深層水泥攪拌樁能夠有效削減軟土路基的不利影響因素，降低相關安全風險事件和早期病害的發生概率。當前深層水泥攪拌樁的施工工藝發展已較為成熟，在實踐應用中具有較大的優勢，以深層水泥攪拌樁作為公路工程軟土路基加固處理方式，對其處理技術進行探討具有重要的意義。

1 工程概況

某公路工程位于河北省境內，線路全長7.911km，部分路段存在軟土路基，采用深層水泥攪拌樁施工技術對軟土路基進行加固處理的段落一共有四段，總長度為943.25m。該公路工程施工時正值當地的雨季，在此施工氣候環境下，施工現場受到雨水浸泡較為嚴重，濕熱的氣候環境和施工環境給公路工程施工帶來了較大的困難。施工建設的難度較大，軟土路基的處理任務比較重，特別是某些路段為水稻田，具有較為豐富的地下水，土壤孔隙較大且含水量較高、壓縮性高。

2 深層水泥攪拌樁施工方案

2.1 施工準備工作

2.1.1 現場施工條件準備

深層水泥攪拌樁施工之前，確定施工現場的自然地理氣候和地質特征，保存文字記錄和影像資料，發現施工現場的實際情況和設計規劃有沖突，需要及時上報給施工現場的監督管理部門進行整改。

對深層水泥攪拌樁施工設計圖紙進行審核并向作業人員進行技術交底，聯合施工技術人員編制施工作業的指導書和施工規劃。開展“四通一平”工作，即通水、通電、通路、通信以及平整地面。通水時應就近取水，施工現場水資源豐富，供水相對較為便捷；供電大多采用發電機供應；在沒有能夠通行車輛和大型機械設備的道路時需要先打通公路到施工現場的最近道路；通信則需要確保對外聯系的需求能夠實現；要求地面平整沒有凸出或凹陷。

2.1.2 施工機械設備準備

在開展深層水泥攪拌樁施工前需要進行較為嚴謹細致的施工作業準備工作，備齊施工機械，施工機械如表1所示，為深層水泥攪拌樁施工提供穩定的施工作業條件。在深層水泥攪拌樁施工的區域布置相應的施工機械設備，確保在深層水泥攪拌樁施工時能夠直接使用，提高施工作業的便利性。

表1 施工所需機械設備

深層水泥攪拌樁需要根據機械設備以及安裝標準來進行安裝。安裝鉆機時應將鉆桿呈垂直角度固定，將鉆頭對準樁位，以保障鉆機鋪墊平穩、機身平整。為保證鉆桿的垂直，可以使用傾角儀對鉆桿的垂直度進行矯正。在鉆機的安裝達到標準后進行低壓涉水試驗，觀察和檢查鉆機噴嘴壓力是否正常和暢通。

2.1.3 材料準備

通過制作水泥漿，為深層水泥攪拌樁施工準備材料。在該項目中，深層水泥攪拌樁施工的水泥漿使用散裝水泥，水泥摻量為152kg/m3。在攪拌水泥漿時應遵循先加水后加水泥漿的施工工藝流程，每次攪拌水泥漿時保持2min以上的充分攪拌時間。再將水泥漿從拌和機倒入集料斗，采取過濾的方式將水泥塊過濾出來。在水泥漿制成后還需要進行漿料容重測試，當測試與設計的偏差不超過3%的情況下判定水泥漿符合施工標準。

2.2 成樁施工

進行深層水泥攪拌樁施工時采用“三攪三噴”的施工工藝，將成樁施工分為4個環節，分環節開展施工作業，提高深層水泥攪拌樁施工質量和效率?！叭龜嚾龂姟笔┕ち鞒倘鐖D1所示。

圖1 “三攪三噴”施工流程

開展第一次下沉攪拌噴漿時，樁機應以0.8m/min的頻率下沉，同下沉旋轉的方式切土，并且噴漿，使水泥漿液能夠深入設計的施工作業深度。在進行成樁施工時，施工技術人員還應把控樁機下沉的速度，用電機的監測表對工作電流進行監測和控制，確保施工過程中樁機的工作電流低于或等于60A。在下沉噴漿過程中如果發現有地下阻礙物，需適當降低鉆進速度，以保證水泥漿在地下的充分融合滲透。

開展第二次提升攪拌并噴漿作業，即在第一次下沉攪拌噴漿施工作業后提升鉆桿，使其能從設計深度逐漸向上提升，同時進行噴漿攪拌施工。嚴格控制鉆頭的提升速度，將其速度控制在1.2m/min范圍內，使鉆機在提升過程中水泥漿與土體充分拌和。

在完成第一次下沉攪拌噴漿和第三次提升攪拌噴漿施工作業后，再重復第一次和第二次的施工作業，上下攪拌噴漿施工作業，進一步攪拌均勻軟土層和水泥漿。在“三攪三噴”成樁施工作業完成后，逐步開展水泥漿攪拌機械設備和施工現場的清洗工作，將樁機移到下一個施工區域，對攪拌樁進行質量檢驗，根據相關規定書分別在成樁7d和28d后開展相應的檢查。

3 施工質量控制措施

3.1 完善施工質量控制管理制度體系

深層水泥攪拌樁施工作業時應建立健全完善的施工質量控制管理制度體系，堅持質量和安全并重的施工原則，將質量控制和管理作為施工作業的基本。人才管理作為實施質量控制的重要因素，要堅持以人為本的控制管理原則，充分調動施工人員和管理人員的工作積極性，規范施工作業規范，減少人為失誤。

施工質量控制管理部門應加強管理力度，定期組織施工人員參與技能培訓和技術學習。建立完善的施工人員績效考核和質量責任制度，實施問責制，以規范施工作業操作。施工質量控制管理人員應實施有效的施工工序控制和管理，將深層水泥攪拌樁的施工分為多道工序，規范每道工序的要求，以確保每一道工序完成后都能夠實現相應的質量目標。

3.2 特殊環境下開展適應性施工作業

由于該公路施工時自然條件比較差，在特別環境下開展適應性施工作業，應根據當地環境制訂好施工方案。在雨季開展深層水泥攪拌樁施工，需要做好暴雨天氣信息的搜集，根據當地的實際天氣情況安排施工，在暴雨天氣時停止所有施工作業，以保障施工安全。工程項目部還應成立雨季施工領導小組，對天氣環境進行監控，在遇到險情時及時地反饋信息并且進行警示。

根據特殊應急情況下的應急物資表準備應急物資，其中應急物資如表2所示，避免在緊急情況時沒有充足的應急物資支持。各個班組應當準備移動配電箱以及施工機具絕緣防水線、防水雨棚和防水工具盒等。要做好深層水泥攪拌樁施工區域的防水和排水工作，通過開挖溝渠的方式排出施工區域的雨水，或及時用抽水機將現場低洼地段的積水排出施工區域。并做好大型施工機械設備的防水擋水工作。

表2 應急物資

3.3 開展安全綠色施工

應用深層水泥攪拌樁處理軟土路基時，從安全性角度和環保角度對深層水泥攪拌樁進行施工作業，綜合考量攪拌樁施工時可能帶來的施工風險，比如：作業時機械設備傾覆、機械現場組裝和操作、用電不規范導致漏電、泥漿排放流向難以控制等。在深層水泥攪拌樁施工作業現場，按照安全防護要求和標準放置醒目的安全警示標志和標牌以及安全防護設施，安排現場安全管理人員對安全警示標志牌和安全設施進行管理。開展深層水泥攪拌樁施工時，要注重環境保護，對施工現場進行定期灑水，減少施工粉塵對施工現場周圍環境的污染。禁止施工人員在現場隨意亂扔垃圾，并將施工作業的各種廢料、廢漿和廢渣進行環保處理。

3.4 做好精細化施工

提高深層水泥攪拌樁施工的精細化程度需要從各個精細化的施工作業項目出發，根據相應的施工技術標準和要求開展施工作業。在定樁位時，應根據施工現場的實際情況，使用全站儀放線，配合鋼尺丈量以及鋼釬定位，確定最合適的樁位，并由監理工程師驗收通過后再開展深層水泥攪拌樁施工作業。在確定和控制深層水泥攪拌樁的深度時，要以實際底層變化、工作電流的高低以及鉆機下沉速度為基礎信息，調整制樁深度。在進行“三攪三噴”施工作業時，進行下沉攪拌或提升攪拌施工作業時，調整確定好攪拌軸轉速，應用全自動控制系統精確鉆桿下沉及提升時的旋轉攪拌速度。

4 結語

本文采用深層水泥攪拌樁技術對該公路軟土路基進行加固處理，并采取相關質量控制措施，竣工驗收合格，而且有效縮短了施工工期，取得了良好的經濟效益和社會效益。因此，在以后的施工中，需要結合項目的實際情況，采取科學合理的施工工藝，優化施工方法，采取科學合理的質量控制措施，才能更好地確保深層水泥攪拌樁在軟土路基加固處理中的應用達到預期的效果。