公路软土路基水泥搅拌桩施工工艺及其质量控制

汪 磊

(中交二公局东萌工程有限公司，陕西 西安 710119)

1 引言

进入21世纪以来，建筑业呈现一片繁荣景象，人们对建筑的要求也在逐渐提升。在这种情况下，传统的地基施工方法面临着发展困境。如何打破困境，确保地质施工质量符合建筑要求逐渐成为社会各界广泛关注的一个话题。实践表明：规范使用水泥搅拌桩能够弥补传统技术存在的缺陷。作为一种新型工艺，水泥搅拌桩的规范使用直接影响着地基施工的质量。因此，要严格控制水泥搅拌桩的施工工艺和质量情况，使其符合施工要求。

本文选取的工程实例，是07省道嘉兴段桥头软基处理施工工程，施工区域大约为500m。施工前，项目经理部首先对该地区的地质情况进行了勘探。勘探结果表明：该地区具有较厚的软土层，需要处理的地质面积较大，水泥搅拌桩复合地基的使用很有必要。

2 施工工艺原理与施工流程

水泥搅拌桩的施工工艺原理如下：充分利用搅拌桩机(图1)对水泥进行搅拌。其中，水泥主要是作为一种固化剂来使用。在这个过程中，地基土的可塑性大大降低，而其力学性能和地基强度则得到了增强。

图1 水泥搅拌桩机

此次施工主要采用双向搅拌工艺。具体的施工流程如下：清理场地，保证场地平整整洁。进行施工前的最后准备工作，确保施工所需物品均已到位。做好正式施工前的材料准备，保证桩位放样，水泥浆提前制备等均符合相关要求。进行正式施工。对于之前的施工情况，还应注意加固和检查，以确保施工质量符合要求[1]。

3 施工技术及质量控制要点

3.1 施工工艺参数确定

水泥搅拌桩的施工质量是否过关直接影响着工程的好坏。为此，应尽量确保水泥土室内混合比的配置达到最佳。要想得到尽可能合适的配合比，试验室应提前进行配合比试验，从而为搅拌桩的设计提供数据上的参考。

3.1.1 室内配合比试验

试验结果表明：按照13%、14%、17%和21%的配合比掺入水泥，并按3%的配合比掺入石膏。同时，水灰比定为0.4和0.45。

试验之后，能得到如下结论：配合比一定，水灰比和无侧限抗压强度变化相反；配合比不一定，水泥掺入量越多，7d、14d、28d龄期的无侧限抗压强度就越高。

当掺入水泥的比为17%时，抗压强度值符合设计规范。同时，石膏的掺入在一定程度上有利于水泥搅拌桩早期强度的增强。

3.1.2 试桩施工及质量检验

试桩施工的主要目的是要使桩位、桩径以及垂直度等指标符合相关的要求。为此，应按照计划的施工流程进行试桩。在施工过程中，一共取6根桩，芯样为18段。取芯结果表明：桩体整体密实均匀，具有良好的成桩效果，只有局部存在问题。问题存在的原因有很多，其中主要原因是，局部钻杆转动速度不够快，泥浆的传输不连贯，导致其与土体的结合存在问题。因此，要及时关注钻杆转速，严格控制泥浆泵的输送速度[2]。

3.1.3 施工工艺参数确认

配合比试验及试桩过后，就能对施工的工艺参数有具体的了解。以下为施工的工艺参数：①掺入料参数。其中水泥、石膏和水灰比分别为17%、2%和0.4。②施工过程中的参数控制。为了更好地控制施工质量，应严格控制施工过程中的施工参数。

3.2 施工材料

施工时需采用符合规范的材料，不得随意更改，也不得随意替换。施工不仅需要考虑材料的种类，还应考虑材料的具体要求。在选取水泥的过程中，要注意选择出厂时间不足3周的水泥，确保水泥没有过期，也不存在任何影响施工的质量问题。在选择拌和水的过程中，也应对其进行检验，避免影响水泥的正常硬化。

应注意对材料生产厂家的资历进行审查，确保符合要求后方可允许进场。进场的材料不仅需要提供产品质量合格证明，还应按要求进行取样和检验，测试符合要求后方可进入。对于不合格的材料，要及时淘汰，不得在施工过程中随意使用。

3.3 成桩施工

3.3.1 桩位控制

根据操作规范对桩位进行放样和加固，并及时上报测量技术复核单。进行加固时，既需要合理控制搅拌头与方向点之间的偏差，又需要对桩位编号进行及时准确的记录。

3.3.2 桩长控制

为了对钻入和复搅的深度有一个明确认知，准确掌握桩长，应提前在钻杆长度上标好刻度。在具体的搅拌过程中，监测仪器自动对喷浆量和搅拌深度进行记录。为保证记录的准确性，还应提前检验监测仪器的准确度[3]。

3.3.3 垂直度控制

在搅拌桩机的正面和侧面都设置了1个吊锤。在施工过程中，应时刻关注吊锤的情况，一旦发生倾斜，应立即进行调整。要确保搅拌头、桩杆以及桩位的中心线位于同一条直线上。

3.3.4 浆液制备及注浆

在配置水泥浆液时，要以试验结果为依据，按规范掺入一定比重的水泥和石膏。在制备浆液的过程中，应注意以下几点。

(1)在配置浆液过程中，需要有专人对此进行称重和记录，一旦发生偏差，则应加入相应的材料继续搅拌，直至符合要求。

(2)严格控制浆液的放置时间。一般情况下，制备好的浆液不能放置>2 h，超出这个时间点则有可能要降级使用。

(3)注意对浆液的保护。为避免雨水或清洗用水对浆液的污染，一方面要注意防雨棚的搭设及排水设施的设置，另一方面则是要注意水倒流等情况的产生[4]。

试桩能够为注浆时的注浆压力和注浆流量提供精确的参数，合理控制注浆速度，确保注浆的成功。

3.3.5 搅拌成桩

在搅拌成桩的过程中，注意速度的控制，具体包括钻进速度、钻进搅拌钻速、提升速度、提升喷浆流速等，并派专人对其进行记录。

应注意观察钻头是否有严重的磨损情况，一旦发现有，一定要及时修补，若严重还要及时进行更换。

应避免在搅拌机下沉的过程中对其冲水。当土层过厚时，应考虑多方因素，在确定冲水不会对施工本身造成影响的前提下适度冲水。

大多数情况下，不能中断施工。如有特殊情况，不得不中断施工，则要注意将搅拌头下降到停浆点50 cm的位置。这样一来，处理好意外之后可继续提升并搅拌。除此之外，还应注意3h这个时间节点：当停机时间<3 h时，应先重叠接桩，然后再开始施工；当停机时间>3 h时，应及时将输浆管路拆卸下来并进行清洗，随后再进行补桩。

3.4 做好清理工作，提高孔桩质量

水泥深层搅拌桩为现代施工技艺中不可缺少的一部分，它关乎地基项目的建设质量，在地基项目施工之时，管道建设扮演十分重要的角色，管道施工运行成功关乎水泥深层搅拌桩的工作，关乎其钻孔工作的正常运行。从这一方面来讲，工作者应当将管道清理工作做好，在进行水泥深层搅拌桩的钻孔工作前，应当清理干净所有管道，将全部杂物彻底清除干净，让管道保持干净状态。在清理管道的时候，可以通过冲洗的方式，凭借水泵等等基础设施对其冲洗，清理干净后，要等到管道所有的水都被晾干，只有这样才能够进行下钻工作施。在对桩体下放的过程中，为保证其垂直度，可通过吊锤等等方法，合理控制吊锤的方向，从而将钻杆的距离控制在一定范围之内。

3.5 施工质量检验

(1)现场质检工程师分批对施工材料的质量证明文件和抽样检验报告进行查验。

(2)现场质检工程师一方面要检查水泥浆的配合比是否符合设计规范，另一方面要对专人记录的制浆记录进行检查。

(3)现场质检工程师对成桩记录进行检查，确保其符合规定的工艺参数。

(4)测量队对桩位、桩底、标高及桩径的偏差程度、检验数量和检验方法进行检查，确保其符合规定[5]。

4 结语

水泥深层搅拌桩的使用能够有效提升地基施工质量，改变地基软弱的情况，这也恰恰是水泥深层搅拌桩施工工艺备受关注的原因之一。但要想水泥深层搅拌桩能够在地基施工中发挥出其应有的作用，还需要在施工过程中弄清施工的原理及流程，严格按照施工的要求进行操作，并做好施工质量的控制和改进工作。只有将每一项工作都做到位，水泥深层搅拌桩的优势才能够真正得以发挥。