公路软基加固中水泥搅拌桩的应用

姜大干 王艳红

摘 要：随着国民经济的高速发展，为满足道路交通运输需求，必须重视公路工程的施工质量。作为公路工程软基施工的重要技术，水泥搅拌桩施工技术水平的高低直接影响着工程建设的整体质量，为此必须重视其施工技术的应用。本文在充分掌握水泥搅拌桩法基本原理的前提下，要求必须规范水泥搅拌桩施工工艺，做好质量控制工作，只有这样才能提升其施工的整体质量。

关键词：公路工程；软基加固；水泥搅拌桩

一、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。

二、公路软基加固中水泥搅拌桩的施工工艺

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。

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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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體内部，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。

8、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。

三、水泥搅拌桩施工的质量控制措施

1、待水泥搅拌成桩施工结束之后，需进行全面的质量检测工作，避免存在桩体偏差过大的问题。同时着重检查施工记录，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。成桩2—4天后，可通过开挖施工的方式检验成桩质量，开挖深度在1.5—2.0m左右，检验桩体直径、均匀程度等，随机检测数量为总体成桩数量的2%—3%。同时应结合公路工程实际情况，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。

2、首先加强原材料的质量控制，选取正规生产厂家采购水泥材料，检验出厂合格证及质检证明，在进场前进行质量检测，若存在质量不达标材料，禁止应用在路基施工之中，从源头上减少质量隐患。其次，在充分掌握工程地质条件的基础上，确定搅拌机械设备的规格及数量，既保证施工顺利进行，又避免出现设备闲置现象，造成不必要的资源浪费。水泥搅拌桩施工之前，必须在技术人员的指导下，严格按照设计方案的内容校验各项施工参数，为后期施工提供数据支持。

3、在水泥搅拌桩施工过程中，必须根据成桩试验结果控制钻进深度、喷浆量、停浆时间，水泥损耗量应控制在2kg/m以内。尽量避免出现喷浆中断的现象，保证桩体的完整性及承载能力，若由于外界客观因素不得不中断施工，再次施工时应深入断浆点1m以上的位置，进行搅拌成桩施工，若施工中断时间过长，需采取补桩处理措施。钻进施工过程中应定期检查钻头叶片，直径磨损量控制在1cm以内，将钻头表层的泥土及时清除，避免堵塞喷浆口。喷浆量是影响成桩质量的关键因素，如出现喷浆量不足的情况，应及时复钻复喷，复喷量不得小于设计用量。为保证成桩质量，以桩顶设计标高为依据，施工停浆面应略高于设计值0.5m左右，后期基层施工时可凿除多余部分。

四、结束语

综上所述，作为国民经济增长的重要设施，公路工程建设必须重视软土地基加固技术的应用，如选取的软基加固方法不当，将因产生地基失稳、不均匀沉降等问题，由此可见，软土路基施工方法选择是否合理、有效已经成为公路建设面临的首要问题。水泥搅拌桩技术作为公路深层软基处理的重要技术之一，该技术的应用，不仅可以有效提升地基承载力，更是地基变形情况有效控制及地基加固的最佳方式。

参考文献

[1]刘泽甫.变截面双向水泥土搅拌桩在徐济高速公路软基处理中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）. 2010（S1）

[2]李兵.水泥土双向搅拌桩在上海S32高速公路软基加固中的应用研究[J].公路工程. 2010（04）

[3]李宁，张媛君.钉形水泥土双向搅拌桩在深厚软基加固中的应用[J]. 路基工程.2015（01）

[4]颜晓华，王崇建，张卢东，盘文武. 水泥土双向搅拌桩在某公路软基处理中的应用[J].中国水运（下半月）. 2012（01）

[5]刘波，张小涛，孙晓凯.钉形双向水泥土搅拌桩在徐明高速软基加固中的应用[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版）. 2013（04）