水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用

邹志雄

摘要:水泥搅拌桩是广泛用于加固软土地基的一种技术，具有明显提高软土地基承载力及施工速度快等优势。但是水泥搅拌桩作为重要隐蔽工程，其施工环节比较多，因此，必须加强搅拌桩施工质量控制。本文重点探讨了水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用，对水泥搅拌桩的施工质量控制，以确保了工程加固质量。

关键词: 水泥搅拌桩；软基处理；质量控制

随着经济建设的不断发展，在软土地基加固施工中，水泥搅拌桩施工是常见的处理方法之一。其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，可通过专用机械设备将水泥喷入待处理的软土地基内，并在喷注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水分反应，使软土硬结而提高地基强度，达到提高地基承载力的目的。它主要特点是：加固效果好、速度快，可以最大限度地减少地基工后沉降。但水泥搅拌桩施工环节较多，施工质量难以保证，如何有效地控制水泥搅拌桩的施工质量，确保软基处理的效果是我们在工程实践中探索的一个课题。

1水泥搅拌桩的施工准备

第一步是试验准备。备好满足设计要求的水泥，并按规定频率进行抽检试验，本工程采用华新R32．5级普通硅酸盐袋装水泥。根据被加固土的性质及单桩承载力要求确定水泥掺入比，按设计文件要求水泥掺入比一般在12％～15％之间，并根据实际土质的干容重计算每延米桩体的水泥用量，每延米水泥用量为50～55Kg／m。水泥浆液的配制要严格控制水灰质量比，一般为0．45～0．50，相对密度一般为1．65～1．7，要求调制出的水泥浆有较好的流动性、和易性。施工中可用泥浆比重计控制水泥浆稠度来确保最佳的水灰比。

第二步是施工现场准备。这一步是非常关键的，施工现场场地应事先平整好，清除桩位处地上、地下一切障碍。场地低洼时应填好粘土，不得回填杂土。正式大面积开工前，应进行不少于5根桩的工艺试验，试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升和下钻速度以及喷浆时间等参数，以指导水泥搅拌桩的大规模施工。同时，现场一定要做好水泥的防雨、防潮措施。

2水泥搅拌桩的施工质量控制要点

经现场试桩，某道路水泥搅拌桩采用的施工工艺均为二喷四搅。二喷四搅的工艺流程为：

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵（预喷持续30s）→反循环提钻并喷水泥浆（提升速度为0．6m／min左右）→上升至工作基准面以下30～50cm（持搅30s）→正循环复搅并喷浆下沉→到底部喷浆停止→反循环提钻至地面（提升速度为0．7m／min）→成桩结束→施工下一颗桩→清桩头验桩。

成桩质量的控制主要靠现场的监控和管理，经过工程实践笔者认为施工过程的质量监控要点主要有以下几个方面：

（1）选择合理的位置开挖配制水泥浆用的灰浆池，并用水泥砂浆抹面进行防水处理；用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可开钻。

（2）桩长、桩位、桩径的控制。桩长的控制不仅要看仪表，而且要在钻机塔架上做出明显的标记，在设计桩长深度、没进钻的钻顶的位置贴上（划上）明显标记并写上数字，其他刻度用较小的标记。桩位控制时测量放样后应钉小桩，然后钻白灰点，垂直度是桩位控制的关键，因为垂直度影响桩的承载力。最好在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来控制垂直度。桩径控制要求不小于设计直径，要经常检查钻头，发现磨损超限时应及时焊补。

（3）水泥剂量的控制。为确保桩体水泥每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪及打印设备，同时现场应用比重计控制水泥浆稠度，最好做到一桩一配浆，一桩一清池（灰浆池）。为解决喷浆中的搅拌不均问题，钻机的钻头最好采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体的土中。施工中最好指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人以及水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。

（4）水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量的控制。第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，持喷30s水泥浆，根据荷载的扩散及传递原理，有必要加强水泥桩上部及下部的密度和强度。

（5）水泥搅拌桩二喷四搅工艺控制。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1／2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0．4MＰａ。

（6）喷浆和停浆时间控制。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加60Kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

（7）水泥搅拌桩原始数据的记录。现场施工人员应认真填写施工原始记录，记录内容应包括：

①施工桩号、施工日期、天气情况；

②喷浆深度、停浆标高；

③灰浆泵压力、管道压力；

④钻机转速；

⑤钻进速度、提升速度；

⑥浆液流量；

⑦每米喷浆量和外掺剂用量；

⑧复搅深度。

（8）成桩的检验。制桩完成后，须达到要求的龄期后方可进行开挖，清理桩头时不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具操作，以免损伤桩头。群桩桩顶应平齐，间距应均匀，桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。水泥搅拌桩成桩28d后，用钻孔取心的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。钻心时不应在桩中心，应偏外侧些。取出的心样搅拌应均匀，凝体无松散，其颜色应深浅一致，不应存在水泥浆聚集的“结核”。每根桩取出的心样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送试验室做28d龄期的无侧限抗压强度试验，取出桩心后留下的空洞应用同等强度的水泥砂浆回灌密实。在桥台或软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28d后，由监理工程师随机指定抽检单桩承载力或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0．2％，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的2倍。

3质量控制中常见问题及处理

（1）喷浆阻塞。原因可能是水泥受潮结块或制浆池滤网破损或者是清浆不彻底。出现这种情况应改善现场水泥存储环境，及时清渣并时常检查滤网的破损状况。

（2）喷浆不足。原因可能是输浆管弯折、外压、泄漏或输浆管道过长，沿程压力损失大。处理措施是及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。如果刚成型的桩喷浆不足要求整桩复搅时，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度，在12h内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12h应采取补桩措施。

（3）进尺受阻。原因可能是地下存有尚未清除的孤石、树根或其他。处理措施是停机排除障碍或移位。

（4）速度失稳。原因可能是设备自身控制系统问题或机组人员操作不规范、不熟练。处理措施是做到不合要求的设备不得进场，并且制定完善明确的责任制并搞好岗前培训。

4结语

总而言之，软基处理中的水泥搅拌桩属于隐蔽性工程，其质量控制的好坏对于提高地基承载力，有效降低沉降量，保证对软土路基的处理效果具有非常重要的意义。因此，水泥搅拌桩施工中要紧抓施工环节，采取有针对性的质量控制措施，从而有效地控制水泥搅拌桩桩体质量，达到提高软基承载力的目的。

参考文献

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[2] 王玉廷，水泥搅拌桩在邢威高速公路软基处理中的应用[J]交通标准化，2009.07

[3] 范永芳，水泥搅拌桩在高速公路软土地基处理中的应用[J]科技情报开发与经济，2005.11