淺談水泥攪拌樁在城市道路軟土地基處理中的應用

1、    淺談水泥攪拌樁在城市道路軟土地基處理中的應用    董平洋【摘要】本文主要講訴了水泥攪拌樁作為基礎工程，其質(zhì)量好壞直接影響到上部結構物的質(zhì)量，因此不僅要求我們嚴格按照施工工藝流程的步驟去做，還需要對整個施工過程進行監(jiān)理，加大監(jiān)理控制力度，嚴格各施工參數(shù)、施工工藝及施工工序，保證樁的質(zhì)量，解決軟 【關鍵詞】水泥攪拌樁 設計 施工注意事項1 概述隨著城市道路建設的快速發(fā)展，對地基強度、施工工期等要求越來越高，特別是在城市道路橋頭的軟土處理，技術比較復雜。一旦處理不徹底，易引起橋頭跳車現(xiàn)象，水泥攪拌樁是用于加固地基處理的一種方法，它是利用水泥等材料作為

2、固化劑，通過深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的符合使用要求的地基。水泥攪拌樁的加固原理是以水泥材料為固化劑，利用深層攪拌機械對原位軟土進行強制攪拌，經(jīng)過物理、化學作用生成較堅硬的拌合柱體，與原地基形成復合地基，提高軟土地基的承載能力，減少地基沉降量。水泥加固軟土主要產(chǎn)生水泥的水解水化、粘土顆粒與水泥水化物的作用以及碳酸化作用。2 水泥加固土體影響因素分析影響水泥土抗壓強度的因素很多，主要有如下幾種：（1）水泥摻入比水泥摻入比通常指水泥重量與被加固土體天然濕重之比（%）。水泥摻

3、入比越大，其后期強度越大，在實際工程中，水泥摻入比以7%15%為宜，過低不能滿足工程要求，過高加固費用較大。（2）齡期的影響水泥土的強度隨齡期的增加而增加，一般早期強度增加速率較快，30天可達90天齡期強度的60%一75%。90天后水泥土的強度還會繼續(xù)增加。（3）土質(zhì)的影響不同的土類，其隨水泥摻入比的增加其強度的增加速率不同。一般粉性土增加較快，粘性土次之，而淤泥質(zhì)土較慢。（4）土的含水量一般在其他條件相同時，水泥土的強度會隨含水率的增加而降低。（5）土的化學性質(zhì)酸性大的土加固后的強度較堿性土差，且ph值越小，強度越低。（6）水泥的品種與標號不同等級的水泥，在其他條件都相同的前提下，水泥的強度

4、等級越高，其形成的水泥土強度也越高。（7）外摻劑對強度的影響不同的外摻劑對水泥加固土的強度有著不同的影響，選擇合適的組合配比的外摻劑可提高水泥加固土的強度或節(jié)約用量。3 工程應用3.1 工程概況某城市道路上跨某規(guī)劃河道，橋頭填方最大超過6m。通過地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，工程所在區(qū)域具體可分為4個工程地質(zhì)層。第一層為素填土，上部含厚度約0.20.9米左右雜填土，下部為灰褐色素填土，成分以軟塑黏性土為主，松散，局部稍密，含少量石灰、碎磚塊、碎石子、砂粒等，土質(zhì)不均。第二層為淤泥質(zhì)黏土，灰色，流塑，含有機質(zhì)及腐殖物，土質(zhì)欠均勻，平均天然含水率為33.6%。層頂埋深1.002.00m、平均1.36m；揭露厚度2

5、.1010.10m。土層具高壓縮性，工程地質(zhì)性能差。第三層為粉質(zhì)黏土，黃褐色，可塑硬塑，含鐵錳質(zhì)結核及其氧化物、夾高嶺土條紋，土質(zhì)較均勻，平均天然含水率為26.6%。第四層為粉質(zhì)黏土，該層可塑，土質(zhì)欠均勻，底部粉粒含量較高，未揭穿。淤泥質(zhì)黏土層含水率較高，土體性能差，需進行特殊處理。經(jīng)方案比選，采用水泥攪拌樁進行加固處理。3.2 軟土處理設計水泥攪拌樁在垂直荷載作用下，其承載力取決于樁身水泥土強度和土對樁的支承力。水泥土樁樁身強度與加固時使用的水泥標號、水泥用量、被加固土的性質(zhì)和含水量，以及養(yǎng)護齡期等因素有關。土對樁的支承力是由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力所組成。（1）設計參數(shù)地基處理后，要求復合地基

6、承載力120kpa。根據(jù)地質(zhì)條件，粉噴樁有效樁長為12m，設計粉噴樁直徑為0.5m。淤泥質(zhì)粘土承載力容許值為80kpa，粉質(zhì)粘土承載力容許值為160kpa。（2）計算單樁承載力根據(jù)公式 計算單樁承載力。攪拌樁鉆透淤泥質(zhì)黏土層，達到粉質(zhì)黏土層，只計算淤泥質(zhì)黏土層的樁周阻力和樁端阻力。素填土層也按照淤泥質(zhì)黏土層計算。計算得到單樁承載力ra=200.18 kn。（3）樁機必須配置噴入計量裝置，須定期標定（每生產(chǎn)1萬米攪拌樁后重新標定），嚴禁無噴入計量裝置的樁機投入使用，并記錄瞬時噴漿量和累計噴漿量。漿液罐容量應不小于一根樁的用灰量加50kg，當上述重量不足時，不得開始下一根樁的施工。（4）嚴格控制噴

7、漿標高和停漿標高，不得中斷噴漿，確保樁體長度；嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。（5）施工中若發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，由監(jiān)理選擇在該樁位的附近位置進行補樁。（6）樁體施工時，應采用中-低速檔鉆進和提升，切勿采用高速檔快速鉆進和提升。（7）施工記錄應有專人負責，必須詳細記錄攪拌機每米下沉或提升的時間以及來漿與停漿的時間，記錄時深度誤差不得大于5cm，時間誤差不得大于5s。施工中發(fā)生的問題及處理情況均應在備注欄中注明。（8）施工中出現(xiàn)異常情況，不得擅自處理，須立即報告現(xiàn)場負責人員，提出處理方案后方可進行施工。（9）成樁后保護好樁頭。4 施工控制1）選擇合理的位置開挖配制水泥漿用的灰漿池，并用水泥砂漿

8、抹面進行防水處理；測量放線布樁時要重點對控制性軸線、樁位進行復查，滿足要求后方可開鉆。2）樁長、樁位、樁徑的控制：樁長的控制不僅要看表，而且要在鉆機搭架上做出明顯的標記，在設計樁長深度位置、沒進鉆的鉆頂?shù)奈恢觅N上明顯標記并寫上數(shù)字，其他刻度用較小的標記；樁位控制時測量放樣后應釘小樁，然后鉆白灰點，垂直度是樁位控制的關鍵，因為垂直度影響樁的承載力。最好用吊錘球的方法控制垂直度；樁徑控制要求不小于設計直徑，要經(jīng)常檢查鉆頭，發(fā)現(xiàn)磨損超限時及時焊補。3）水泥劑量的控制：為確保樁體水泥每米摻入量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀，同時現(xiàn)場應用比重計控制水泥漿稠度。最好做到一樁一配漿，

9、一樁一清池。4）確保攪拌樁施工的均勻性：如遇到硬土，攪拌機下沉速度過慢時，對于噴漿攪拌可采用沖水下沉，但在噴漿提升前必須將輸管中的存水排凈。其次水泥的供應量必須連續(xù)；一旦因故中斷，必須將攪拌頭下沉到停漿面以下0.5m處，待恢復供漿后再攪拌提升，防止斷樁。還應控制重復攪拌時的下沉速度和提升速度，以保證加固深度范圍內(nèi)每一深度均得到充分攪拌。5）水泥攪拌樁樁頭復攪的控制：當鉆機反循環(huán)提鉆并噴漿升至工作基準面以下30cm50cm時，持噴30s水泥漿，目的是保證樁的上部密實度和強度，根據(jù)荷載的擴散及傳遞原理，有必要加強水泥樁上部的密度和強度。6）噴漿時間的控制：每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)。5 結語水泥攪拌樁在國內(nèi)城市道路的施工中已經(jīng)取得非常成功，但也存在不少問題。該方法特別適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和天然含水量大于30% 的地基加固，對超軟土效果更為顯著。當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時，宜通過試驗確定其適用性。在使用該法之前應對該法的可行性進行詳細的地質(zhì)勘察。參考文獻：1 向世國，水泥攪拌樁在市政道路軟土地基加固中的應用j21世