水泥土深层搅拌法在道路地基处理中的应用

段晨刚

摘要：论文结合工程应用的案例，分析水泥土深层搅拌法在道路地基处理中的应用机理、施工工艺和施工注意事项等，为实际应用的质量提高提供参考性的意见，加强水泥土深层搅拌法的施工效果。

关键词：水泥土深层搅拌法；道路地基；处理；应用；特点

中图分类号：TQ172文献标识码： A

1.引言

在水泥浆中添加一定量的掺和剂，通过各种深层搅拌机的作用，沿垂直的方向将泥浆和地基土就地搅拌，形成水泥土桩，达到道路地基加固的目的。深层搅拌法可以将地基加固成各种形状，有圆柱状、栅格状、块状等形式，应用的范围十分广泛，有基坑支护、复合地基和基坑止水帷幕等场合，水泥土深层搅拌法在软土地基中的应用发端于上世纪70年代初，能够有效的改善地基的强度和承载能力，并且减少不均匀沉降的现象。我国的水泥土深层搅拌法的应用开始于上世纪80年代，在江、浙、沪地区的应用比较广泛，其技术的推进速度也非常快，已经形成了系统性的应用规模。

2.工程概况

结合山东省菏泽地域的工程应用实际，该施工地段处于菏泽市经济技术开发区，基础的埋深为2.4m。该地段的地质达到了I级，地层的深度达到27米，自上而下的地质分布分别为素填土、黏土、粉土、黏土、粉土、黏土。地下水的深度为2.2米，其补偿形式主要为降水和径流，为地下潜水，具有一定的腐蚀性。深层搅拌的材料选用矿渣硅酸盐水泥，水灰比控制在0.5左右，施工完成之后的地基承载能力不小于160kPa，抗压极限要达到260 kN左右，其无侧限抗压强度大于2.0 MPa。工程中使用作业的机械为3台桩机，24小时不间断工作，施工工期为60天。

3.深层水泥搅拌法的工艺机理和特点

3.1水泥土深层搅拌法的机理

水泥土深层搅拌一般有两类情况：粉体喷射搅拌和水泥浆搅拌，粉体喷射在本文不加论述。水泥土深层搅拌法相比于钢筋混凝土的桩基建设，施工中的成本控制能达到更低的水平，而且强度要求可以满足建设的需要，此外，施工中噪声和振动污染的现象少，对于施工过程不受外界干扰有很大的作用。水泥或石灰中加入添加剂，通过深层搅拌机械的作用，与软土混合，经过一定的时间间隔之后，将成型为一个整体，并且其整体的强度和稳定性都有很大的提高。深层搅拌机械的前端主要是利用钻头叶片，对水泥、石灰、添加剂和软土进行强制性的搅拌，使之发生物化反应，固化为一个整体结构，提高其抗压、抗拉的性能，力学性能有很大的提升，能够适应道路路基的强度要求，并在其后的投入运行中满足车辆通行的需要。而道路地基的结构强度与水泥、石灰、添加剂和软土的混合程度直接相关，各种成分之间的搅拌充分、混合均匀可以有效的提升其整体强度和耐力特点，如果搅拌不充分，混合中有疏密不一致，则会暴露某部分的缺陷，严重影响道路地基的工作性能。

3.2水泥土深层搅拌法在道路地基施工中的特点

水泥土深层搅拌在道路地基中的施工特点主要表现在几个方面：其一，可以有效的缩短工期，提升道路路基的承载强度，且不会产生固结沉降；其二，施工简单易行，设备投入的成本低，且能取得良好的施工效果；其三，由于是深层内部施工，所引起的噪声、振动污染比较小，对周围的环境影响小，几乎无危害，尤其是在闹市区的施工可以避免施工的纠纷。

4.深层水泥搅拌法在道路地基的施工中的技术要求

4.1现场载荷实验

在采用水泥土深层搅拌法进行道路地基的施工之前，需要对施工的载荷进行实验。通过不同的水泥浆配比，并在得到较为合理的水泥浆配比的情况下，将之作为定量因素，继而实验桩身强度和试块之间的关系，具体方法是从实验桩身取出不同高度的切件，分析处于同一施工时间中的样本的强度，对样本进行抗压强度的破坏性试验。通过实验分析，得出水泥浆和软土的深层搅拌施工能够有效提升道路地基的整体性和强度，尤其是面对抗压试验时，有很大的提高，相关数据为桩身的强度超过900KPa，桩体的承载能力达到了260KN，并且其施工后的沉降量小于6mm；但桩身强度小于900KPa时，桩体的承载能力也会相应的降低，只有210KN,水泥浆和软土的结合要提高其整体的抗压性能，首先要确保桩体的强度。此外，水泥浆和软土成桩之后的均匀性也影响到桩体的整体性能，一般是二者之间的搅拌越充分，混合的均匀性越好，则桩体的性能也更高。

4.2水泥土深层搅拌法的施工流程

施工流程主要有桩机定位、搅拌钻进、水泥浆的制备和搅拌四个环节，其中桩机定位需要平整的场地，便于桩机的对中，并且相互两个桩机互相垂直；搅拌钻进的钻头选取适合施工地段的土质环境，避免出现崩坏或疲劳破损，钻进过程中保持匀速下降直到需要的标高位置；水泥浆的制备一般和钻进同步施工，尤其要控制其配比，当钻头达到标高位置时，开启送浆设备，并且送浆过程中钻头要匀速的上升提起，和送浆的喷出流量相配合；搅拌过程要做到均匀充分，重复搅拌的步骤是钻头提升至设计标高，关闭送浆，搅拌钻头再继续下降，然后又提升至地面高度，重复上一次的工序完成搅拌施工。

4.3技术要求控制

水泥土深层搅拌控制的主要方向为钻机的钻进深度、钻进速度、提升速度、水泥浆的配比、水泥浆的喷出速度、用量、杆位偏差和钻杆垂直度等。

4.4施工机械和人员配置

施工中使用的搅拌桩机3台，50 kW 以上电源或发电机3台，制浆机3台浆泵3台，其中组成3套施工小组同时施工，并且每套施工设备配置1名班组长，负责施工的安排调度，1名操作工，负责钻机的钻进钻出和搅拌工作，1名司泵工，负责水泥浆的制备工作，并对送浆、送浆设备的维护负责，工程技术员1名，负责对各类数据的记录，并在出现问题时要及时的提供技术支持。

4.5施工中注意事项

水泥土深层搅拌施工中需要注意的事项主要有以下几个方面：其一，为了保持机械设备的平稳可靠的运行，施工场地要经过平整处理，并配置专门的水平竖直设备作为参考，不满足要求的要重新校正；其二，钻机工作中要保持施工的连续性，不得无故停机、间断操作，以免影响搅拌的均匀性；其三，施工后的场地不能堆放重型机械，以免影响固结的均匀性，造成应力集中的现象。

5.检测目的和检测任务量

施工之后要对施工的质量进行检测，进行挖掘基槽工作，对内部的成桩情况进行检测，一般的检测步骤主要有几个方面：其一，成桩7天之后，对深度距离地面约400-600mm的地基进行挖掘，量取其直径大小，并观察成桩的均匀性，桩体的均匀性检测数量一般控制在总数的4%-5%左右；采用单桩负荷试验的形式进行检测，检查的数量控制在1%以下；其三，轻型动力检测，其数量一般为总量的1%左右。如果在监测中发现桩体出现问题时，可以用钻心取样，并取样做抗压强度试验。如果实验之后发现桩体不合格，则要采取强制性的措施加以弥补。

6.结语

道路路基的建设中由于施工不到位，经常出现早期沉降、路面开裂、凹陷或隆起的情况，严重制约了道路功能的发挥，尤其是我国车辆运输的数量和规模都在不断的增加，给道路运行带来了更加大的压力，因而，提高道路路基的施工质量十分必要，水泥土深层搅拌法作为工艺相对简单、质量稳定、投入的成本较低的施工方式受到广泛的应用，但如何提高深层搅拌的均匀性和地基结构的整体性，改善水泥浆材料的性能和配比，仍然是值得深入研究的课题，具有深远的影响。

参考文献:

[1]吴丽坤；水泥土深层搅拌法在地基加固中的应用[J]；城市建筑； 2013-05-25.

[2]申琼；水泥土深层搅拌桩在基坑支护工程中的应用[J]；煤炭工程； 2013-07-20.