水泥搅拌桩加固公路软土路基的应用研究

尚会霞

摘 要：软弱土层是公路工程路基施工中常见的不良地质条件，此类土体具有较高压缩量，且强度、承载力及稳定性差，必须采取相应处理措施。水泥搅拌桩技术施工效率高，软基处理效果良好，能够达到最佳路基加固作用。在具体施工应用中，需充分掌握该项技术的操作规范，严格遵循相关工艺流程，确保路基施工质量，提高公路工程的稳定性及安全性。

关键词：水泥搅拌桩；公路工程；软土路基

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0106-01

1 工程概况

某公路工程长度为861.94m，道路地基土内存有大量淤泥质土及含粉性土的粉砂土。其中K0+380～K0+620段就存有3.5到4m的软土层，其中1.0～1.5m为淤泥质土厚度，2.0～3.0m为含粘性土粉砂土厚度。该路段具体地质土层情况如表1所示，因其具有不良地质条件，决定选取水泥搅拌桩加固软土路基。

2 水泥搅拌桩法基本原理

自上个世纪70年代以后，水泥搅拌桩在我国软土地基处理中得到了广泛应用，且软土加固效果良好。目前，常见的水泥搅拌桩法可分为两类，如浆喷法与粉喷法。浆喷法中水泥的状态为液体，是向软土内拌入水泥浆的水泥搅拌法；粉喷法则需利用专业粉体搅拌机械进行施工，水泥通过压缩空气向所需加固软土地基内均匀喷入，通过钻头均匀搅拌水泥和软土，以此构成水泥搅拌桩。一般情况下，水泥搅拌桩的处理深度不超过15m，在软土沉积厚度、含水量较大的路段使用。其作用原理为通过固化剂利用深层搅拌机在地基底部均匀拌和土与固化剂（浆状、粉状），保证两者拌和充分。通过固化剂将软土性能改善，以此形成复合地基，提高水稳定性及地基承载力。

3 公路软基加固中水泥搅拌桩施工工艺

3.1 施工准备

（1）场地布设。施工前需彻底清理干净施工场地，清除表层覆土、杂物等。且清除淤泥，做好局部回填作业。（2）测量放样。恢复中线，每隔15m—20m在直线段设置一桩，每隔10—15m在曲线段设置一桩，并将指标桩设置在两侧路肩边缘。将明显标记设置在两侧指标桩上，并标出设计高程。（3）便道施工。施工前，必须将施工场地作业面障碍清理干净，随后进行施工便道修筑，保证其能够紧密连接进场路，便于施工运输车辆通行。因场地存有大量软土，重型机械通行难度较大，通过主便道修筑可便于施工。（4）施工机械。水泥搅拌桩为施工主要机械，其主要构成成分为动机组、喷浆装置等。根据工程所需，可选取PH-5B型水泥搅拌桩机进行施工。选取PJ-1型喷浆记录器用于整个施工过程，做好记录工作。

3.2 施工流程

（1）机械就位。选取单轴型钻头桩机作为水泥深层搅拌桩，施工时必须对钻机进行适当移动，保证桩架与既定桩位对准，钻头中心也应与设计桩位对准，且保持垂直，为保证水泥搅拌机水平无误，可选取水平尺测定，机械垂直度可选取经纬仪确定。（2）水泥浆制备。根据施工实际情况，选定15%为设计掺入比，用灰量为50kg/m。同时，严格遵循桩长、水灰比等条件进行水泥浆拌制，水泥浆拌好、过筛后，即可向集料斗内投放。（3）搅拌喷浆下沉。定好桩位后，即可开启电机，此时起重机钢丝绳无需保持紧绷状态。顺着导向架搅拌机可同时进行搅拌、切土、下沉喷浆作业，避免下沉环节土团堵塞出浆口。根据电机监测表进行下沉速度合理控制，且在70A以内控制工作电流，根据钻机深度计对钻孔深度合理控制。（4）喷浆、搅拌提升。当水泥深层搅拌机所在深度与设计深度相符后，可放慢钻机钻进速度，在设计深度进行2min左右钻动，随后同时进行钻头旋转搅拌、提升作业。要求严格按照设计要求，确定提升速度，并详细记录喷射剩余水泥浆量。（5）重复搅拌下沉及提升。向设计停浆标高位置提升钻杆后，需旋转着向土内沉入搅拌机，确保能够均匀搅拌软土和水泥浆，待满足设计加固深度规定后，再次旋转着向地面提升搅拌桩，待钻头和地面之间的距离达到50cm后，即可结束送浆作业，完成成桩施工。最后将搅拌头上的土等杂物清理干净，且下一桩位移机。

4 公路软基加固水泥搅拌樁质量控制

（1）复合定出的施工桩位没有误差后，需做好保护工作。待主管部门下达施工命令后才能进行桩机施工。施工中如需更换影响施工技术参数相关机械设备，如喷浆计量仪等，应提交书面申请，待相关方同意，且技术参数没有任何误差的情况，才能进行施工。施工过程中必须严格控制搅拌桩施工指标，如喷浆量、停浆标高、搅拌深度、钻机水平位置等。要求在每米2kg以内控制水泥损耗量。终钻标准为钻机能够由淤泥层穿透，并进入下卧土持力层内50cm。

根据设计要求进行水泥搅拌桩施工，要求连续不断进行喷浆施工，如喷浆不达标，则不得提升钻杆。如因故障中断喷桩，需再次向断浆点下1m以下位置进行钻进施工，喷浆作业恢复后，可重新进行喷浆提升。如喷浆中断时间在6h以上，需做好补桩作业。施工中，必须做好水泥喷入量记录工作，且对浆池内水泥添加量、余量进行定期检查，如喷浆量不够，应及时做好补充，并复喷原桩。

（2）软土地基处理中，水泥搅拌桩的应用可有效提升加固效果。工程质量控制中必须做好施工质量检验工作，在检验时合理控制允许偏差。施工结束后，应做好开挖、桩体强度及复合地基荷载检验工作，具体如下：

第一，开挖检验。水泥搅拌桩成桩2到4天内，需做好开挖检验工作，检验内容包含成桩状态、桩径偏差、桩位偏差等，且在0.5～2.0m之间控制开挖深度，2%到3%之间搅拌桩开挖检测数量。

第二，桩体强度检验。水泥搅拌桩成桩28d后即可进行桩体强度检验，主要检验方法以抽芯为主，检验目的为成桩均匀度、连续性是否符合设计要求。一般在室内进行芯样无侧限抗压强度试验，桩体取芯后，需填满水泥砂浆，以5%作为搅拌桩桩体强度检测数量。

第三，复合地基静载检验。局部大平板静载试验可在水泥搅拌桩成桩28d后进行，通过该试验可对桩体单桩承载力、复合地基承载力进行检测，根据设计要求确定检测数量。

（3）水泥搅拌成桩施工结束后，应做好全面质量检测工作，避免桩体偏差过大，具体标准如表2所示。同时做好检查施工记录，明确每根桩体水泥用量、喷浆参数、搅拌时间等各项参数，并以此为依据评价桩体质量，若存在缺陷或不足之处，应根据其所在部位及可能造成的后果，采取相应的处理措施。针对施工难点及重点部位组织技术培训，充分掌握水泥搅拌桩施工规范及标准，尽量减少人为操作失误，从根本上提高路基质量，构建起完善的岗位责任制度，将具体职责落实到位，确保施工顺利进行。

5 结语

综上所述，路基作为公路工程的重要构成部分，对其使用性能有直接影响，必须根据实际地质条件选取相应施工技术，确保工程质量满足车辆通行需求。水泥搅拌桩技术在软土路基处理中得到广泛应用，具有良好的单桩承载能力，提升路基的稳定性，必须严格遵循施工规范规定，加强质量控制措施，构建完善的质量管理体系，尽量减少人为操作失误。

参考文献

[1]温祖经，李东广，梁孝蒙.浅谈水泥搅拌桩在水利工程中软基础处理的应用技术[J].城市建筑，2012，（15）：60.endprint