水泥搅拌桩在高速铁路软基处理中的应用研究

汤虎

摘要：软基处理水泥搅拌桩施工是工程建设当中经常使用的技术以及方式之一，随着水泥搅拌桩技术的不断运用，最多的就是在高速铁路软基处理过程中的运用。同时水泥搅拌桩的影响因素也非常多，我们对此进行了比较系统的分析。还对工程施工过程中的质量问题提出了比较好的控制措施，并采用新型的技术对工程质量进行实时的检测。

关键词：水泥搅拌桩；铁路；软基处理；荷载试验

一、 工程概况

为了研究水泥搅拌桩在高速铁路软基处理当中的实际应用，我们根据实际的案例进行分析以及研究。其中某高速铁路工程项目在设计之初时速度设定为250KM/S，此铁路的分布主要的区域在四川片区。周围的具体环境为水田、鱼塘以及菜地，这些中的大部分属于软弱的地基。因此我们在实际的施工當中应当结合当地的地形以及具体的工艺参数进行比较合理的分析。同时进行荷载试验对其实际的工程质量进行检验[1]。

二、 水泥搅拌桩强度影响因素

（一） 水泥掺入比。水泥搅拌一般都是根据水泥参数的水泥混合比例的不同来进行搅拌，一般的水泥强度也是不一样的。根据实际的经验值，水泥搅拌桩在进行水泥掺入的时候，一般都是控制在10%-15%之间。这样就能合理的控制，就能满足其软基处理问题。

（二） 水泥土的龄期。我们在实际的试验的过程中，对于水泥强度的增长，主要依靠的是水泥前期在水里进行水化和在水中离子交换的时候，有效地激发起凝胶产物，这样随着水泥时间的不断增长，水泥的强度也在不断地增长。

（三） 水泥标号。一般而言，水泥搅拌桩的强度会随着水泥标号强度的提高而不断地提高。根据实际的经验值，水泥标号每提高一个等级，其中水泥的强度增加30%-50%。

（四） 土壤含水率。水泥搅拌桩抗压强度的大小跟土壤含水率的多少有直接的关系，实践证明，土壤中的含水量每降低10%，这时候的搅拌桩的抗压强度可以提高10%-50%。

（五） 外加剂掺量。在实际的水泥搅拌过程中，除了添加水以外，最为重要的就是添加一定量的添加剂，这样做的目的可以提高其抗压的强度，再有添加剂不同，水泥的强度也是不一样[2]。

（六） 掺加粉煤灰。在进行水泥搅拌的时候，添加一定的粉煤灰，可以让水泥强度提高百分之十左右。

（七） 土质。使用该方法操作时，需根据施工环境中的不同土质采取处理措施。此外，软土中含水量以及有机物质的含量也会对水泥搅拌桩的质量产生影响。一般的粘性土层中水泥搅拌桩强度会高于软弱土层。在龄期均为32d的时候，黏性土层的强度可以达到软弱土层的两倍效果。

三、水泥搅拌桩软基处理施工技术要点

（一） 施工准备

1.布置施工便道。在进行实际的水泥搅拌桩施工的过程中，为了运输以及施工方便，我们设置施工便道，主要是为了保障施工车辆以及材料和机具能够顺利地进入施工现场。

2.布置施工用电。当所有的设备以及施工材料布置好以后，为了保障施工的连续性，对于现场的用电，除了能够采用正常使用以外，还需要准备多台发电机以备不时之需。

3.进行施工场地布置。我们对施工现场的布置，主要是做好排水以及对于鱼塘、水田进行清淤，同时也为施工的设备提供比较好的施工场地，同时根据施工图纸，进行放样，标出中心线。对施工当中的各种桩号进行编号，标出桩长。

4.人员和技术准备。施工的组织方面，最为重要的就是对施工图纸进行审核和复核，再有就是对施工技术进行全方位的交底，并组织特种的操作人员进行技术方面的培训。

5.机械设备的准备。根据实际的施工需要，我们对各种机械设备进行型号和数量的记录，对施工设备能够自动的记录桩长。

（二） 确定实际的工艺参数。

我们在对水泥搅拌桩进行施工前，进行施工试验，根据试桩试验的参数确定具体的施工参数。

（1） 首先搅拌机的钻进速度一般控制到低速或者普通的速度。（2） 水泥参数的水灰比一般控制在0.45左右，而且水泥必须为当日搅拌而成的。在具体的施工当中，水泥必须采用砂浆搅拌而成。（3） 搅拌好水泥必须及时的使用，存放的时间不能太长。（4） 试桩一般不少于5个，主要是采用动力触探法进行实际的检验，确定实际施工参数。（5） 我们根据之前放样的位置，进行钻机定位。（6） 在进行实际的施工中搅拌水泥浆，水泥浆搅拌完成以后，才可以开钻施工。（7） 实际的施工中，钻机的深度接近实际的设计深度的时候，同时钻头保持1-3min，当产生二次喷浆的时候进行二次实际的搅拌。（8） 当钻头距离地面50厘米的时候，可以停止喷浆，这样成桩结束。（9） 洗管。（10）重复上述步骤，开始下一根桩施工。

四、水泥搅拌桩施工质量检验

（一） 钻孔取芯法。我们在进行水泥搅拌桩施工过程中，为了保证搅拌桩施工的质量，采用钻孔取芯法。本项目主要选择6个区域24个水泥桩进行实际的搅拌，在取桩的过程中，要保证水泥凝固性。这样将芯样制作成试件进行抗压强度检测，高于设计强度才能符合设计要求[3]。

（二） 轻型动力触探法。我们根据实际的经验值以及设计参数，水泥搅拌桩产生的最大轴力的位置一般在于桩顶以下3-4m处。在检验当中，我们发现土层的不均匀型对施工的质量影响较大。所以在后续的设计以及施工当中一般采用轻型动力触探法对桩身土层进行检测。最为重要的是桩身承载力特征值不小于500kPa为合格。

（三） 荷载试验。荷载试验一般在实际的搅拌成桩28天以后，抽取一定数量进行荷载试验检测。为了研究方便，本文主要对其中的一个监测点进行详细的说明，其中具体的数据如表一所示。

根据实际数据分析，试验统计结果显示载力大于160KPA，可以满足设计以及规范的要求。

五、结束语

本文主要是通过对于水泥搅拌桩在某个高速铁路的软基处理中的应用，进行比较系统的研究。我们清楚地知道，现场实际施工与影响强度的因素有着重要的联系，在整个施工过程中严格按照设计要求施做，严把质量关。采用不同的技法和技术，提高施工质量。通过荷载试验的数据进行分析，不断改进施工方法和工艺，进而达到更高的要求。

参考文献：

[1]张建峰.水泥搅拌桩在高速公路深层软基加固工程中的应用[J].科技与企业，2015（18）：116-116.

[2]周和平.水泥搅拌桩在高速公路软基处理中的方案设计与施工工艺研究[J].科技创新与应用，2016（26）：237-237.

[3]金智涛.浅述水泥搅拌桩在高速公路软基处理中的应用[J].甘肃科技纵横，2013，42（12）：62-64.

（作者单位：中铁十七局集团第一工程有限公司）