分析桩基施工技术设计与施工控制

谢国容，熊永波

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某高速公路工程U标段所在地区的地形地势开阔平坦，但沿线水网密布，分布有诸多河流沟渠。沿线所在场地为冲击平原地貌，其高程在11～13 m范围内，由砂土(粉土)、第四系与粉质粘土等部分组成。工程设计采用水泥搅拌桩对主线路基进行处理，现以本工程为例，对其桩基施工设计与控制作如下分析。

2 施工设计

该合同段采用水泥搅拌桩进行处理的路基段包括：K67+350.5～K67+390.5段；K67+434.4～K67+474.5段；K68+591.5～K68+631.5段；K68+700.5～K68+740.5段；K71+387～K71+417段；K71+425～K71+455段；K71+801.5～K71+841.5段；K71+885.5～K71+925.5段；K72+298.5～K72+338.5段；K72+391.5～K72+431.5段等，除一般路基段外，还包括涵洞路基与桥头路基。桩基处理总长在380 m左右，根据图纸，需布置14 171根桩，其总长为141710 m。桩基布置按正三角形进行，桩径50 cm，水泥采用32.5普硅水泥，水灰比为0.45～0.55，水泥剂量按12%～15%控制，除桩顶6 m之内水泥剂量取55 kg/m外，其它均为50 kg/m，桩基形成后，其单桩承载力需要达到120 KN以上。

设计在K68+591.5～K68+631.5段进行首件桩布置，桩径50 cm，按1.2 m、1.5 m和1.8 m三种桩间距布置，桩长共17 080 m，成型后呈正三角形，桩长相同，均为10 m，预压9个月。根据设计要求，以32.5普硅水泥为固化剂，水泥剂量取50 kg/m，7 d与28 d强度分别应达到700 KPa、1 350 KPa以上，且单桩承载力必须达到120 KN以上。

3 施工控制

3.1 施工准备

做好清表，并利用推土机将地面整平。

组织施工和管理人员并开展详细的技术与安全交底，确定安全与质量隐患，明确各项注意事项，以提高全体人员安全和质量意识。

组织施工材料进场，进场的材料必须具备齐全的证书，同时还要做好取样送检，经检验确认合格后方可在施工中使用。

做好施工的临时用水和用电，以及施工便道的铺设，在便道两侧应开挖排水沟，沟宽以0.5 m为宜。

施工开始前对钻杆的长度进行丈量，并做好相应的标记，用于随时了解实际钻进深度及复搅的深度，使实际的桩长达到设计要求。

3.2 施工测量

将建设方提供的基准点作为依据，建立闭合导线控制网，并根据这一控制网，对轴线进行测量与设置，然后结合轴线完成对所有细部的测量与设置。施工开始前，对测量基准点进行检查与复核，根据实际需要增加水准点与控制点，并完成控制网的建立，为施工放样奠定良好基础。将桩位测放出以后，要设置专门的标记，复核完成并确认无误后开始施工。

3.3 工序控制

(1)定位

桩机可利用行走系统实现移动，在桩机到达设计要求的桩位后，使其对中。如果地面有很大起伏，则也设置液压装置来平衡，确保桩机处于完全水平。之后对钻杆的长度和钻头的直径进行检查，确认无误后开始后续作业。

(2)水泥浆制备

水泥剂量根据土体质量确定，即土体质量0.15倍，水灰比取1∶0.5。在施工中，若需要加水，则必须使用定量容器，以此对用水量予以严格控制。另外，水泥浆要在桩机下到设计要求的深度以后开始制备。将水泥浆制备好后应均匀搅拌，避免离析，在泵送时要保持连续，制浆设备中的水泥浆应始终处于搅拌状态，现场的工作人员要做好泵送时间及数量的记录。

(3)预拌下沉喷浆

在桩基冷却水循环系统正常运作后，开启桩机并对吊索进行放松，促使桩基沿导向架不断下沉和搅拌，对于下沉速度，需使用电流监测表实时控制。一般情况下下沉速度不能超过0.8 m/min，且正常工作时的电流应控制在70A以内。在喷浆搅拌时，应持续对水泥浆进行搅拌。期间随时对设备实际运行情况与地层发生的变化进行检查， 在确认钻头下沉到设计要求的深度以后方可停钻。

(4)提升喷浆搅拌

对钻头进行提升并喷浆搅拌，在喷浆时，应通过搅拌使水泥浆和土体充分结合，并防止水泥浆发生离析，实际的喷浆量采用计算机自动记录和控制，在与地面相距50 cm后结束喷浆。如果施工因故中断，则要在恢复前将桩机下沉到中断点以下1 m处，且中断的时间不能超过3 h，否则水泥浆凝结导致堵管，此时要将管路取出进行冲洗。

(5)二次搅拌喷浆

在第一次喷浆搅拌结束后，开始第二次下沉、喷浆和搅拌，方法与上述相同。

(6)清洗

如果桩机施工完全停止或间歇很长时间，则要向搅拌桶中添加数量清水，并开启泵机对管路中残留水泥浆进行冲洗，到基本干净为止。同时还要把粘附于桩机头上的土清除干净。

(7)桩机移位

完成一根桩基的施工后，将桩机尽快移动到下一根桩的位置，对上述工序予以重复。

(8)桩头回填

施工至与顶端相距0.5 m的位置后，由于土压相对较小，所以搅拌质量会明显变差，此时即可将桩机移位，由人工进行桩头回填，回填材料除水泥外，还需添加适量石灰，在翻挖、搅拌至均匀后将其分层压实。

3.4 成桩检测

在桩基施工结束后，应尽快进行检测，在检测项目中，轻型触探检测、抗压强度试验与荷载试验是三个必须完成的项目，其中，载荷试验还包括单桩试验与复合地基试验两部分。桩基检测合格的标准为：

(1)7 d与28 d抗压强度分别应达到0.7 MPa、1.35 MPa以上；

单桩承载力试验值与复合地基整体承载力试验值均达到标准，符合设计要求。

4 结束语

综上所述，水泥搅拌桩技术在高速公路工程中的应用能有效改善路基技术状况，但想要达到理想的效果，一方面要根据工程实际情况，结合总体设计要求，做好桩基施工设计，以此为桩基施工顺利进行奠定良好基础，提出必要的依据；另一方面则是要在施工中重视并加强施工控制，包括施工准备、测量放样、工序控制及成桩检测。截至目前，本工程桩基施工已经顺利完成，经检测桩基质量合格，无论是强度，还是单桩及复合地基的实际承载力，都能达到预期设计要求，说明本工程桩基设计与施工控制合理有效，值得参考借鉴。