水泥搅拌桩湿喷法加固软土地基思路研究

(南京中交江北城市开发有限公司 江苏 南京 211899)

水泥搅拌桩湿喷法加固软土地基思路研究

张 炎

(南京中交江北城市开发有限公司 江苏 南京 211899)

随着我国社会经济基础建设脚步不断加快，我国交通运输行业正蓬勃发展，与此同时也增大了车载负荷量，对路面质量提出了更高的要求。尤其是软土地基具有强度较低、含水量较高、承受能力差等特点，在此地基上修筑路基，往往会发生路基失稳或者过量沉陷等问题，对公路的正常运行带来了一定的干扰。在软土地基路段进行公路施工过程中，软土地基处理的好坏直接决定着公路路基的质量与性能，如何加固软土地基、提高其承载力是目前公路建设施工企业亟待解决的问题。本文主要对湿喷法水泥搅拌桩处理软土地基进行的研究分析。

水泥搅拌桩；湿喷法；软土地基；加固处理

一、水泥搅拌桩湿喷法概述

水泥搅拌桩是目前加固地基中应用最为广泛的一种施工方法，主要利用水泥作为固化剂的主剂，通过搅拌桩机将水泥喷入土体并进行充分的搅拌，使土与水泥发生一系列的变化，最终硬结软土，提高基础强度，达到最佳的加固效益，并且能很快的投入使用。对加固淤泥质土、粉土土质等有着不错的效果。按照水泥搅拌桩材料喷射状态可以把其分为两种施工方法，一是干喷，通过压缩空气将松散、干燥的水泥粉直接喷入地下与地基土拌合，再利用地基土中孔隙水进行相应的反应后，达到固结的效果，实现改良地基的目的。二是湿喷，主要在施工之前把水泥制成水泥浆，然后在地下与地基土进行拌合，等到水泥浆与土固化后，提高地基土的物理力学性能，加强路面的承载力。目前我国水泥搅拌桩施工大多数采用“湿喷”的方法进行。

湿喷利用泵或者压缩空气等方式把其送至喷嘴处与液体速凝剂进行混合，借助高压风喷射的施工方法。湿喷法因具有粉尘少、回弹低、物料搅拌均匀、强度高、性能稳定等特点，被应用于大规模喷射过程中。但是在实际施工过程中，由于喷射工艺较为复杂，使得输送距离较短，需要使用规定的设备，以达到最佳的加固效益。随着我国科学技术的不断进步，水泥搅拌桩湿喷法逐渐取代了干喷和潮喷，为我加固公路软土地基、提高地基承载力有着重要的作用。

二、水泥搅拌桩湿喷法加固软土地基施工工艺

（一）施工工艺与质量控制

（1）试桩

在对软土地基进行加固施工前，为确保后期施工有序进行，需要进行现场试桩，往往试桩数量不能少于5根。通过试桩可以进一步确定钻进速度、搅拌速度、管道压力等参数，还能及时的掌握和获取钻进与提升阻力的情况，以便明确施工技术措施，保证后续大规模施工的安全性和稳定性。

（2）施工工艺流程

平整地面—桩位放样—安装调试钻机—制造水泥浆—钻进桩底标高—喷浆搅拌—复搅—结束。首先需要清除地上和地下的障碍物，保持地面的平整洁净。然后按照桩位布置图的具体要求，采用全站仪进行桩位放样，并对每个桩位进行标记，桩孔位置与图纸位置误差不能大于50mm。接着根据钻机的安装要求，对钻机进行安装，并调试至最佳位置，主动钻杆、钻头中心与桩中心垂线对中，垂直度偏位保持在1.5%以下。水泥浆的制造往往采用机械搅拌，且拌合时间不能少于3分钟。搅拌水泥浆的水泥、外加剂用量必须有专人记录，制造的水泥浆需要一次用完，不得有剩余。其次是喷浆搅拌，水泥浆在达到喷浆口后，应该喷浆搅拌30秒，在水泥浆和桩充分搅拌后，对拌头进行提升反转，在喷浆的同时进行旋转搅拌。提升到地面下30—50cm后再重复以上喷浆搅拌的步骤。喷浆量和搅拌深度必须采用国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录并打印，附在施工原始记录后面。待两钻两喷完成后，还需要对整个桩体进行重复搅拌，提高桩体的均匀性，保证桩身的质量。在喷浆搅拌完成后，需要移开钻机，对管道进行清理，准备下一根桩的施工。

施工控制要点

①在制备水泥浆时，需要严格按照相应的配和比例进行拌制，往往配置好的浆液不能超过2小时，不得出现离析。

②在泵或者压缩空气送水泥浆前，管路应该保持一定的潮湿，以便输浆工作的顺利进行。对于现场拌制水泥浆，必须配有专人对固化剂、外加剂用量、送至浆开始及结束的时间等进行记录。

③如果出现停浆现象，应该将水泥浆搅拌机下沉到停浆面以下0.5m处，待其恢复供浆后再进行喷浆提升，避免缺浆和断桩。一旦因故停机超过3小时，应该及时拆卸输浆管道，进行清洗后备用。整个供浆过程必须具有一定的连续性和稳定性，且保证拌和的均匀性。

④在水泥浆达到出浆口时，应该使喷浆坐底30秒，完全达到桩底部。在喷浆口达到桩顶标高时，应该停止提升在进行数秒搅拌，以保证桩头均匀的密实性，从而提升桩底施工质量。

⑤在单根桩开钻后应该连续施工，按照相关的起喷和停喷的标准，期间不能间断，以保证搅拌桩的长度。一旦出现停机或者机械故障造成停喷时，应该及时记录停止时的高程，等到其恢复正常后以便进行再次搅拌。如果中断时间超过了半天，就必须采用有针对性的措施进行补桩工作。

⑥在整个水泥桩喷浆搅拌完成后，应该再次将搅拌拌头进行旋转和沉入土中，直到设计深度，然后将搅拌头旋转提升出地面，以保证软土与水泥能充分、均匀的搅拌。

施工监测

在进行沉降板埋设的同时，还需要在坡角位置埋设位移桩，在埋设完毕后的第一个月每两天观测一次，以后每周观测一次，并及时整理和分析数据信息。在埋设完成一个月后，可以进行路堤填筑施工，观测每一层填料。如果两次填筑时间相隔较长，需要三天进行观测一次。

加固效果检测

（1）取芯试验

通过钻机对桩身芯样进行提取，制成试块进行无侧限抗压强度试验，以便更好的测定桩体的强度。通常情况下，钻孔直径不能小于100mm，使得制成的试块尺寸不能小于50mm*50mm*50mm，检测频率为2%。芯样检测报告可以准确的实现桩身水泥含量，搅拌均匀性以及胶结情况等。

静载荷试验

对单桩和搅拌桩基地进行静载荷试验时，通常情况下试验频率为0.2%。试验结果显示单桩极限承载力平均不小于120kN，地基极限承载力平均不小于200kPa时，满足设计技术要求。

加固效果分析

水泥搅拌桩湿喷法在对软土地基路段进行加固处理，一般在预压三个月后，路基沉降逐渐趋于稳定状态，预压一年后累计沉降量在72mm左右，基本符合设计要求。

从上述取芯试验、静载荷试验以及加固效果的研究分析，可以看出水泥搅拌桩湿喷法在处理软土路基加固效果十分良好，各项技术参数均符合相关的设计要求与标准。

新工艺的应用

（1）增加二次搅拌设备

在传统施工过程中，配制完的水泥浆没有经过二次搅拌就直接放入池中。增加二次搅拌设备，能使水泥浆经过二次搅拌后，不容易发生沉淀，比重较为均匀。

预搅工艺的改变

在桩身上部1/2不小于5m的范围内才能进行二次搅拌。对预搅工艺进行改进，采用全程预搅下沉喷浆，反转提升喷浆，二次全程搅拌与一次相同，三次全程复搅不喷浆的施工工艺。从取芯试验结果来看，此搅拌方式比较均匀，没有出现水泥结块的现象。

三、总结

水泥搅拌桩湿喷法因其具有施工方便、沉降小以及工期短等优点得到了广泛的应用，在加固软土地基、提升地基承载力有着不可或缺的作用，必须严格控制施工质量，随时检查施工记录与计量记录，重视水泥用量、搅拌提升速度以及复搅次数等参数，使水泥搅拌对软土地基的加固处理达到设计的预期效果，有效的减小了路基的沉降，确保路面的稳定性和安全性。

[1]王邵亮,张恒博. 湿法水泥搅拌桩加固软土地基施工及质量保证措施[J]. 黑龙江交通科技,2010,11：56-57+59.

[2]邓林. 水泥搅拌桩加固软土地基研究——基于滨海地质条件[J]. 现代商贸工业,2013,10：173-174.

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1007-6344（2017）04-0004-01

张炎，男，1990年7月2日，道路桥梁，南京中交江北城市开发有限公司，工作年限；5年，毕业院校；南京工业大学。