浅谈水泥搅拌桩在公路软基中的应用

陈晓东

（中交四航局第一工程有限公司，广东 广州 510000）

水泥搅拌桩施工原理是用水泥等材料作为固化剂，用专用的搅拌钻机将固化剂等喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基。用这种方法来处理公路软弱地基十分有效。水泥搅拌桩适用于淤泥质土、粉质黏土及饱和性土等软土地基，就其加固效果来说，它降低了软土的压缩性，同时提高了软土的抗剪强度，改善了软土的力学特性。

1 工程概况

该工程共分为A1、A2两个标段，A1是K0＋800～K1＋700，A2是K0＋1700～K2＋718，道路总长1.918 km，两个标段的总工期都是240日历天。软基是本工程路段内存在的不良地质主要现象，并且软基处理必须在90日历天内完成，工期非常紧张。设计要求路基采用水泥搅拌桩＋级配碎石垫层进行处理，水泥搅拌桩桩径50 cm，三角形布置，桩间距1.5～1.3 m，桩顶设置50 cm厚的级配碎石垫层。全线需要处理的软基长度约1.9 km，软土厚度达3 m以上。要处理的软基深度在8～17 m之间，水泥搅拌桩应打透软土层并进入硬层0.5 m。

2 水泥搅拌桩的施工过程

2.1 施工前准备工作

（1）人员准备。应该按要求组织有相关技术能力的人员，同时管理人员、技术负责人和技术人员要有责任心，必须到现场各施其责，要有丰富的施工经验，要持证上岗。

（2）机械准备。要使用符合要求的施工机械，每台搅拌机必须配备注浆自动记录仪，施工单位要对每台桩机设备及仪表进行自检自纠，经业主或监理单位检查合格后才能进场。

（3）材料准备。选用工程要求的水泥和加固剂等原材料，选用前一定要按相关设计要求和试验规范对水泥和胶沙进行强度、安定性、细度和凝结时间等指标进行试验，试验合格后方可投入使用。

（4）场地准备。水泥搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填黏土，不得回填杂土。

（5）试桩准备。通常情况下水泥搅拌桩搅拌的均匀度随着次数的加多而提高，可是次数过多会造成施工工期的延长，在像本工程实例一样工期紧的情况下有可能耽误工期。所以通过试桩来确定最佳搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送和压力等参数，并且还可以掌握搅拌机钻进速度、提升速度和复搅深度等，确定合理的工艺流程，为下一步搅拌桩的大规模施工提供依据，试桩能有效提高工程质量和施工速度。

2.2 施工工艺流程

水泥搅拌桩的施工工艺流程大同小异，结合本工程实例总结如下施工工艺流程：地面清理→布设桩位→对搅拌机进行定位调平→搅拌机正钻下沉至设计深度→配制水泥浆→先打开注浆泵，然后反转均匀提升钻机→第一次喷浆搅拌提升，边喷浆边提升→重复搅拌喷浆→重复反转至设计加固高度→均匀提钻→成桩结束→移至下一桩位。

2.3 施工注意事项

（1）施工的喷浆过程不能中断，要保证整个桩体的均匀性，桩体一定要进入到持力层0.5 m以上。

（2）水泥的单位体积消耗量一定要到达到设计要求，如果喷浆量不足，要及时对原桩复钻复喷。

（3）搅拌桩的垂直偏差不能超过1.5%，桩位偏差不超过5 cm，可以通过在钻杆顶挂吊锤这项措施来实现此项控制。

（4）在桩体检测合格后一个月以上才能进行填土；在桩顶上面铺设一层厚30 cm的碎石，以此来增加承载力。

（5）注意施工过程的安全，所有施工及工作人员都应该在安全距离之外，另外由于是不间断施工容易造成施工人员疲劳，有可能因此出现施工安全事故。

3 质量控制

3.1 质量控制要求

（1）对成桩28 d后的搅拌桩采用复合地基静荷试验，复合地基承载力应不小于设计值120 kPa，检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（2）对成桩28 d后的搅拌桩采用单桩载荷试验，单桩承载力应不小于设计值12 kN，检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（3）对成桩28 d后的搅拌桩进行钻孔取芯（桩身上中下段各取一组），检测桩身无侧限抗压强度试验，并了解桩身强度、完整性和桩长是否达到设计要求。检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（4）对成桩7 d后的搅拌桩，由施工单位进行开挖自检，各相关单位人员到场检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，测量成桩直径，并如实做好记录，检查数量为施工段总桩数的5%。

3.2 质量控制方法

质量控制主要采取的是抽查方法，因为在软基处理的过程中桩基的数量往往比较大，不可能每根桩基都进行检查，这样不仅会影响工期，也会增加工作量，因此既能保证质量又能保证不耽误工期的最好办法是抽查。抽查采取按桩机编号随机抽查和按施工台班抽查两种方法相结合。抽查时做好抽查记录，包括桩编号、设计桩长、实际桩长、电流量等数据。

3.3 质量控制内容

质量控制内容比较多，并且可能因为具体工程情况不同而控制内容也有可能不一样，结合本工程实例，阐述以下重点质量控制内容：①施工单位管理人员是否到位，桩机操作人员是否持证上岗。②机械及仪表运行是否正常。③自动记录仪显示桩长与实测桩长是否一致。④复搅深度、次数及提升速度是否符合要求。⑤每盘浆液拌制水泥用量是否符合要求。⑥施工与施工记录是否同步，记录是否完整、属实。⑦水泥搅拌桩施工出现异常情况处理。

3.4 质量控制过程出现的问题

在本工程的质量控制过程中出现了以下问题：

（1）施工单位项目机构人员问题。施工单位项目机构人员未按投标文件所承诺的人员配备齐全到位；施工单位工程技术负责人未按要求到工地，施工技术人员未按要求到现场控制施工参数的实施，桩机操作人员没有持证上岗；工程技术负责人未对工人进行详细交底。

（2）施工机械问题。电流表、压力表、自动记录仪等在运行中有个别出现故障；自动记录仪显示桩长与实测桩长有个别出现不一致；现场水泥搅拌桩桩机钻头没有根据设计图纸要求，整改为叶片三层，每层两片；施工单位没有对每台桩机设备及仪表进行自检自纠。

（3）施工工艺。施工人员施工记录不及时，对电流数据变化未认真观察，施工记录与施工不同步，记录不完整属实；施工单位没有严格按设计及配合比试验报告的要求控制水灰比，并检查每盘浆液密度；施工过程中，没有提供水泥喷浆段浆量公式、计算过程及结果，应该同时由工程技术负责人审核签字，并报监理工程师审查；喷浆灌浆量及段浆量等参数没有按要求注明在标牌上，挂设在现场；不是所有桩机配备有桩位图，且每打完一根桩在桩位图上标记出来。

（4）对试打工程桩成桩28 d后抽查检验。单桩载荷试验共选5根，已检测4根完成，部分不合格，单桩承载力设计值≥12 kPa，试验结果最小值14 kPa，最大值25 kPa；钻孔取芯检测共选5根，已检测4根完成，部分芯样呈碎状，部分未取出，局部芯样未凝结；复合地基承载力试验共选6根，承载力设计值≥120 kPa，已检测1根完成，结果合格。

4 质量控制过程出现问题的处理

（1）施工单位管理人员未到位，桩机操作人员未经考核合格持证上岗的，发出监理工程师通知单责令施工单位改正。

（2）出现机械及仪表故障时，要求该机立即停工，该桩应重新施工，仪表应重新检定合格后方可使用。

（3）自动记录仪显示桩长与实测桩长不一致时，该桩机在该时段施工的桩长按最小长度计算。

（4）复搅深度、次数及提升速度不符合要求时，发出监理工程师通知单，责令施工单位改正。

（5）随机抽查每盘浆液密度，当拌制水泥用量不符合要求时，发出监理工程师通知单，责令施工单位改正。

（6）水泥搅拌桩施工与施工记录未同步，或桩编号、设计桩长、实际桩长、电流量、成桩时间、喷浆量等数据未记录完整的，发出监理工程师通知单，责令施工单位改正。每台桩机必须配有桩位图，每打完一根桩在桩位图上标记出来。

（7）水泥搅拌桩施工出现实际桩长大于设计桩长1m以上，或小于设计桩长很多，以及出现其他异常情况时，必须及时通知监理、业主、设计及勘察等单位处理。

5 结束语

总之，在公路软基处理中，水泥搅拌桩能有效减少总沉降量，能承受较大的加荷速率，抗侧向变形能力强，但由于水泥搅拌桩是地下隐蔽工程，在施工过程中，针对各个施工阶段，必须采取有效的质量控制措施，确保水泥搅拌桩处理软基的加固效果。