浅谈软土路基之水泥搅拌桩设计变更应用

彭红兵

摘要：软土路基在我国大部分地区尤其是南方地区的公路工程领域比较常见，如不进行有效处理将会使工程实体产生沉陷、开裂等破坏作用，其所表现的形式、相对应的处理工艺基本成熟，但到底应采用什么样的方法却不能硬套规范或其它项目的经验，应根据工程实况从技术、经济、环保和当地资源等方面综合分析后实施。

关键词：软土路基；水泥搅拌桩；设计变更应用

在G234娄底至双峰公路（双峰段）建设项目（以下简称娄双公路）原设计K5+700-K6+380等三处属于特殊路基处理中的耕地填前压实段，即清表30cm后回填自然土方压实，后经补充勘察检测结果表明软土处理深度为0.6m至2.7m之间，实际软基处理深度远超设计，且此三处软土处理工程量较大，沿线弃土场难以落实解决，经过经济、技术及施工工期对比分析，业主建议设计单位将此三段特殊路基处理变更设计为水泥搅拌桩施工。

一、工程措施

本工程采用水泥土搅拌桩进行软弱地基处理，工后沉降一般路段不超过30cm；路桥交界处的差异沉降不大于10cm。主要采取措施如下：一般路基段桩间距1.10m，桩长1.7～2.9m，水泥搅拌桩桩顶铺设0.40m砂砾垫层。软土路基处理后，工后沉降满足规范要求。本次变更设计桩长的确定以业主提供的软基勘探报告为依据，实际桩长应根据现场软弱土层深度确定。

二、施工要求

1、水泥采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级需要在42.5及以上，其性能应符合通用硅酸盐水泥GB 175-2007的要求。当怀疑水泥潮湿、水泥质量存在问题、储存时间超过3个月时，应根据试验结果对试验进行重新取样和使用，并在使用前提交监理工程师批准。

2、桩的顶层可选自石灰土，质量较好一些的碎石或砂砾。其中碎石或砂砾最大直径不得超过3cm，不得含有植物残渣，生活垃圾和其他杂质。

3、待处理土壤的室内混合比试验应在施工前进行。用于增强的固化剂和外部混合物的量是基于待处理的最软的软土层的性质通过实验确定的。水泥掺量宜为被加固湿土质量的12%～20%，外掺剂主要為木质素磺酸钙和生石膏等，用量大约分别为水泥用量的0.2%和2%，起减水作用和提高水泥强度作用。试验土壤应为干扰样品和原始状态的一部分，以保持天然水分含量，最少在3处不同地方进行取样。

4、为了验证机器的性能和施工过程中的各种技术参数都符合标准，在每次在施工前必须用不少于5个工艺试桩进行试验，这些包括最佳的砂浆稠度，钻孔和提升速度，工作压力，搅拌速度和每单位时间的注射量。当桩的质量不符合设计标准时，应重新测试设计和施工相关参数或改变设计。根据由试验桩确定的比例制备水泥浆，并将其过滤并引入收集料斗中进行储存。水泥浆的水灰比宜为0.45-0.55。

5、搅拌头预搅拌时，不适合冲洗。如在下沉时遇到太硬的土壤会因阻力变大从而使速度变慢，这样可以使用输浆管对土层进行输水，进行应使用流量泵来控制施工期间的喷射速度。

6、设备安装到位后，要进行全方位检查，必须将其平整，以保证在施工中不会出现位置一定或倾斜。如果在检查中发现偏差太大，需要对其进行及时调整。桩桩距的允许范围内偏差最大值为±100mm。制备的水泥浆如果有偏析现象，或者停放时间超过2小时都不能在使用。严格按照试验桩确定的参数控制喷射量和搅拌速度。为确保施工质量，提高工作效率，减少水泥废弃物，应尽可能进行连续施工。浆料阶段必须确保足够的浆料压力以连续供应浆料。如果浆料停止一小段时间，则混合头应沉入0.5m或更小的停止点，然后在浆料恢复后喷雾并搅拌。当停机超过3h时，应彻底清洗泥浆管道，防止水泥浆在管道中冷凝，影响施工。严格控制搅拌机的下沉和提升速度，提升和下沉速度应控制在0.5-0.8m / min。当桩顶接近设计高度时，搅拌机应使用距离地面1.0m的地面喷雾慢速，以确保桩头的施工质量。当砂浆到达出口时，应将其原位喷涂30秒。停止（灰）表面应高于桩顶的设计高度0.5米。挖掘基坑时，应手工挖掘桩顶以上的施工质量较差的桩。如果钻杆在施工期间因地下障碍物无法钻孔，应及时通知主管和设计人员及时采取补给措施。施工机械必须安装喷浆量自动记录装置，并应定期检查搅拌叶的直径大小，当直径磨损量大于10mm时，必须更换叶片。

三、施工布置及工艺流程

以娄双公路K5+700-K6+380施工段为例进行说明如下：水泥搅拌桩采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为15%，水灰比为 0.5：1。设计桩顶标高为原地面以下40cm，桩头松散层40cm破除，桩顶填平后铺设40cm砂砾垫层（桩顶排水垫层填料采用砂砾渗水性材料）。水泥搅拌桩桩径0.5m，桩间距为1.1m，呈等边三角形布置，施工范围为两侧坡脚线以内，桩长2.61m。

水泥搅拌桩施工工艺流程图

四、质量检验

质量检验应由专门的检验单位进行。检查单位应检查桩的均匀性和完整性。单桩载荷试验：单桩荷载试桩的取样率应为桩总数的0.2%-0.5%，每个施工作业点不得少于3处，一般应按比例随机选择，分布试验得到的单桩承载力不得低于60KN。复合地基载荷试验：复合地基荷载试桩的采样频率应为桩总数的0.2%-0.5%，每个施工作业点不小于3。一般来说，应根据比例随机选择，分布基本均匀。K5+700-K6+380等三处特殊路基经水泥搅拌桩处理后，经外委检测单位检测满足设计及规范要求。

五、结束语

浅层软土路基常用简单、彻底而又经济的处理方法即挖除换填法，还有诸如排水固结、砂垫层等方法。深层处理方法常用碎石桩、片石换填、水泥搅拌桩等，只是当遇上如娄双公路那样的情况时可经设计变更为水泥搅拌桩处理。即周边全是农田水塘，无弃土场和借土均可用，道路运输困难，施工工期与农田水利灌溉之间的矛盾，经技术经济比对和专家论证而采用水泥搅拌桩处理方法效果明显。

参考文献：

[1]李琦.水泥搅拌桩施工的质量控制要点[J].铁道建筑，2016年10期.

（作者单位：湖南省长湘工程监理有限公司）