水泥搅拌桩在城市道路软基处理中的应用及优化分析

郑仲润

（广州市市政工程设计研究总院有限公司，广州510000）

1 引言

在建筑行业的发展中，水泥搅拌桩的应用越来越广泛，其主要是将水泥作为固化剂，针对饱和软黏土地基进行加固处理，在实际施工过程中将软土和固化剂加入特制搅拌机设备中，对其进行强制搅拌，这样固化剂会与软土产生化学反应，使软土地基变成优良地基[1]。在现代化工程项目建设中，水泥搅拌桩技术在城市道路软基处理中得到了有效应用，其具有水稳性和整体性特点，能确保地基强度满足施工要求，在很大程度上提升了城市道路施工的整体质量。

2 工程实例

某市政道路工程全长是200m，设计标准是城市主干路，红线宽40m，设计速度是40km/h，主要建设内容是道路工程、排水工程、照明工程、交通工程等各项配套项目，该工程地表起伏较小，高差约1m。市政道路工程全线位于软土地基中，道路沿线范围由上到下地基岩土主要是：（1）淤泥质黏土。灰黑、饱满，属于高压缩性土，厚度为7～8.6m，承载力特征值为50kPa，桩侧摩阻力特征值为6kPa。（2）中砂。稍密，厚度为13.3～15.5m，承载力特征值为180kPa，桩侧摩阻力特征值为20kPa。（3）粉质黏土。灰黄色，属于中等压缩性土，厚度约2.95m。除此之外，该项目的各项指标参数主要是：承载力特征值190kPa，桩侧摩阻力特征值25kPa，但地基承载力、地基的容许工后变形核算后不满足工程要求，为了确保工程项目的安全性和使用功能，技术人员必须做好地基处理工作，引进水泥搅拌桩。

本工程项目所处位置比较特殊，技术人员需要深入分析路段前期工程的软基处理问题，前期软基处理工程方案主要采用塑料排水板及铺砂垫层的排水固结方案，在实际施工中出现了很多问题，如工后沉降大、路基变形、路面起伏问题等。并且排水固结持续时间长，在通车后部分路段沉降问题相对明显，未实现预期的处理效果。为了有效地改善这一问题，在工程项目建设中，技术人员需要利用水泥搅拌桩技术处理软基，以达到预期的处理效果。水泥搅拌桩技术可以确保原土的充分利用，在搅拌过程中不会出现噪声污染问题，不会对周边建筑物、地下沟管等带来很大影响。通过反复对比，施工企业最终选择了水泥搅拌桩处理软基方案，根据工程所在地区的实际情况、机械设备使用情况，使用“湿法”施工工艺。

3 水泥搅拌桩在城市道路软基处理中的应用

3.1 成桩作业

在道路软基处理过程中，技术人员需要合理地选择搅拌桩机，以满足工程项目建设要求。并且，在制备水泥浆时，需要严格按照设计要求确定配合比，在压浆施工前将水泥浆导入集料斗中，在搅拌机冷却水正常循环后启动搅拌机电机，随后放松起重机钢丝绳，沿着导架由搅拌机搅拌切土下沉，利用电机电流监测表有效地控制下沉速度，电流需要控制在40A以下。在下沉搅拌机后开启灰浆泵，在地基中压入水泥浆，保证喷浆、旋转作业共同运行，还需要按照设计速度，将搅拌机进行提升，在提升到设计标高后，排空集料斗中的水泥浆，并搅拌均匀，随后下沉到搅拌机中，如此重复直到成桩。

3.2 平整场地

技术人员需要及时地清理地面、地下杂物，如在低洼地段做好抽水、清除淤泥作业，并进行黏性土分层夯实回填作业，在遇到特殊问题时，需要进行石灰、水泥搅拌，确保地基的稳定性。

3.3 布设桩位

技术人员需要严格按照施工设计规范布设桩位，借助经纬仪、全站仪明确施工现场桩位，并进行复核，确保桩位偏差控制在-5～5cm。

3.4 桩机就位

技术人员需要在移动桩机之前，详细观测施工现场的实际情况，确保位移的安全性，并利用吊锤适当地调整钻杆和地面的垂直角度，误差必须控制在1%范围内，以“米”为单位在装机架上做出长度标记，在钻杆入土后为钻杆钻进深度观测和记录提供便利，搅拌桩长应小于设计桩长。

3.5 预搅下沉

技术人员需要启动喷浆机械，放松起重机和卷扬机的钢丝绳，遵循从上到下的操作原则，做好喷浆作业、切土下沉工作，并开启灰浆泵做好喷浆作业，确保喷浆和旋转作业同时进行，在喷浆下沉过程中充分拌和水泥浆、原地基土，下沉至设计标高后，进行30s的喷浆处理。

3.6 提升喷浆搅拌

在作业搅拌机下沉至设计深度后，开启灰浆泵，在浆液到达喷浆口后，需要严格按照设计要求速度做好喷浆、提升搅拌机作业，在搅拌机喷浆提升到设计顶面标高后，需要关闭灰浆泵，并排空集料斗中的水泥浆[2]。另外，为了搅拌均匀软土、浆液，需要确保搅拌机搅拌、下沉至设计深度，再次进行搅拌、提升出地面，并向集料斗中加入适量清水，随后开启灰浆泵，清洗管道中的水泥浆，在管道干净的情况下，清洗黏附在搅拌头的软土。

4 水泥搅拌桩在城市道路软基处理中的优化

在城市道路软基处理过程中，为了提高工程项目质量，技术人员需要做好以下工作：（1）在开钻准备阶段，清洗全部管道，确保管道中不存在堵塞问题，排放出管道中的水，随后进行下钻作业；（2）将一吊锤悬挂在主机上，并控制吊锤，保证吊锤和钻杆各个方向的距离相等，并对成型搅拌桩质量进行检查，确保各台机械配有电脑记录仪，保证水泥浆使用数量、掺合量满足设计要求；（3）在作业现场设置水泥浆比重测定仪，为工作人员抽检水泥浆水灰比提供便利，一般实行二喷四搅方法，做好水泥搅拌桩作业，在首次下钻过程中，喷浆量需要控制在整体的50%以内，避免出现堵管问题；（4）技术人员需要使用低挡进行首次下钻和提钻，在重复搅拌过程中，可以提升一个档位。通常情况下，成桩时间一般在40min以上、喷浆压力在0.4MPa，在首次提钻喷浆时，需要在桩底停留30s，提升过程中余浆必须全部喷入桩体，并在桩顶部位停留30s，提高水泥搅拌桩桩身、桩顶、桩端的整体质量；（5）严格控制喷浆时间、停浆时间，在开钻后必须确保作业的连续性，不能出现中途停止的现象，在喷浆量低的情况下，需要进行整桩复搅，复喷量必须大于实际用量，在因机械故障出现喷桩暂停问题时，需要对其进行记录，在12h内补喷，补喷重叠段长度控制在1m以上，在超过12h的情况下进行补桩处理[3]。

5 结语

综上所述，在软土地基处理过程中，水泥搅拌桩技术发挥着十分重要的作用，这项技术施工便利、无须投入更多成本、不会出现振动噪声，具有节能、环保特点，在城市道路软土地基处理中得到了有效应用。相关部门还需要不断创新水泥搅拌桩技术，为城市道路工程建设提供优质服务。