公路施工中水泥搅拌桩应用技术浅析

李磊

【摘 要】作为公路工程软基处理的最常用的方法，水泥搅拌桩在施工速度、施工质量等方面有诸多优点，无污染、无振动、施工方便迅速并且施工后沉降较小。因此，水泥搅拌桩施工工艺较为成熟，在公路工程的软基处理中有广泛的应用。但是水泥搅拌桩施工控制难度较大，工程较为隐蔽，必须对其加以重视。本文主要探究了水泥搅拌桩施工程序、技术的控制和质量检验等，以供相关人员交流。

【关键词】公路施工；水泥搅拌桩；应用技术

一.水泥搅拌桩的基本原理及施工前准备

1.基本原理

水泥搅拌桩技术就是水泥加固土的物理化学反应的过程，这种技术通过一些专用的设备，将固化剂灌注到软土层内，在灌注过程要注意，需要将土与水泥上下搅拌均匀，使得土与水泥发生水结和水化反应，并形成凝胶体，小土团或是土颗粒凝结一起从而形成较为稳定的结构。在水泥水化过程中会生成钙离子，其与土颗粒中的钠离子通过离子交换，生成稳定的钙离子，使得土体的强度提高，从而提高了复合地基的承载力。

2.施工前的准备工作

在水泥搅拌技术施工之前，必须要对水泥的质量严格把关，水泥必须具备合格证、安全许可证和准用证，水泥的质量会直接影响公路工程软基处理中水泥搅拌桩技术的应用效果；在应用水泥搅拌桩技术前，需要严格检查施工工地的地面、场地，如果施工场地遇到池塘或洼地等特殊情况，要及时挖沟排水、清除淤泥、清除垃圾等杂物，回填粘性的土料并压实，为水泥搅拌桩在软土地基中顺利工作做好充分准备；对施工人员的要求主要是为工程正式开工做好准备，做好各项施工设备的检测和调试工作，这在工程施工和技术实施过程中都不可忽视。在施工技术的设计要求和施工现场条件下，工程施工人员要认真、真实且详细的做好施工纪录，包括施工桩号、施工日期；钻进速度、提升速度，管道压力、灰浆泵压力；浆液流量；每米喷浆量；复搅深度等，以保证水泥搅拌桩技术顺利应用。

二.水泥搅拌桩施工过程中需要注意的问题

1.水泥搅拌要均匀

具体施工时，要注意水泥搅拌的均匀程度。通常来说水泥搅拌次数越多，水泥就越均匀，水泥土强度也会随之提高。但是当水泥搅拌次数过多后，一定程度上也会降低水泥搅拌施工的效率。通过学者对搅拌机的各项参数的研究，得到了水泥搅拌次数的最佳值，在加固范围内的水泥土搅拌最佳次数是27次。研究并发现了这一数值，有效地增强了水泥搅拌技术的应用效果，同时大大地提高了水泥搅拌机在施工现场的工作效率。

2.注意水泥加固剂的剂量

影响水泥搅拌桩的强度的因素有两个，一个是水泥搅拌次数，另一个就是水泥加固剂的剂量。通常保证水泥加固剂剂量的方法有两种，一是使用稠度计，二是计算出每米搅拌桩使用的水泥剂量。使用稠度计，就是利用稠度计定时检查水泥剂量的使用情况，将水泥稠度控制在合格范围之内。而使用计算出每米搅拌桩使用的水泥剂量的方法，一般要根据水灰比例、水泥浆比重和水泥桩的径长来计算和研究。最后，依据每根水泥桩使用的水泥数量，施工人员严格控制水泥加固剂的剂量，以保证水泥搅拌桩技术发挥出应有的效果。

3.确定钻头的结构

施工人员在施工过程中，很容易忽视钻头的结构形式、钻头的使用情况。钻头不合适，会直接影响浆液的搅拌效果，易导致堵管、抱钻、翻淤等问题，从而使得水泥桩的桩柱不完整、喷浆不均匀和桩柱硬度差。所以，一定要根据具体的施工现场情况，选择合适的钻头，保证水泥桩的质量。例如，当出现堵管、抱钻、翻淤等问题时，可以采用快速钻进的方法来有效进行控制，快速钻进方法可以有效提高工作效率、缩短施工时间，从而降低工程施工成本，有利于水泥搅拌桩技术在公路工程软基处理中发挥更大作用。

三.水泥搅拌桩在公路工程软基处理中的应用

公路工程作为经济发展的重要支撑，其发展对国民经济的发展具有极大的影响力，随着国民经济的快速发展，我国公路工程事业也得到了极大的发展。水泥搅拌桩技术作为公路工程软基处理的重要方式，其施工技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量及安全性能。基于此，施工企业为进一步确保软土路基的施工质量，应提高水泥搅拌桩施工技术水平，只有这样才能确保软土路基施工的质量。

1.水泥搅拌桩的桩机就位

施工的测量人员要依据施工现场的具体情况测量出桩机的最佳位置，之后施工人员就要依据测量出的最佳摆放位置要求将水泥搅拌桩移动到制定位置。要求机桩位置的误差在10厘米内，导向架和搅拌轴与地面要保持垂直，并且垂直度偏离要在1.5%以内。开启电机，电机下沉时，钻进速度和钻头转速要求分别是每分钟50厘米和每分钟120-130转，电机下沉的深度值一般要超过50厘米，才可以保证浆液均匀。施工过程中，可以通过电机的电流检测表来对电机下沉的速度加以控制，同时要求工作电流不超过40A。

2.提升喷浆搅拌步骤

提升喷浆搅拌的目的就是使得水泥浆和土体搅拌更加均匀。启动灰浆泵，将水泥泵压入软土层中，进行喷浆搅拌，要求电机的钻进速度为50-100cm/min，转速为60r/min。

3.重复上下搅拌

为了使得水泥浆与土体搅拌更加均匀，可以使用重复上下搅拌方法。在具体操作中，搅拌机旋转时将其下沉到软土土层中，待到加固深度后，将搅拌机升出地面，反复操作即可。

4.成桩完成后清洗搅拌机

在水泥桩完成后，就要对搅拌机及时进行清洗，要把搅拌机中各个管道中残余的泥浆和搅拌头上的软土清除干净，防止下一次的水泥桩施工时出现管路阻塞的情况。

四.水泥搅拌桩在公路工程施工质量检验

在成桩一周后，水泥搅拌桩就可以利用轻便触探法来检验桩身的质量。具体是，钻取芯样，观察芯样的色泽，水泥凝结情况和是否还有未被搅拌均匀的土块等。轻便触探深度一般要求在4米内，通过触探次数推断水泥土的强度，一天探击次数大于15次时，就可以判断桩身强度是否符合设计的相关要求。

当龄期超过28天后，就要按一定比例抽取桩，用钻芯取样的方法对水泥搅拌桩的完整性、连续性、桩长和均匀性进行检查。钻孔取芯时，要求保证桩芯完整和足够强度，监理工程师要现场确定每一根桩钻取芯样切割成的试件，并且要做无侧限强度试验，以测定桩身的實际强度。当检验某段钻芯的合格率超过90%时，就说明这段水泥搅拌桩是合格的；当钻芯检测合格率在80%-90%之间时，就说明该路段需要同等补桩；当钻芯检测合格率低于70%时，则该段搅拌桩不合格。

对于钻孔取芯以后留下的空洞，要用相等强度的水泥砂泵浆进行灌注。对于一些特殊地段如软土层厚度较大，或是施工过程出现质量问题的地段，可以在搅拌桩施工完成28天后，进行单桩试验或是复合地基承载力试验。

结束语

水泥搅拌桩技术广泛应用于公路工程的软基处理中，该技术的处理效果比较显著，尤其是处理特大桥梁的桥台地基作用很大。经过实践证明，水泥搅拌桩技术有很多优势，施工工期短、施工后发生沉降概率小、工程成本相对较低、施工振动较小等，除此以外，水泥搅拌桩技术对于施工场地的要求比较低，比较适合施工场地较小、工期比较紧张的地基处理。

参考文献

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