探讨水泥搅拌桩在公路软土地基施工中的应用

2013-09-06朱势军

黑龙江交通科技 2013年7期

朱势军

(安顺市经纬公路勘察设计室)

1 工程概况

某单向双车道高速公路的一段深厚软土层，由于地基进行清淤的深度较大，公路路基的填土较高且施工周期短，为了减小该公路路基的工后沉降，避免在通车后对公路的运营使用产生不利影响，该段路基在施工过程中采用水泥搅拌桩的方法对软土地基进行处理，水泥掺入比为15%，水泥采用的是标号为32.5号的普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩的长度为16 m，直径为500 mm，桩间距80 cm，采用正三角形的形式进行布置。

2 水泥搅拌桩试桩施工技术参数

设计水泥掺入比15%，则每延米水泥掺量=被加固土体重量 ×15%=3.14 ×0.52×1 ×1.7 ×103 ×0.15=100.0 kg。

参考相似软基土层加固施工各项施工技术参数，决定3棵试桩的施工技术参数如表1。

表1 试桩的施工技术参数

钻进、提升时管道工作压力0.1～0.2 MPa;喷浆时管道工作压力0.4～0.6 MPa;钻进速度定为 1.0 m/min;提升速度定为0.5 m/min。根据现场工艺试桩情况确定，其原则是管道工作压力、钻进预搅、提升喷浆速度能够保证搅拌均匀，且提升至桩顶时喷浆量恰好达到设计水泥用量。

根据以往相似软基土层加固施工的经验，在采用0.5∶1水灰比，每米水泥用量50 kg，钻进、提升时管道工作压力0.1 ～0.2 MPa;喷浆时管道工作压力 0.4 ～0.6 MPa;钻进速度定为1.0 m/min;提升速度定为0.5 m/min施工时，最终结果远好于设计。施工段地质条件与其大致相同，故试桩采用以上参数应能达到设计及规范要求。

3 水泥搅拌桩的施工工艺

(1)打桩设备的定位:桩机移动至所标定的桩位并进行对中;调平桩机，然后从相互垂直的两个方向调整钻塔的垂直度，确保其偏差小于1.5%。

(2)搅拌钻进:开启设备将搅拌钻钻至设计的深度。

(3)水泥浆的准备:在搅拌钻钻进的过程中同时进行水泥浆的制备，水泥浆水灰比应依据地质勘察报告进行调整并控制在0.4 ～0.6之间。

(4)喷浆搅拌提升:当钻头到达目标深度后打开灰浆泵，等水泥浆到喷浆口时，一边提升钻头一边进行喷浆搅拌，在提升的过程中速度必须控制好，工程中通常提升速度在0.58～0.99 m/min之间，以便土体和水泥浆能够拌和充分，而且喷浆量必须控制在设计要求范围内。

(5)重复搅拌:当钻头边喷浆边提升到达桩体顶面时将灰浆泵关掉，搅拌钻头再次重复搅拌到达设计的深度，然后提升到地面。这样水泥搅拌桩成桩的过程就完成了。

4 水泥搅拌桩的技术要求和质量保证

水泥搅拌桩在施工过程中应该满足一定的施工质量标准。该工程的标准指标如表2所示。施工设备应该与地面基本保持垂直，特别是桩架要保持竖直，在施工过程中如果出现钻机倾斜应该马上进行校正。进行水泥搅拌桩施工时应该严格按规定参数进行钻进搅拌成桩，当到达设计深度后停止下降，进行搅拌1min并确保灰浆能够喷出后再提升钻头，提升过程中要控制好提升和搅拌的速度以及灰浆量。

表2 水泥搅拌桩各项质量标准指标

水泥质量也应该严格控制，水泥浆中的水泥品质应该满足设计以及相关规范的要求。在水泥材料进入工地现场前，应该先进行抽样做安定性和胶砂强度等指标的检测，检测满足规定要求后才可以进入施工现场使用。施工用水应为人畜饮用水。如为自然水源应做水质分析，检验合格后才准使用。水泥搅拌桩施工设备安装结束后必须进行认真全面的检查校正，确保压力泵和水泥制浆罐能够正常工作;对机身的竖直度进行简单调整;检查确保钻杆长度和钻头直径能够满足工程设计的要求;进行水泥浆输送的导管不能堵塞或者漏浆;外接电源和发电机应该与桩机电路保持接通状态。