水泥搅拌法在公路软基处理中的应用

柯永海

（湛江市公路管理局吴川分局，广东 吴川 524500）

水泥搅拌法通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用，在建筑工程施工中确保工程质量的前提下能够降低施工成本、缩短基础处理施工工期，在工期紧、出于成本考虑不易进行基坑大开挖或基础土质换填，考虑使用水泥搅拌桩进行基础处理应该是经济、科学的施工方案。

1 施工前的准备阶段

（1）施工前应平整场地，遇有池塘或洼地应首先清淤、回填黏性土料并予以压实。

（2）及时组织人员对设备提前进场进行安装调试，为正式开工做准备。

（3）进场水泥必须具备“三证”（生产许可证、准用证、合格证）。水泥运抵现场后要按相关规定进行复检，复检合格方可使用。

（4）技术人员按设计要求及现场施工条件向各机组进行技术、作业流程工序、质量标准和安全生产交底，并做好记录。

2 搅拌均匀程度控制

深层搅拌机施工时搅拌次数越多则拌和越均匀，水泥土强度也越高，但施工效率却相应降低。所以应根据搅拌机的各项参数获取搅拌次数的最佳值。每遍搅拌次数N由以下公式计算：

N＝h cosβ∑z /v×n

式中，h：搅拌叶片的宽度，m；

β：搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角，°；

∑z：搅拌叶片的总枚数；

n：搅拌头的回转数，rev/min；

v：搅拌头的提升速度，m/min。

计算证明，当加固范围内任意一点的水泥土搅动次数为27次时搅拌效果最佳。

3 施工工艺流程

（1）施工放样。由测量人员利用全站仪进行控制点的测设，并按照设计图纸的布桩要求打线定点测出桩位。放样完毕后，按监理程序填写施工放样报验单，经监理工程师核验无误后方可进行施工。

（2）定位。利用起重机移动搅拌机到达指定桩位对中。为保证桩位准确，桩位对中误差不大于 10 cm，导向架和搅拌轴应与地面垂直，垂直度的偏离不应超过1.5%。为随时掌握钻进深度，在导向架上用油漆进行深度标识。

（3）预搅下沉。启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送气，使搅拌机沿导轨（钻进速度为0.5～1.0 m/min，转速120～130 r/min）下沉至设计深度，下沉深度应大于设计值 50 cm。要求软土应完全预搅切碎，以利于同水泥浆均匀搅拌。

（4）制备水泥浆。施工用水使用饮用水（后附水质报告）。待深层搅拌机预搅下沉到一定深度时，即开始制备水泥浆，严格控制水的用量，使其符合设计水灰比1∶2、水泥浆比重1.80 g/cm3，进行拌和，拌和时间不少于5 min，保证水泥浆无硬块无杂质，待压浆前将水泥浆倒入集料罐中，水泥浆不离析，储浆量应满足一桩一罐的要求。

（5）提升喷浆搅拌。开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，并且边喷浆边旋转搅拌，输浆管道不能发生堵塞。钻进速度为0.5～1.0 m/min，转速为60 r/min，钻进喷浆成桩到设计桩长后，原地喷浆30 s，再反转匀速提升，严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机，其误差不得大于10 cm/min，深度误差不得大于50 cm。搅拌头如被软黏土包裹时，应及时清除。

（6）下沉喷浆搅拌。下沉喷浆搅拌至设计加固深度时，集料斗中的水泥浆正好排空，然后反转停浆提升搅拌至地面。参数同第（5）步。

（7）重复上下搅拌。必要时为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。

（8）清洗。向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵。清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

（9）移位。重复上述（2～8）步骤，进行下一根桩的施工。

4 施工过程控制

在施工中，应严格控制每根桩水的用量，根据每根桩水的用量和储浆罐的直径推算，在储浆罐内壁刻有水用量高度线，来控制水的用量。

水泥浆制备及水泥浆用量控制应按照设计给出的水灰比0.5，在搅浆桶内放入计算后的水用量（水用量由搅浆桶内标尺控制），再倒入计算后的水泥用量进行搅拌，搅拌时间不小于3 min，后放入备用浆池内搅拌待用，根据进程适时进行下一根桩的水泥浆制备，以保证施工的连续性。

工程中采用二喷四搅，第一次喷浆V/2，第二次喷浆V/2，每次每延米喷浆V/2 L。由专人对水泥浆用量进行全程监控，我们通过严格控制喷浆量来保证做到一罐一桩，并且考虑到罐底灰浆很难泵出，所以在第一次配浆时多加 100 kg水泥和 50kg水进行预搅，来保证每根桩的水泥浆用量满足设计要求。

5 质量保证措施

（1）为彻底消除人为误差，确保施工质量，每台桩机均安装经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。使用PJ4－2型深层搅拌记录仪和LD（25）14110C1型电磁流量计（杭州仪表有限公司制）。

（2）认真检查到场的每批水泥，发现硬结或货单不符者不得签收。水泥按有关规定及时送检。

（3）经常进行设备技术指标检查，主要包括钻头直径、钻杆长度、浆泵等。

（4）随时抽查施工记录、喷浆量、喷浆提升速度、钻进深度、钻杆垂直度、桩位误差等，发现问题及时改正。上述指标均应符合设计、有关规范的规定及试桩结果。

（5）水泥浆液配制严格按照水泥掺入比和水灰比进行。配制好的水泥浆在使用前要不停搅拌，如果因机械或停电等原因2 h内不能使用，不得再继续使用。

（6）喷浆过程因故中断，重新开始时，须钻进至中断处以下0.5 m方可继续喷浆提升。

（7）水泥搅拌桩施工应连续进行，一气呵成。若遇特殊情况停机超过12 h，应采取补桩或其他补强措施。

6 检查与验收

（1）自检。施工过程中派专业技术人员对水泥搅拌桩施工的全过程进行监控，严格控制水泥用量、水泥浆配制，随时抽查原始记录情况。施工过程中随时人工开挖桩头，检查桩径、桩顶强度、搅拌均匀程度等内容，指导下一步施工。开挖比例为0.1%，开挖深度1.5 m左右。

（2）成桩检测。由检测单位进行28 d单桩、复合地基承载力检测和钻芯、无侧限抗压强度检测。

7 施工中应注意的问题

（1）在水泥搅拌桩施工前应绘制出搅拌桩桩位图，确定水泥搅拌桩工程数量，由现场监理签认。

（2）每次施工前必须先试桩最少5根，以掌握该场地成桩经验及各种技术参数（喷浆提升速度、灰浆泵泵浆压力）。

（3）单桩开机后应连续施工，严格控制起喷和停喷高程，不得间断，如遇停机或机械故障停喷，应及时记录中断高程，待恢复正常后立即复搅，复搅重叠长度不小于 1 m，如中断时间超过12 h，应采取补桩措施。

（4）桩身施工时，桩长范围内均要复搅，施工中应慢档均匀提升，使土体与水泥浆充分拌合，保证桩体均匀，水泥浆必须按设计水泥用量的配合比拌制，浆体必须在喷浆作业时一次全部喷完（严格掌握泵浆压力）。

（5）为保证桩底端施工质量，当浆液到达出浆口后，应喷浆作底30 s，使浆液完全到达底端。全桩应采用复喷措施，使搅拌效果最佳。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌30 s，以保证桩头的均匀密实。

（6）桩顶以上应高出设计桩顶标高0.3 m，开挖基坑时将上部质量较差桩段挖去。

（7）施工间隔期间，应及时清洗集料斗和全部管路中的残留浆液，直至基本干净，以防止浆液硬结堵管。

8 结束语

综上所述，水泥搅拌法是软土地基处理加固的一种方法，它的使用能提高地基的承载力，减少地基沉降，提高地基的稳定性。水泥搅拌法施工的质量直接影响到加固的效果。实践证明，在施工过程中必须按照规范及各项技术参数进行施工才能严格进行质量控制。