水泥攪拌樁的原理及應用技術分析

1、<p>　　水泥攪拌樁的原理及應用技術分析</p><p>　　[摘 要]水泥攪拌樁是一種地基處理新技術，在公路施工中得到廣泛應用，主要對于淤泥質土、粉質粘土及飽和性土等軟土地基的處理效果顯著。本文從水泥攪拌樁的原理入手，分析了公路施工中水泥攪拌樁應用技術。 </p><p>　　[關鍵詞]水泥攪拌樁；原理；應用技術；現(xiàn)場施工；管理控制 </p><p>

2、　　中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0123-01 </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　水泥攪拌樁是深層軟基處理的常見方式，水泥攪拌樁是通過物理攪拌的形式，使水泥漿和泥土中的礦物質發(fā)生固化反應，以加強樁間土強度為主的施工方法。但是隨著軟土地基施工技術的提高，對水泥攪拌樁的應用和成樁質量

3、提出了更高的要求，所以針對水泥攪拌樁對軟土地基的處理及應力分析等技術方面就顯得十分重要。 </p><p>　　一、水泥攪拌樁的原理 </p><p><b>　　1、反應原理 </b></p><p>　　水泥攪拌樁是使用物理原理進行攪拌，并且是水泥和泥土發(fā)生反應，形成水泥土，在攪拌過程中，水泥的化學反應和混凝土的硬化原理不同，混凝土主要是通

4、過調整級配使骨料和水泥在水解的過程中迅速凝結提高軟基承載力。而水泥攪拌樁則是相反，它將水泥調整完成后通過水泥量的摻拌直接加入到水泥中，使水泥在水解和水化反應中能夠將泥土做為主要的反應介質，所以水泥攪拌樁在反應的過程中十分緩慢，并且反應原理復雜，這也是水泥攪拌樁在混凝土強度增長中慢于混凝土的主要原因。 </p><p><b>　　2、水泥水化反應 </b></p><p&

5、gt;　　普通硅酸鹽水泥中含有大量的二氧化硅、氧化鈣、三氧化硫、三氧化二鋁等物質，這些物質和氧氣的作用下形成了硅酸二鈣、硅酸三鈣、硫酸鈣鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等化合物，這些化合物的本身強度較高，并且和軟土中其它物質反應，形成新的化合物。水泥在水化反應的過程中，能夠離析出大量的鈣離子，如果土壤中的環(huán)境為堿性，并且生成不溶于水的結晶化合物，加大水泥樁強度。 </p><p><b>　　3、沉降處理 <

6、/b></p><p>　　進行軟基地段的沉降處理要根據(jù)不同的地質條件和巖層性、軟土厚度、和其它特性等進行分析和驗算，再制定處理方式。在不同路段，對地基的沉降處理必須控制在允許范圍內，對于普通軟土地段通常采取排水方式，進行處理。而對于較深層軟基段則使用。砂墊層+土工格柵（褥墊層）+深層水泥土攪拌樁+超載預壓的處理方式。這種組合的沉降處理能夠極大的提高軟土地基的承載力。 </p><p&g

7、t;　　二、水泥攪拌樁的施工工藝 </p><p>　　在水泥攪拌樁施工前要做好施工場地平整。鉆孔機要保證水平，鉆機的垂直誤差必須小于1%。在開鉆前要進行預先攪拌，要使攪拌機進行預熱，當設備運行正常后再進行下開鉆。水泥漿的制備要嚴格遵循配合比，當攪拌機下挖到一定深度后根據(jù)配合比要求將水泥漿倒入集料斗中。在噴漿攪拌后，就可以在攪拌機下沉到設計深度后，使用灰泵將水泥壓入地基中。并且在樁底處位置進行注漿，要保持邊噴漿，

8、邊旋轉提升。提升速度不能大于50cm/min。初次攪拌完成后還要進行在此復攪，這樣就能夠保證達到設計深度后，集料斗中的水泥漿能夠正好排空。放漿速率要保證未達到樁頂前，料斗中的水泥漿未排出前仍有水泥漿，如果料斗中有剩余，可以在樁身上進行攪拌，并且攪拌直到泥漿全部排出。一根樁體完成后要在料斗中裝入適量的清水，并且開啟灰漿泵，清洗管道中的全部殘漿。直到設備內完全清潔。然后將鉆頭提升到地面后，對鉆機進行移位對孔，然后進行下一根樁體的施工。 &l

9、t;/p><p>　　三、公路施工中水泥攪拌樁應用技術分析 </p><p><b>　　1、施工前的準備 </b></p><p>　　1.1施工人員的準備 </p><p>　　應結合要求對相關技術能力的人員進行組織，同時要求技術負責人、管理人員以及技術人員應有較強的責任心，必須在現(xiàn)場各施其責，具有較為豐富的施工經驗，并

10、確保做到持證上崗。 </p><p>　　1.2施工機械的和電腦記錄儀的選配 </p><p>　　對工程要求的水泥和加固劑等原材料進行選用，在選用之前，必須根據(jù)相關設計要求及試驗規(guī)范，試驗水泥、加固劑等安定性、強度、凝結時間以及細度等指標，當試驗達到合格之后即可投入使用。 </p><p>　　1.3施工材料的準備 </p><p>　　對

11、工程要求的水泥和加固劑等原材料進行選用，在選用之前，必須根據(jù)相關設計要求及試驗規(guī)范，試驗水泥、加固劑等安定性、強度、凝結時間以及細度等指標，當試驗達到合格之后即可投入使用。 </p><p>　　1.4施工場地的準備 </p><p>　　事先對水泥攪拌樁施工場地進行平整，對樁位處地上和地下的一切障礙實施徹底清除。運用粘土對場地低洼位置實施回填，禁止運用雜填土開展回填施工。 </p&

12、gt;<p><b>　　1.5室配試驗 </b></p><p>　　應在加固的軟弱地基，采用鉆探等方法采集必要數(shù)量的代表性土樣，試料土含水量應根據(jù)同一地壓至少3處取樣試驗結果確定，試料土制備應滿足下列要求；除去土中所夾有的貝殼，樹枝，草根等雜物；以現(xiàn)場施工為目的的室內配合比試驗應采集保證天然含水量的擾動土；當采用風干土試料時，土料應粉碎，過5mm篩，室內加水至相當于天然含水

13、量的試料土，放置24h，并防止水分蒸發(fā)；水泥用量應按施工圖設計文件要求取中值、以及標準值等三個水泥用量進行試驗。 </p><p><b>　　1.6試樁的準備 </b></p><p>　　一般隨著水泥攪拌樁次數(shù)的增多，均勻度也會跟著有所提升，然而，次數(shù)過多也會導致施工工期延長的現(xiàn)象發(fā)生，對于工程項目存在的工期緊的現(xiàn)狀而言，很可能會耽誤工期，因此，應運用試樁的方式，

14、使最佳攪拌次數(shù)、泵送、水泥漿的水灰比以及壓力等參數(shù)得到有效確定，并有效掌握攪拌機鉆進速度、復攪深度以及提升速度，使合理的工藝流程得到有效確定，便于下一步攪拌樁的大規(guī)模施工，試樁工作的開展能將工程質量和施工速度得到有效提升。 </p><p>　　2、水泥攪拌樁施工技術的控制要點 </p><p>　　2.1持力層的確定必須達到準確。通常情況下，樁體最多能進入持力層50cm，深度不宜過深，否

15、則會有幾方面的危害產生： </p><p>　　2.1.1由于底部有較大壓力，水泥漿無法滲入，且底部無法成樁，最終引發(fā)樁長不足的現(xiàn)象。 　　2.1.2通常情況下，由于底部多為粘土或亞粘土，土質相對較硬，帶漿下鉆難度較大且無法下鉆，無法將土體拌碎。當不帶漿下鉆施工時，由于無法將土體拌碎，一般會造成糊鉆的現(xiàn)象發(fā)生，土體和鉆頭構成圓柱體形狀，導致樁內土體受到積壓，出現(xiàn)掉樁頭或樁內水泥漿外溢等問題。 </p>

16、;<p>　　2.1.3通常情況下，水泥攪拌樁施工多為下鉆噴漿，若向較深的持力層內進入，為了避免下鉆堵管現(xiàn)象發(fā)生，只能開展一直噴漿操作，然而，由于底部下鉆速度特別慢，引發(fā)底部水泥漿用量相對較多，從而使水泥漿順著鉆桿向地面外溢出，進一步縮短了樁體的整體施工時間。 </p><p>　　2.2為了使樁體攪拌均勻得到保障，樁機鉆頭應對6個以上的橫向攪拌刀片進行焊接，且每個橫向刀面上需要焊接1～2個豎向攪拌

17、刀片，同時使樁體的豎向攪拌效果得到保障，要求豎向攪拌刀片的長度應超過5cm，且寬度保持在大于或等于2cm即可。 </p><p>　　2.3運用吊掛垂球的方式在樁機井架的正面和側面進行設置，垂球的重量保持在2kg以上，避免在施工過程中產生樁機傾斜，從而導致在檢測的過程中，無法檢測至底部，最終即便有再好的樁體質量也無濟于事。 </p><p>　　2.4為了確保水泥漿的配合比與要求相符且對每

18、根樁所使用的水泥漿量的均勻充足得到保障，便于現(xiàn)場施工人員及旁站人員的操作與監(jiān)督。若所有施工的樁長長度都相對統(tǒng)一時，可一次拌制或兩次拌制完成單根樁所需的水泥漿。若有較短的樁長存在時，可進行2～3根樁所需的水泥漿進行一次拌制完成，在使用時，可在水泥漿罐的管壁上對每根樁所需的水泥漿深度刻度線進行焊接出來。 </p><p>　　2.5在現(xiàn)場進行施工的過程中，由于施工工藝的素質普遍不高，在水泥漿拌制的過程中，一般未能嚴格

19、按照書面上的要求對水泥漿進行制作，從而引發(fā)施工過程中水泥漿拌制和使用出現(xiàn)混淆，嚴重影響到工程施工的整體質量。 </p><p><b>　　四、結束語 </b></p><p>　　綜上所述，對于公路工程水泥攪拌樁施工技術來說，屬于一項相對復雜的工程。在實際施工中，應對工藝、技術和質量關實施嚴格把握，從而在實際操作中需要同時對多個工種進行施工操作。所以，作為公路工程項

20、目施工的關鍵，公路建設中的水泥攪拌工程也會有較高的技術要求存在。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 柳人銘，公路施工中水泥攪拌樁應用技術[J]交通標準化.2012（16）：123. </p><p>　　[2] 陳俊，路橋施工中水泥攪拌樁的應用分析[J]中華民居（下旬刊）.2014（04）：203.

21、</p><p>　　[3] 李立書.公路施工中水泥攪拌樁應用技術淺析[J].今日科苑，2009（20）：116. </p><p>　　[4] 鄭 剛，姜忻良，顧曉魯援水泥攪拌樁荷載傳遞機理研究[J]援土木工程學報，2002，5. </p><p>　　[5] 何開勝援水泥土攪拌樁設計計算方法探討[J]援巖土工程學報，2003，1. </p><