公路软基加固中水泥搅拌桩技术的应用

陈佳

【摘要】公路工程是关系到国民经济增长的重要工程，随着我国公路事业发展建设要求的不断地提高，在公路工程软基施工中水泥搅拌桩技术是其施工主要技术之一，其施工方法的科学、合理直接关系着整个工程的质量，关系到人们的生命安全。为此，本文主要对水泥搅拌桩在公路软基处理中的施工准备、施工工艺及注意事项进行了分析与探究。

【关键词】公路工程；软基处理；水泥搅拌桩；注意事项；准备；工艺

一、水泥搅拌桩在公路软基处理中的施工准备

1、施工机械准备

目前水泥搅拌桩在公路软基处理中最常用的施工机械主要有钻机、粉浆机及压缩机。水泥搅拌桩成桩的主要机械就是钻机，这种机械的主要应用功能为动力大、操作方便、能在速度不同的情况下进行均匀地正向钻进或反向提升，同时还可以全方位地自行移动。作为浆体材料定量发送的主要机械设备，喷浆设备的组成部分分别为储灰罐、发送装置及计量控制装置等，这些部件都是公路软基处理的关键性施工设备。压缩机可以提供一定压力气源给水泥搅拌桩进行有效施工，促使水泥浆液突破喷浆口土体阻力向软土内进行喷洒。

2、参数设计及要求

（1）水泥摻入量：水泥掺入量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%～12%外，其余宜为12%～20%，水泥浆水灰比可选用0.45～0.55，水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。

（2）桩径及桩长：竖向承载搅拌桩的长度应综合考虑上部结构对承载力和变形的要求等因素，最好能穿透软弱土层到承载力相对较高的土层。为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩，其桩长应超过危险滑弧以下2 m，水泥搅拌桩直径不应小于500 mm，加固深度不宜大于20 m。

（3）加固范围：水泥搅拌桩的布桩范围可以限制在基础平面内，桩数不宜少于3根，柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。

（4）褥垫层：复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，厚度保证在200～300 mm，选用中砂、粗砂、级配砂石等材料，最大粒径不宜大于20 mm。

（5）承载力：竖向承载水泥土搅拌桩在复合地基的承载力特征值可以通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验测定。单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于或等于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。

二、水泥搅拌桩在公路软基处理中的施工工艺

1、试桩

为提高软基施工的质量，必须做好施工准备工作。搅拌灰土通常用土体中任一点经钻头搅拌次数N和单位时间内的喷出量来表征，它是影响地基加固效果的重要因素。

根据室内配合比试验结果，应对不同的地质条件，进行现场工艺性试桩，宜在室内配合比试验28d强度确定的进行。根据室内试验选定的配合比用量，每延米增减5kg进行工艺性试桩，3种水泥用量各试打10-15根并对每种水泥用量的桩取2根进行取芯检测，根据检测结果确定施工用配合比，工艺性试桩的目的量；通过试桩应掌握下钻及提升的困难程度，确定钻头进入硬土层电流变化程度，确定合适的输灰泵输灰量；掌握水泥干粉经输灰泵到达搅拌桩喷灰的时间，掌握预搅下钻速度，粉体搅拌桩机提升速度，搅拌下沉，复搅提升等施工参数。

2、平整场地

将软土路基表面的杂物清理干净，选用黏性土回填的方式对低洼地段进行夯实作业，进而对地基承载力有效增强。对于水田地段，排水疏干后清表0.3—0.5m，将原有路面进行横坡设计，同时在路基两侧进行边沟开挖施工。

3、测量放样

用全站仪按图纸准确放出控制桩后，根据桩位布置放出具体桩位，对控制桩要设明显标志，并定期复核。

4、拌制水泥浆

遵循施工设计要求进行水泥浆的配置，准确计算水泥、外加剂、掺合料等材料的用量。在工艺性试验中对水泥浆的搅拌时间进行确定，水泥浆搅拌过程中不能出现团块等现象，水泥浆如产生初凝等情况，则不能在施工中应用。

5、机械安装、就位

在施工现场进行机械设备钻机的拼装及就位工作。在机械进场后，施工人员必须准确标定桩机的电流表、管道压力表、电磁流量表、深度测量仪、电脑打印机等。在软土路基施工中要对水泥搅拌桩机械进行定期检测，尤其是钻头叶片，如发现磨损较为严重，必须对其进行补焊作业，进而确保桩体及桩径的质量。将钻机移动、确保其与钻孔相对应，对钻机进行水平校正，使其钻杆轴线钻孔中心位置处于垂直状态，施工时倾斜度必须在1%以下。

6、搅拌、喷浆

钻机启动，顺着导向架使其钻杆匀速向下、持续下沉进行搅拌切土作业，并将送浆泵开启，确保其向土体进行水泥浆喷射作业。与此同时，双轴上的多层叶片同时正、反向旋转搅拌并达到设计深度。此后在桩端进行喷浆作业，并保持大于30s的时间，确保桩端水泥浆的均匀度。

7、检测

成桩7天内，将桩头浅开挖约1.5m米，对搅拌桩的均匀性进行检测，并对成桩直径进行准确测量，同时选用较为方便的触探仪对其质量进行认真检测检。在成桩28天后，进行取芯作业，将其控制在桩长范围内，主要位置在桩径25%的部位。对桩的质量进行详细检测，确保其完整性、均匀性，将其检测次数控制在总桩数的2/100，单桩地基静载试验也要在此时间段进行，检测次数也控制在2/100，，控制在3根以上。芯样的无侧限抗压强度必须符合设计需求。选用水泥砂浆将取芯后的孔洞灌注封闭。

三、水泥搅拌桩在公路软基处理中的注意事项

1、按照软基加固深度的多少进行搅拌桩机、浆液发送器及配套设备的合理性选择，在施工中如发现机械装备没有计量装置就不能用于软基处理施工。必须采用有质量合格证的施工材料，加固材料不能采用受潮、结块及变质的。软土路基施工中采用的固化剂或外加剂的类型及特性必须与施工设计需求相符合。搅拌桩在施工过程中必须严格按照从中到边缘的顺序进行作业。

2、泵送浆液前，必须保持管道具有一定湿润度，这样可以方便输送水泥浆，在进行施工场场水泥浆拌制施工时，施工企业必须指派专人对每根水泥搅拌桩的水泥用量进行准确记录，同时将送浆开启及终结时间进行记录。必须不断进行水泥浆的供给，搅拌过程中要确保其均匀性，当发生故障时，如必须停止水泥浆搅拌作业，为确保断桩或缺浆现象的不发生，必须将搅拌机下沉到浆面1米以下，等到问题解决后在进行供浆作业然后再将搅拌机上升并完成喷浆作业。当水泥浆搅拌作业停止3h以上时，为避免管道因水泥浆变硬发生堵塞情况，施工企业必须要把输浆管路先进行拆除及清洗干净，这样不影响以后使用。

四、结束语

综上所述，水泥搅拌桩在公路工程施工中具有较高的工作效率，低成本投入，同时还不会产生污染及噪音较小，是一种适用性很广的施工方式。在公路软基处理方面水泥搅拌桩技术已经得到了广泛地应用。在利用水泥搅拌桩技术进行公路施工时，施工企业必须重视其施工质量，只有这样才能确保公路工程的整体质量。

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