軟基在我國(guó)的東部、南部沿海，普遍有分布；同時(shí)，該區(qū)域也是我國(guó)人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、建筑密集的區(qū)域。在該區(qū)域修建的道路工程，不可避免的會(huì)遇到軟基處理的問題。軟基一般具有高含水性、低密度、低強(qiáng)度、高壓縮性、低透水性和中等靈敏度的特點(diǎn)，一般壓縮沉降量大、排水固結(jié)慢、地基穩(wěn)定性差。
軟土地基處理的方式比較多樣，有換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換法、砂石樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿等?？筛鶕?jù)不同的項(xiàng)目情況選用合適的地基處理方式。
其中深厚飽和粘土為主地基的處理方法主要是堆載預(yù)壓和水泥攪拌（含粉噴）樁等方法。深厚松散沙（粉）土為主地基的處理方法主要有強(qiáng)夯法、擠密砂（石）樁法和水泥攪拌（含粉噴）樁等方法。
1、項(xiàng)目情況簡(jiǎn)介
廣東省連州至懷集公路項(xiàng)目，位于廣東省西北部山區(qū)，是國(guó)家高速公路網(wǎng)第7縱線的一段，也是廣東省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中第7縱線的一段，是泛珠三角區(qū)合作公路、水路交通規(guī)劃的一部分，是溝通香港、澳門與湖南、廣西的又一條重要通道。
2、地質(zhì)情況分析
沿線軟土主要由第四系沼澤相淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土（層號(hào)為3-0、3-1）組成，以淤泥質(zhì)亞粘土為主，局部為軟塑粉質(zhì)粘土，層號(hào)為2-1r；總體呈點(diǎn)狀或帶狀隨機(jī)分布于山間洼地或谷地。本項(xiàng)目軟土一般賦存較淺（谷地局部較深），沼澤相淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土約2～2.5米的采取換填法，厚度大的采取排水法結(jié)合預(yù)壓處理。
3、 地基處理方式的確定及加固機(jī)理
3.1 綜合考慮項(xiàng)目的地質(zhì)情況、造價(jià)、施工工藝等因素以及參考了周邊項(xiàng)目的處理方法，兩種方式比較合適：預(yù)壓法、水泥土攪拌法。
預(yù)壓法：是通過堆載或真空預(yù)壓，使地基土固結(jié)的地基處理方法。比較經(jīng)濟(jì)、歷時(shí)較長(zhǎng)。需先查清土層、水層、地下水類型等，并取得先期固結(jié)壓力、空隙比與固結(jié)壓力的關(guān)系、滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及原位十字板抗剪強(qiáng)度等。并在預(yù)壓過程中進(jìn)行豎向變形、側(cè)向位移、孔隙水壓力、地下水位等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行原位十字板剪切試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn)。
水泥土攪拌法：是以水泥為主要固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的樁體的地基處理方法。優(yōu)點(diǎn)比較明顯：就地?cái)嚢?、最大限度利用原土，地基土不?huì)側(cè)向擠出、對(duì)周圍建筑干擾少，樁體布置形式靈活。但是需要做一定的摻量的配合比。
由于預(yù)壓法的工期較長(zhǎng)，需歷時(shí)半年至一年，考慮到項(xiàng)目的施工工期要求，舍棄該方案，確定為水泥土攪拌法，根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)，最終確定采用深層攪拌法（濕法）。
3.2 水泥土攪拌法加固機(jī)理
3.2.1 水泥的水解和水化反應(yīng)
水泥中的硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、硫酸鈣為反應(yīng)物，與水反應(yīng)，生成一系列的化合物。生成的化合物也會(huì)參與反應(yīng)，繼續(xù)增加土體強(qiáng)度。
3.2.2 粘土顆粒與水泥水化物的作用
上述生成物繼續(xù)發(fā)生離子交換和團(tuán)?；饔?、硬凝反應(yīng)、碳酸化作用。最終被粉碎的越均勻的土體，水泥土的總體強(qiáng)度越高。
3.2.3 其他影響因素
水泥土的強(qiáng)度隨水泥用量增加而增加；隨齡期增長(zhǎng)，持續(xù)時(shí)間約三個(gè)月；隨水泥標(biāo)號(hào)增加而增加；隨土樣含水量增加而減少；隨土中有機(jī)質(zhì)含量增加而減小，有機(jī)質(zhì)含量高的軟土，單純采用水泥的加固效果不好；部分種類的外摻劑可有效改變水泥土的強(qiáng)度、齡期強(qiáng)度增長(zhǎng)等；較好的養(yǎng)護(hù)方法和養(yǎng)護(hù)條件，可以提高水泥土的早期強(qiáng)度。故，合理確定水泥摻量、減少齡期內(nèi)擾動(dòng)、適當(dāng)選用外摻劑對(duì)水泥土強(qiáng)度有較好的幫助。
4、水泥攪拌樁參數(shù)確定
項(xiàng)目的地基處理情況基本決定了項(xiàng)目的工程質(zhì)量，特別是整個(gè)項(xiàng)目的軟土地基完全由水泥攪拌樁控制。
確定復(fù)合地基處理目標(biāo)：承載力120KPa，沉降要求≤0.3m，工后差異沉降控制在2%。
4.1 樁間距確定
根據(jù)項(xiàng)目需要、規(guī)范要求，確定樁徑0.5米。由于樁周土的力學(xué)性質(zhì)很差，擬定采用樁間距1.2米的三角形布置。由于該處地基情況很差，地下情況復(fù)雜，樁端要求進(jìn)入持力層最小深度0.8米。
4.2復(fù)合地基計(jì)算
按照最不利位置的樁基布置進(jìn)行復(fù)核。
4.2.1單樁承載力計(jì)算
樁身強(qiáng)度計(jì)算：
Rk1=qs*l*S+a*Ap*fk=131.51KN；Rk2=η*quc*Ap=137.80KN；根據(jù)計(jì)算結(jié)果，單樁承載力取值采用較小值。
4.2.2復(fù)合地基承載力計(jì)算
面積置換率m=0.190512，復(fù)合地基承載力fk=m*Rk/Ap+β*（1-m）*fs=137.83KPa。
根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，單樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求，復(fù)合地基承載力也可以滿足設(shè)計(jì)的要求。
4.3樁頂褥墊層設(shè)計(jì)
考慮到項(xiàng)目水泥攪拌樁和淤泥的性質(zhì)差別較大，為保證復(fù)合地基的整體受力性能，故考慮在樁頂設(shè)置50cm砂墊層，并保證樁頂進(jìn)入砂墊層10cm。
4.4沉降分析
豎向承載攪拌樁復(fù)合地基的變形包括兩個(gè)部分：攪拌樁復(fù)合土層的平均壓縮變形S1和樁端下未加固土層的壓縮變形S2。
4.4.1復(fù)合地基的沉降分析
攪拌樁的壓縮模量Ep=1.8X105kPa；樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的Es=2.68MPa；復(fù)合土層的壓縮模量為Esp=m.Ep+（1-m）.Es=34294Kpa
攪拌樁復(fù)合土層頂面的附加應(yīng)力Pz為120KPa。根據(jù)Esp/Es=12.78，z/b=12/12=1查表得θ=300。攪拌樁復(fù)合土層底面的附加應(yīng)力為Pzl=b（Pk-Pc）/（b+2Z*tanθ）=55.7KPa。
攪拌樁復(fù)合土層的壓縮變形S1=（Pz+Pzl）*l/（2*Esp）=30.7mm
4.4.2樁端土的壓縮變形
復(fù)合地基底面的附加應(yīng)力為55.7KPa，自重應(yīng)力為140Kpa，土層的壓縮模量為30MPa；6米下的附加應(yīng)力為46.9KPa，自重應(yīng)力為200kPa；對(duì)應(yīng)的e值=e1-e2=0.015。經(jīng)過計(jì)算并參考周邊項(xiàng)目的e-P曲線，在樁端6米范圍內(nèi)，壓縮量<5cm。
4.4.3經(jīng)計(jì)算和分析，復(fù)合地基的沉降量<10cm。滿足規(guī)范的要求。
4.5管基、井底等特殊部位處理
項(xiàng)目的污水管的管底高程低于復(fù)合地基頂面標(biāo)高，為保證污水管的管底有足夠的承載力，在管底部位至少保證有三根樁形成復(fù)合地基來承載。并保證管底有50cm砂墊層。
5、水泥攪拌樁施工方法
5.1
材料要求
采用32.5級(jí)以上的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。
采用飲用水，使用非飲用水需控制硫酸鹽和含鹽量。PH值≥4。
5.2施工方法
5.2.1 清理平整施工場(chǎng)地
施工前開挖排水溝及時(shí)排除地面積水，平整施工場(chǎng)地，回填50cm碎石并碾壓密實(shí)作為施工面。攪拌樁停漿面高于設(shè)計(jì)樁頂面50cm,攪拌樁施工結(jié)束后，回填50cm砂墊層，碾壓密實(shí)后作為路基墊層。
5.2.2 標(biāo)出鉆孔位置
在整平后的場(chǎng)地上按設(shè)計(jì)要求標(biāo)出攪拌樁位置（誤差不得大于2cm），并測(cè)量場(chǎng)地的高程，確定噴漿標(biāo)高和停漿標(biāo)高。
5.2.3 前臺(tái)鉆機(jī)定位、鉆進(jìn)及后臺(tái)拌合水泥漿
鉆機(jī)就位，對(duì)正樁位（樁位誤差不大于2cm），調(diào)平樁機(jī)機(jī)身,保證樁的垂直度（允許偏差1.5%），啟動(dòng)主電機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度（攪拌樁穿透淤泥層進(jìn)入持力層約50cm）。在前臺(tái)就位鉆進(jìn)的同時(shí)，后方應(yīng)按照試驗(yàn)室提供的水泥漿配合比制漿，制備好的水泥砂漿不得離析,泵送必須連續(xù)，注漿壓力控制在0.4MPa～0.6MPa。水泥漿池宜設(shè)兩個(gè)，一個(gè)用以控制配比，一個(gè)做泵送池?？刂茲{液的罐數(shù)、水泥及外摻劑的用量及泵送漿液的時(shí)間應(yīng)由專人記錄。針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)施工班組操作人員作業(yè)水平不高的現(xiàn)象，可以在拌漿桶上用油漆標(biāo)識(shí)水位線，然后交底給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，在注水到該水位線時(shí)，加多少包水泥攪拌就是設(shè)計(jì)的配合比。以簡(jiǎn)單明了的方式保證水泥攪拌樁漿液符合設(shè)計(jì)要求。
5.2.4 水泥攪拌樁采用四攪四噴成樁的施工步驟
設(shè)備就位：攪拌機(jī)的鉆桿須垂直并對(duì)準(zhǔn)樁位，檢查深度計(jì)轉(zhuǎn)軸中心是否位于刻度盤中心，確保攪拌樁深度計(jì)量準(zhǔn)確。
第一次鉆進(jìn)：在確認(rèn)漿液從攪拌葉的出漿口噴出后，方可啟動(dòng)攪拌機(jī)，以60r/min的轉(zhuǎn)速和不大于1m/min的鉆進(jìn)速度，順時(shí)針方向邊鉆邊噴漿，直至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)（在不變動(dòng)檔位的前提下，電流表電流突變后，再向下鉆進(jìn)50cm），再繼續(xù)噴漿30s后，改逆時(shí)針方向攪拌噴漿提升至設(shè)計(jì)樁頂。
第二次鉆進(jìn)：以同樣方式再次順時(shí)針方向鉆進(jìn)注漿，直至復(fù)攪噴漿到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)后，改逆時(shí)針方向攪拌噴漿提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高,再原地繼續(xù)噴漿30s，停止噴漿。
兩次循環(huán)鉆進(jìn)成樁：經(jīng)過上下兩次循環(huán)鉆進(jìn)提升，使水泥漿液在樁孔內(nèi)攪拌4次成樁。
5.2.5 樁機(jī)移位
復(fù)攪完成后，將鉆頭提出地面,停止主電機(jī)、填寫施工記錄并將樁機(jī)移至下一孔位。
5.3施工注意事項(xiàng)
國(guó)內(nèi)目前的水泥樁攪拌法多為中心管噴漿方式和葉片漿噴方式。后者是使水泥漿從葉片上若干小孔均勻噴出，對(duì)大直徑葉片和連續(xù)攪拌比較合適，但噴孔易堵塞，且只能用純水泥漿；前者是從攪拌軸中間另一中心管噴出，若葉片直徑在1米以下，不影響攪拌均勻度，且適合多種固化劑。根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，推薦使用前者。
5.3.1施工前進(jìn)行水泥加固土的室內(nèi)試驗(yàn)，確定合理的水灰比，本項(xiàng)目根據(jù)計(jì)算結(jié)果以及參考其他周邊項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，并滿足設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范的要求，確定水泥用量為55kg/m，并推薦水灰比為0.45～0.55，最終以試驗(yàn)為準(zhǔn)。
5.3.2施工前，進(jìn)行場(chǎng)地平整，并需進(jìn)行不少于5根的試驗(yàn)工藝樁，以校核機(jī)具性能及施工參數(shù)。包括灰漿稠度、工作壓力、鉆進(jìn)和提升速度參數(shù)。
5.3.3施工時(shí)應(yīng)控制噴漿速度，注漿泵出口壓力應(yīng)控制在0.4～0.6MPa。
應(yīng)盡量連續(xù)施工、連續(xù)供漿；如因故短時(shí)間停漿，應(yīng)將攪拌頭下沉到停漿點(diǎn)下0.5米重新噴漿攪拌。超40分鐘，應(yīng)清洗輸漿管。
攪拌樁頂部1米，應(yīng)重復(fù)噴漿；樁底0.5米內(nèi)，應(yīng)減慢速度，保證有足夠的噴漿量；為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口后，應(yīng)噴漿座底30s，使?jié){液完全充滿樁端，這個(gè)對(duì)保證工程質(zhì)量尤其重要。
5.3.4應(yīng)控制施工機(jī)具的平整度，保證施工中的穩(wěn)定性，不發(fā)生傾斜和移動(dòng)，機(jī)架和鉆桿的傾斜度應(yīng)≤1.0%，施工中應(yīng)采用吊錘觀測(cè)鉆桿的傾斜度，并對(duì)傾斜的鉆桿進(jìn)行調(diào)整。
控制對(duì)中誤差≤20mm。
5.3.5制備好的泥漿應(yīng)不得離析，并控制停置時(shí)間≤2h。
5.3.6應(yīng)控制攪拌機(jī)的下沉和提升速度≤1.0m/min。
5.3.7定期檢查槳葉的尺寸，鉆頭直徑損耗≤1cm。
5.3.8對(duì)樁長(zhǎng)采用電流和長(zhǎng)度雙控的原則進(jìn)行，保證工程質(zhì)量，確保水泥攪拌樁進(jìn)入持力層足夠的深度。
6、水泥攪拌樁施工觀測(cè)、檢測(cè)要求
水泥攪拌樁施工完，應(yīng)進(jìn)行N10檢測(cè)、抽芯試驗(yàn)、單樁載荷試驗(yàn)、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。并應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)。
6.1成樁齡期7d內(nèi)用輕便觸探器進(jìn)行N10檢測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為10%總樁數(shù)。
6.2成樁28d后進(jìn)行抽芯、單樁以及復(fù)合地基承載力監(jiān)測(cè)，該試驗(yàn)需剔除樁頭0.5米。
6.2.1按照1%頻率進(jìn)行抽芯試驗(yàn)，對(duì)重點(diǎn)部位以及持懷疑的樁進(jìn)行重點(diǎn)抽測(cè)。
6.2.2進(jìn)行單樁、復(fù)合地基承載力的檢測(cè)。
6.3道路每100米，進(jìn)行道路斷面的沉降觀測(cè)。每斷面設(shè)置三個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。
應(yīng)控制推算的工后沉降量小于設(shè)計(jì)容許值，并連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降值≤5mm/月，方可進(jìn)行下道工序的施工。
7、 施工中質(zhì)量控制
7.1建立完善的施工質(zhì)量保證體系；并根據(jù)試樁結(jié)果、質(zhì)量體系要求確定合理的施工技術(shù)方案，供現(xiàn)場(chǎng)人員操作。
7.2按照施工工藝要求進(jìn)行施工，并建立完整的施工技術(shù)檔案。
7.3堅(jiān)持第三方全過程監(jiān)理、旁站。并執(zhí)行工程質(zhì)量見證取樣和送檢制度的實(shí)施。
8、結(jié)語
在已處理軟基段，通過以上的設(shè)計(jì)以及技術(shù)控制，再對(duì)路基路面的觀測(cè)以及對(duì)沉降觀測(cè)結(jié)果的分析表明，水泥攪拌樁對(duì)該段路基的處理是成功的。
