水泥搅拌桩在公路软土地基施工中的运用分析

曾朋

（广东和立土木工程有限公司 广东广州 510000）

1 引言

目前，公路工程的施工环境越来越复杂，很多公路在施工过程中存在许多缺陷，地基是公路基础以及上部结构能否稳定的关键，如果根基不稳，那么上面的公路则会存在着重大的安全隐患，对人民的生命财产安全带来巨大的安全隐患，所以地基的稳定性问题必须引起高度重视，通过采取相应措施做好基础加固工作，在一定程度上上提高软土地基的强度，保证公路地基的稳定性，进而有效降低软土压缩性，减少不均匀沉降带来的施工安全问题。

2 施工前要求

2.1 水泥质量要求

公路工程软基处理中水泥搅拌桩的主要影响因素就是水泥的质量，当然水泥的质量也会直接影响水泥搅拌桩的作用，故严格把关水泥的质量是至关重要的。对于水泥的质量合格证以及生产准许证都是必备的，否则就不能保证水泥的质量要求。

2.2 施工场地要求

为了避免在施工场地中出现池塘或者低洼的情况，要求在公路工程软基处理中应用水泥搅拌桩之前严格把关施工的场地及地面。若遇到以上问题要及时进行挖沟排水，对淤泥及垃圾杂物进行彻底清除。填充一些土料可以确保公路工程水泥搅拌桩在软基处理的正常运作。

2.3 施工人员要求

对施工人员严格要求的首要就是充分准备好工程的开工，其中两项重要的方面则是施工过程和施工技术，对施工前做好检验和测试是工作人员的必要要求。

在施工过程中，工作人员要秉着认真负责的心态，仔细的对施工号、施工时间、钻进速度、提升速度、管道压力、灰浆泵压力、泵液流量等等做好笔录，确保软基工程中水泥搅拌桩的作用。

3 水泥搅拌桩的设计

水泥搅拌桩的设计应该符合以下规定：

（1）确定竖向水泥搅拌桩的长度

确定竖向水泥搅拌桩的长度首先要根据上面构造对承载力和变形的要求，确定是否能够穿透松软的土层达到相对比较高的承载力土层。要求桩长必须超过2m以上的危险滑弧是为了提高水泥搅拌桩的抗滑稳定性。湿法应考虑是否限制了机械性能，对于干法来说加固的深度应小于等于15m。

（2）承载力的特征值

承载力的特征值对于符合地基的竖向水泥搅拌桩来说可以按照规范的公式进行估算，其值的确定可以通过现场单桩或多桩复合地基的荷载实验，大小应该小于或等于180kPa。

（3）设计变掺量

设计变掺量是在竖向承载搅拌桩的桩长超过10m的情况下，可对其进行设计。确保全桩水泥总掺量不发生变化的前提下，在桩身上部三分之一的范围内可以增加搅拌次数及水泥掺量，对于桩身下部1/3的范围，可采用减少适当水泥掺量的方法。水泥搅拌桩工程量计算如图1所示。

图1 水泥搅拌桩工程量计算

（4）设置褥垫层

设置褥垫层在竖向承载水泥搅拌桩复合地基的基础和桩之间，厚度在150～300mm之间适合在刚性的条件下设置褥垫层。对与褥垫层的材料通常选用中粗砂及配砂石等，其中它们最大的粒径应小于或等于20mm，它的压实系数应该大于0.94。

（5）布置搅拌桩

布置搅拌桩可以通过上部构造的特点，对地基承载力及变形的要求的加固形式进一步对竖向承载搅拌桩进行平面设置。布置搅拌桩可以只在刚性基础的范围内，而对于柔性基础需要通过验算外布桩。对于柱状加固的布桩形式可宜采用等边三角形或者正方形。

4 水泥搅拌桩的作用

4.1 促进围护结构的止水

水泥搅拌桩的作用有很多其中最主要的是促进围护结构的止水，在施工过程中存在许多不符合要求的方面，比如说喷浆料不多，喷浆与搅拌不充分不均匀甚至存在搅拌桩搭接问题。水泥搅拌桩施工流程简单，并且造价较低，在公路工程中处理软基时大大促进了围护结构的止水，特别遇到池塘和洼地时将水泥作为固化剂的主剂发挥其止水桩的作用，主要包括两种类型，一种是中间不插型钢，只用来止水，如果需要挡土则要结合其他的工艺来完成，另一种就是既可以用来止水有可以用来挡土墙，主要适用于较浅的基坑，这种是在搅拌桩状体内插H型钢，相对来说此桩身的强度低一些。

4.2 加固土桩体和软弱地基，提高地基承载力

一种非常有效的形式当属于公路工程软基处理中水泥搅拌桩，此方式是通过搅拌桩机中将水泥喷入土体中混合后并进行了充分的搅拌，混合后会使得土与水泥发生化学反应，从而可以使得土体变硬进而提高地基的承载力。水泥搅拌桩以桩的方式加固土桩体和软弱地基并对其加强巩固，对土中的高应力区来说大大增大，从而极大提高土桩体和地基的承载力。

4.3 减少地基不均匀沉降

减少地基不均匀沉降主要是通过水泥的水解、水化反应以及水泥混合物与粘土的碳酸化反应和物理化学反应，其所形成的复合地基是桩体与桩周软土掺在一起的。这种地基相对来说强度比较高，对地基的承载力有所提高，从而对公路的稳定性有所加强以及减少地基不匀称沉降的作用。

5 水泥搅拌桩在公路软土地基施工中的运用

本文以广东某公路为例来说明冲击碾压技术在软土路基施工中的具体应用。该公路路基宽32.0～45.5m，该公路沿用双向六车道的设计，行车速度80km/h。该公路某些路段为软粘土，淤泥土，承载力较低。

5.1 地基处理

水泥土搅拌桩采用新规范42.5水泥制浆，水泥掺量15%；搅拌次数为2次喷浆3次搅拌，喷浆口即将出地面时停止提升，搅拌数秒；喷浆时提升速度不大于0.5m/min；垂直偏差不大于1.5%，桩位偏差不大于10cm。水泥搅拌桩地基处理如图2所示。

图2 水泥搅拌桩地基处理

5.2 水泥搅拌桩的施工程序

水泥搅拌桩的施工程序首先就是桩位放样，重点是复查控制性轴线和桩位，然后调整让钻头对准中桩位进行定位，接下来是启动电机让钻头沿轨道钻到所设计的深度，同时应注意额定电流要大于工作电流，如果有太大的阻力导致下沉慢可以通过输浆管进行加以稀释，然后就是浆液的配制，接下来当搅拌头达到设计深度时就要开启浆泵，等到浆液到喷浆口时使用均匀的速度提钻惊醒喷水泥浆，需要注意的是要控制好搅拌速度，使得水泥浆与土均与的混合。为了确保桩头的质量，喷浆搅拌不应低于设计桩基项50cm，关闭灰浆泵再次将钻杆下沉至所要求的深度进行充分搅拌并提升至地面，然后将杆提出呈现出桩来，最后移位钻机清理桩头再填写施工记录。水泥搅拌桩施工工艺流程如图3所示。

5.3 成桩质量的控制

图3 水泥搅拌桩施工工艺流程图

为了确保水泥搅拌桩的加固效果，在具体的操作中应注意施工中的成桩质量检测。水泥搅拌桩成桩的质量控制，不仅要在其成型阶段加以控制，还要注重对于原材料的质量控制、施工工艺的控制以及施工记录的控制。从而确保工程的稳定性和安全性。

5.3.1 原材料的控制

（1）水 泥

水泥作为水泥搅拌桩的核心材料，对水泥搅拌桩的质量影响极为关键。在对水泥质量的控制中，应当主要控制以下几个环节：水泥在用于施工之前必须抽样进行试验，在检验合格后方可进场使用。在每批水泥进场后，还要对备样材料进行水泥土强度检测试验。具体的操作方法是：在施工现场提取样本，并与水进行和拌，接着用塑料袋封装并将其运至现场试验室。同时用备样水泥按一定的配合比进行充分拌和。在试验的基础上制成试块并按规定养护，积累相应的经验。

（2）制 浆

按单桩的长度和试验得出的每m桩长水泥用量计算出单桩水泥用量，并严格按照试验得出的标准设计进行制浆，对水灰比加以严格的控制。在制浆罐中进行拌制的同时备好的浆液应不停地进行搅拌，避免出现不均匀或凝固的现象。另一方面浆液倒入集料斗时要进行加筛过滤。以免浆液结块而造成对泵体的损坏。

5.3.2 施工工艺控制

在施工的过程中，要确保垂直度。一方面控制搅拌机的平整度；另一方面控制导向架对于地面的垂直度。将其偏斜率稳定在一个固定的位置。还要保证桩为的准确性。采取经纬仪的方式标记出墙底板上的各排桩位线，在所测的桩位线位置达到设计标准时方可进行施工。在搅拌的过程中还要注意喷浆搅拌均匀，以免出现断桩的现象。并严格按试验确定的参数控制水泥浆的喷出量、搅拌程度及提升的速度和次数。充分保证喷浆搅拌的均匀性和稳定性。

6 结束语

通过施工作业可以发现，水泥搅拌桩能够改善对软土工程的性质，并且最大程度的提高地基的承载力和稳定性从而达到沉降的目的，这都是利用了桩体的作用，并对公路工程的软基处理创造了尤为重要的效果。必要的是在施工前做试验桩，主要是对大面积施工质量施工参数的确定。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等须有专业的人员认真仔细的记录。软基处理中应用水泥搅拌桩缩短了工期降低了造价，而且避免了对周围环境及土体的破坏，这一系列的优点在公路工程中都发挥了很大的实质性作用。

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