水泥攪拌樁在公路軟土地基處理中的應(yīng)用

 水泥攪拌樁在公路軟土地基處理中的應(yīng)用

　　【內(nèi)容摘要】結(jié)合工程實例，介紹了水泥攪拌樁的設(shè)計、施工工藝和試驗檢測方法。

　　【關(guān)鍵詞】水泥攪拌樁，軟土地基處理，公路，應(yīng)用

　　水泥攪拌樁是一種加固飽和粘性土地基的方法。它是利用水泥材料作為固化劑，采用特制的鉆具鉆入地基至一定深度，噴出水泥漿使之沿著鉆孔深度與地基土強行拌合，由水泥漿和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng)使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和具有一定強度的樁體，從而提高地基強度和增大彈性模量。水泥攪拌樁具有施工速度快、加固后中度基本不變，對下臥層不致產(chǎn)生附加沉降等優(yōu)點。

　　1.工程概況

　　碾唐北線項目全長30.3km，路線全線位于遷西縣境內(nèi)。K12+000~K12+120段位于軟土層上，

　　采用水泥攪拌樁處理方案。成樁直徑50cm，在樁頂做80cm厚墊層，用于調(diào)整樁頂應(yīng)力分布，樁底嵌入非軟弱土層1.0m。布樁形式采用正三角形，按與路線正交走向布設(shè)，樁長經(jīng)計算并結(jié)合該地區(qū)類似經(jīng)驗確定。

　　2.設(shè)計計算及攪拌樁配比設(shè)計

　　本合同段水泥攪拌樁要求：水泥摻入比（指水泥重量與被加固的軟土重量之比）大于12%，樁體28天無側(cè)限抗壓強度不低于1.5Mpa，90天單樁承載力不小于150KN，單位復(fù)合地基承載力不小于150Kpa，水泥采用32.5號礦渣水泥。樁底嵌入非軟弱土層1.0m，即加固軟土整個厚度。設(shè)計時根據(jù)攪拌樁的面積置換率m，計算樁中心間距為120cm。

　　該段軟土厚2.6m~6.1m，平均錐尖阻力為0.44Mpa，平均側(cè)壁阻力12.5kpa。上覆高液限圖，下為粗砂及軟巖。

　　2.1工程試驗

　　2.2試驗?zāi)康?/p>

　�。�1）了解加固軟土所用水泥的摻入量、水灰比和最佳外摻劑。

　�。�2）了解水泥土強度增長的規(guī)律，求得齡期與強度的關(guān)系。

　　2.3水泥土優(yōu)化配比試驗

　　為了經(jīng)濟、合理的確定水泥攪拌樁的技術(shù)參數(shù)，采用現(xiàn)場原狀土按照兩種水泥（32.5Mpa普通水泥、礦渣水泥）、三種摻入比（10%、12%、15%）、兩個齡期（7d、28d）共12組試件進行優(yōu)化配合比試驗，經(jīng)試壓后得出結(jié)論：采用12%的32.5Mpa礦渣水泥，水灰比0.5，摻入2%~3%的石膏粉，可獲得最佳效果。

　　3攪拌樁施工

　　3.1施工工藝

　　（1）平整場地。清除施工現(xiàn)場的障礙物及雜物將原地面整平，以便施工。

　�。�2）施工方樣。在整平的場地上，按照設(shè)計圖紙的要求，放出每根樁的具體位置。打入竹釬并做出明顯的標記。

　�。�3）移架就位。將水泥攪拌機對準設(shè)計樁位，就位對中，檢查導(dǎo)向桿垂直度，清掃噴射口。

　�。�4）先噴漿至設(shè)計深度，原地噴漿30s，然后提升鉆機，邊提、邊噴漿、邊攪拌至原地面；重復(fù)噴漿下沉至原深度，再噴漿攪拌提升至原地面�？刂铺嵘�、下沉速度在0.6~1.0m/min，噴漿2次，為保證地面以下0.5m范圍內(nèi)加固土的密實程度及樁頭水泥均勻，攪拌頭提升至地面后原地噴漿10~20s，樁機移位后，利用人工將樁頭范圍內(nèi)插動深約60~80cm。單樁總噴漿量不能小于設(shè)計值，一般為43L/m左右。

　　3.2施工監(jiān)理

　　監(jiān)理在現(xiàn)場應(yīng)記錄攪拌機進尺深度，用比重計測定漿液密度并與室內(nèi)試驗密度進行比較，經(jīng)常性的檢查噴頭和輸送泵是否堵死。

　　4質(zhì)量檢測

　　4.1抽取試樣

　　該檢測方法因取樣僅在表層，代表性不強。

　　4.2輕便觸探

　　采用輕便觸探儀對樁頂區(qū)段7d齡期強度進行連續(xù)檢測，并根據(jù)觸探擊數(shù)N10來判斷水泥土強度。此方法操作簡單，是常用的檢測和施工控制方法。

　　4.3開挖后對挖出的樁體進行直觀檢查，水泥和土層攪拌均勻，質(zhì)地堅硬，成型一致，樁徑滿足設(shè)計要求。

　　4.4取芯檢驗

　　采用J-50型鉆機，開孔用φ110口徑鉆頭、下部用φ90鉆頭以回旋方式鉆進取芯，隨機抽取樁身芯樣，檢測其長度及芯樣無側(cè)限抗壓強度，單樁長度偏差基本在-0.12~+0.08之間，芯樣無側(cè)限抗壓強度在2200~4300kpa之間。

　　5施工注意事項

　�。�1）施工前標定攪拌機的灰漿泵輸漿量等施工參數(shù)。

　�。�2）按圖紙進行樁位放樣，樁位偏差不大于5cm。

　�。�3）每一根樁開鉆必須連續(xù)施工，嚴格控制噴漿及停漿時間，不得間斷，以確保噴樁質(zhì)量和長度。

　�。�4）鉆桿下沉前，用全站儀或用垂線量測鉆桿的傾斜度，使傾斜度不大于1.5%。

　　6結(jié)論

　　水泥攪拌樁處理軟土地基能有效的使樁、土形成復(fù)合地基，在荷載作用下，應(yīng)力向樁體轉(zhuǎn)移，大大降低了樁間土的應(yīng)力，從而使低級的沉降量相應(yīng)減少，并能有效防止路基沿地基軟弱面滑移而造成的剪切破壞。在處理軟土地基中不失為一種快捷、徹底、有效的加固措施。

　　影響水泥攪拌樁強度的主要因素有：水泥摻入量、水泥強度等級、齡期、外摻劑、土的含水量、外摻劑以及土體壓力，同時施工工藝對攪拌樁承載力的影響也至關(guān)重要。

　　水泥土的機理主要有以下4個層次：土的固有性質(zhì)、物理改良、水泥硬化及化學(xué)反應(yīng)�！　�

　　【參考文獻】

　　[1]交通部.JTGD30—2004公路路基設(shè)計規(guī)范.北京.人民交通出版社

　　[2]交通部.JTGE40—2007公路土工試驗規(guī)程.北京.人民交通出版社

　　[3]交通部.JTGF10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范.北京.人民交通出版社

　　[4]姚祖康.《路面》.北京.人民交通出版社2006