水泥搅拌桩在公路软基加固施工中的应用

李 芳

洛阳市嵩县农村公路管理所

水泥搅拌桩在公路软基加固施工中的应用

李 芳

洛阳市嵩县农村公路管理所

软土地基作为公路工程施工中的重要病害问题之一，施工企业应严格按照施工现场的具体情况及当地自然条件、地质等条件，选择与之相适应的处理技术。水泥搅拌桩技术水平的高低与工程的整体质量密切相关，为防止在软基施工中出现任何安全事故，相关部门及施工企业必须重视软基处理施工准备工作，为工程整体质量目标的完成提供保证。

水泥搅拌桩；软土地基；施工

在公路工程的施工过程中，经常遇会到软土地基，若不进行人工固化，会影响工程质量。软土地基处理有许多方法，最常用的是水泥搅拌桩加固施工方法，它具有操作简单，施工速，扰动小等特点，可以很好的提高软土地基的稳定性。在公路软土路基施工中，一般情况下地下水位较高，会存在大量的软土地基，为为了保证施工进度，增强施工后地基的承载力和稳定性，减少施工后地基沉降等问题的出现，一般选择对施工路基做水泥搅拌桩加固处理的方法。

一、公路软基加固施工中水泥搅拌桩的施工工艺

1.1配合比试验

选取施工现场样土和扰动样土，送至实验室内做配合比试验，根据实验土样的含水量、孔隙率以及有机质的含量，确定要使用的水灰比、外加剂类型、水泥掺入量。试验设备采用的是土工试验和砂浆混凝土实验仪器，室内制作试件尺寸边长为70.7mm的立方体试块，放置在标准的养护室内，进行不同龄期的养护。用控制应力的试验方法测试抗压强度。实验试件每组不少于3个，还要考虑室内实验环境下配合比与现场施工条件的差异。

1.2成桩试验

成桩试验应该选择在具有代表性的地段，现场成桩试验，选取试验的桩数量不能少于3根。试验成桩完成后，要检查桩身水泥土的密实度、强度。最后根据试验数据情况，最终确定加入固化剂的掺入比、钻进的速度、提升的速度、喷浆时压力、单位时间内喷浆量及搅拌次数等施工参数。试验结束后，监理确认各种数据后才能正式施工。

1.3施工流程及控制要点

水泥搅拌桩施工过程包括：场地的平整，施工放样，定桩位，检验、调整钻机，正循环钻进至设计深度，喷浆、搅拌、提升，离地面50cm停止喷灰，复搅（一边搅拌一边喷浆）下沉，至桩底停止搅拌，喷浆1min，搅拌提升至桩顶，关闭电源，钻机移位。

1.4.场地的平整

清理施工现场表面的杂草、杂物，遇到地势低洼的地段，可以采用回填黏性土的方法，并进行夯实，以满足桩机行走时对路面地基承载力的要求。对于水田地段，排水疏干后，还要清表0.3—0.5m，将原来地面做成4%的横坡，并在路基两侧开挖边沟。

1.5桩位测量放样

遵循图纸要求利用全站仪进行准确放样测量，严格按照桩位进行具体桩位的布设，要求控制桩必须进行明显标志的设置，同时施工人员必须定期进行复核。

1.6水泥浆拌制

遵循设计规定确定水泥浆配合比，严格计量水泥、外加剂、掺合料等材料的用量。通过工艺性试验对混合料搅拌时间进行准确确定，确保搅拌的均匀度， 不能出现团块现象。如水泥浆出现初凝情况，则不能用于施工。水泥浆搅拌量应稍多于每根桩的水泥用量。

1.7水泥搅拌机械安装、就位

搅拌桩机就位后，应由相关人员进行施工，在移动桩机前应对施工现场的具体情况进行详细观测，同时利用吊锤对钻杆和地面的垂直角度进行检测与适当调整，并将其误差控制在1%以下。以米为单位在桩机架上画出长度标记，为钻杆入土后钻杆钻进深度的观测与记录提供便利， 按照施工要求， 搅拌桩长应大于设计桩长。

1.8搅拌、喷浆

首先将钻机开启，使钻机钻杆能顺着导向架向下进行搅拌切土作业，维持其速度的均匀性及持续性。并将送浆泵启动，不断将水泥浆喷射到土体内部，这个过程中应按照正、反两个方向进行双轴多层叶片的旋转，其搅拌深度要符合设计要求。在达到施工深度要求后，在原有地面进行桩端持续搅拌喷浆作业，搅拌时间超过30s并进行均匀搅拌。

1.9提升搅拌

在公路工程软基处理中提升水泥搅拌机时，为防止喷浆口被堵塞，应边提升水泥搅拌机边进行喷浆作业，与此同时，正、反方向旋转搅拌桩机钻杆上叶并持续进行水泥浆搅拌作业。提升水泥搅拌桩机时，其喷浆量应控制在总喷浆量5%～10%的范围内。当搅拌机提升高度达到桩顶后，确保其搅拌时间在2min以上，随后关闭搅拌机并移位。关闭搅拌机机械，移位。

1.10检测

①轻便触探法主要应用于成桩7d桩体质量的检测。选用带有勺钻的轻便触探器，在桩体中间位置进行钻孔取样施工，对其颜色的具体情况进行观测，对土的搅拌均匀度进行重点检测。在轻便触探击数和水泥土强度作用下，对桩体强度进行检查。

②选用钻芯取样法在成桩28d后对桩体的完整性、均匀搅拌程度、桩体强度等进行准确检测，一般都会将钻芯取样频率合理控制在1%～1.5%的范围内，桩径500mm左右，最大不超过600mm，常选用等级强度为32.5或42.5的固化剂。

二、 公路软基加固施工中水泥搅拌桩的质量控制

2.1根据施工加固的深度，选择合适的搅拌桩等机械设备，不准使用没有计量装置的机械。不得使用受潮结块材料和变质过期的不合格加固料，必须使用满足设计要求的固化剂和外加剂，并具有质量合格证，否则不能使用。采用从中间向四周或从一边向另一边推进的搅拌桩施工顺序。为保持有利于输浆条件，在泵送浆液之前，要保持管道湿润，并应派专人记录施工过程的相关数据，如桩的水泥用量，送浆开始、结束的时间。送浆过程必须连续进行，不能间断，浆液拌合均匀充分。

2.2施工中如发现喷浆量不够，须按监理工程师的要求进行整桩喷复搅，复喷用浆量大于施工前的设计用量。为了确保水泥搅拌桩的成桩质量，第一次提钻喷浆，在桩底部时停留10s，这样使浆液可以全部到达桩顶部。搅拌桩的桩顶在接近设计高程时，要注意在桩距顶100-150cm范围内增加喷浆搅拌。搅拌桩机喷浆完成后，应减速提升出地面，喷浆口到达桩顶高程，停止提升，进行10-20s搅拌，使桩头密实均匀。输浆管若出现弯折、外压或漏浆现象，及时检查管道，清除管道外压，对漏浆点及时补漏，无法补漏时采取停机换管措施。

2.3施工中，搅拌桩机的底盘要始终保持水平和导向架要始终保持垂直，垂直偏差必须小于1%，桩位的水平偏差小于50mm。施工按照设计的桩位、桩长、桩数、喷浆量进行。在施工过程中，施工人员要仔细填写原始记录内容，包括桩号、日期、天气、喷浆深度、停浆高程、灰浆泵压力、管道压力、钻机转速、钻进速度、提升速度、浆液流量、外掺剂用量、复搅深度等。水泥搅拌桩路基段应注意尽量安排提前施工，并观测其沉降。

2.4当遇到下沉困难、电流值高、电机跳闸等情况时，电压低、土质硬，阻力大可能是主要原因。此时可以采取调高使用电压、适当用水冲等办法来处理。当遇到粘性大的土质、搅拌机的自重不够时，这种情况可能会造成搅拌机不能下沉到设计的深度，解决此问题可以采取增加搅拌机重量，设加压装置的方法。当遇到投料量不精确、注浆泵漏浆、输浆量偏差比较大的情况，会造成喷浆还没有达到设计高程，泵中浆液已经使用完，针对这种情况，我们要重新计算投料量、检修或者更换浆泵、重新标设定浆泵的输浆量。

三、结束语

综上所述，软土地基情况下，采用水泥搅拌桩加固的方法，是基于水泥对软土加固作用的前提，但是目前这项技术的发展仅有十余年的光景，无论是在加固机理、设计计算方法或者施工工艺上，都存在不完善、不完备的地方，还有些处于半理论、半实践的状态，因此，我们应从各方面重视水泥土桩的室内外试验，以便为设计提供更为精确可靠的依据。水泥搅拌桩适用于加固、处理多种多样的地质情况，施工过程中水泥与桩四周土体一起形成复合型地基，达到增强地基承载力，避免地基沉降的目的。这种施工方法对周围土体造成的扰动、振动影响小，对周围环境噪声污染较小，具有广阔的应用前景。

［1］ 林慕清；试论水泥搅拌桩在公路软基加固处理的应用［J］；科学之友2011（02）

［2］ 李清彬；水泥搅拌桩在软基施工中的应用［J］；技术与市场2016（04）