深层水泥搅拌桩在软土路基加固处理中的应用

赵青华

（河北衡通工程项目管理有限公司，河北 衡水 053099）

0 引言

软土地基具有含水量大、压缩性能高、抗剪强度低等特性，这些特性都会对公路路基的施工质量产生较大的影响。在公路工程施工中，软土路基的问题如果不能得到妥善解决，很容易导致公路路基出现塌陷、各种路面早期病害的出现等问题。作为能够有效加固软土路基的重要设施，深层水泥搅拌桩能够有效削减软土路基的不利影响因素，降低相关安全风险事件和早期病害的发生概率。当前深层水泥搅拌桩的施工工艺发展已较为成熟，在实践应用中具有较大的优势，以深层水泥搅拌桩作为公路工程软土路基加固处理方式，对其处理技术进行探讨具有重要的意义。

1 工程概况

某公路工程位于河北省境内，线路全长7.911km，部分路段存在软土路基，采用深层水泥搅拌桩施工技术对软土路基进行加固处理的段落一共有四段，总长度为943.25m。该公路工程施工时正值当地的雨季，在此施工气候环境下，施工现场受到雨水浸泡较为严重，湿热的气候环境和施工环境给公路工程施工带来了较大的困难。施工建设的难度较大，软土路基的处理任务比较重，特别是某些路段为水稻田，具有较为丰富的地下水，土壤孔隙较大且含水量较高、压缩性高。

2 深层水泥搅拌桩施工方案

2.1 施工准备工作

2.1.1 现场施工条件准备

深层水泥搅拌桩施工之前，确定施工现场的自然地理气候和地质特征，保存文字记录和影像资料，发现施工现场的实际情况和设计规划有冲突，需要及时上报给施工现场的监督管理部门进行整改。

对深层水泥搅拌桩施工设计图纸进行审核并向作业人员进行技术交底，联合施工技术人员编制施工作业的指导书和施工规划。开展“四通一平”工作，即通水、通电、通路、通信以及平整地面。通水时应就近取水，施工现场水资源丰富，供水相对较为便捷；供电大多采用发电机供应；在没有能够通行车辆和大型机械设备的道路时需要先打通公路到施工现场的最近道路；通信则需要确保对外联系的需求能够实现；要求地面平整没有凸出或凹陷。

2.1.2 施工机械设备准备

在开展深层水泥搅拌桩施工前需要进行较为严谨细致的施工作业准备工作，备齐施工机械，施工机械如表1所示，为深层水泥搅拌桩施工提供稳定的施工作业条件。在深层水泥搅拌桩施工的区域布置相应的施工机械设备，确保在深层水泥搅拌桩施工时能够直接使用，提高施工作业的便利性。

表1 施工所需机械设备

深层水泥搅拌桩需要根据机械设备以及安装标准来进行安装。安装钻机时应将钻杆呈垂直角度固定，将钻头对准桩位，以保障钻机铺垫平稳、机身平整。为保证钻杆的垂直，可以使用倾角仪对钻杆的垂直度进行矫正。在钻机的安装达到标准后进行低压涉水试验，观察和检查钻机喷嘴压力是否正常和畅通。

2.1.3 材料准备

通过制作水泥浆，为深层水泥搅拌桩施工准备材料。在该项目中，深层水泥搅拌桩施工的水泥浆使用散装水泥，水泥掺量为152kg/m3。在搅拌水泥浆时应遵循先加水后加水泥浆的施工工艺流程，每次搅拌水泥浆时保持2min以上的充分搅拌时间。再将水泥浆从拌和机倒入集料斗，采取过滤的方式将水泥块过滤出来。在水泥浆制成后还需要进行浆料容重测试，当测试与设计的偏差不超过3%的情况下判定水泥浆符合施工标准。

2.2 成桩施工

进行深层水泥搅拌桩施工时采用“三搅三喷”的施工工艺，将成桩施工分为4个环节，分环节开展施工作业，提高深层水泥搅拌桩施工质量和效率。“三搅三喷”施工流程如图1所示。

图1 “三搅三喷”施工流程

开展第一次下沉搅拌喷浆时，桩机应以0.8m/min的频率下沉，同下沉旋转的方式切土，并且喷浆，使水泥浆液能够深入设计的施工作业深度。在进行成桩施工时，施工技术人员还应把控桩机下沉的速度，用电机的监测表对工作电流进行监测和控制，确保施工过程中桩机的工作电流低于或等于60A。在下沉喷浆过程中如果发现有地下阻碍物，需适当降低钻进速度，以保证水泥浆在地下的充分融合渗透。

开展第二次提升搅拌并喷浆作业，即在第一次下沉搅拌喷浆施工作业后提升钻杆，使其能从设计深度逐渐向上提升，同时进行喷浆搅拌施工。严格控制钻头的提升速度，将其速度控制在1.2m/min范围内，使钻机在提升过程中水泥浆与土体充分拌和。

在完成第一次下沉搅拌喷浆和第三次提升搅拌喷浆施工作业后，再重复第一次和第二次的施工作业，上下搅拌喷浆施工作业，进一步搅拌均匀软土层和水泥浆。在“三搅三喷”成桩施工作业完成后，逐步开展水泥浆搅拌机械设备和施工现场的清洗工作，将桩机移到下一个施工区域，对搅拌桩进行质量检验，根据相关规定书分别在成桩7d和28d后开展相应的检查。

3 施工质量控制措施

3.1 完善施工质量控制管理制度体系

深层水泥搅拌桩施工作业时应建立健全完善的施工质量控制管理制度体系，坚持质量和安全并重的施工原则，将质量控制和管理作为施工作业的基本。人才管理作为实施质量控制的重要因素，要坚持以人为本的控制管理原则，充分调动施工人员和管理人员的工作积极性，规范施工作业规范，减少人为失误。

施工质量控制管理部门应加强管理力度，定期组织施工人员参与技能培训和技术学习。建立完善的施工人员绩效考核和质量责任制度，实施问责制，以规范施工作业操作。施工质量控制管理人员应实施有效的施工工序控制和管理，将深层水泥搅拌桩的施工分为多道工序，规范每道工序的要求，以确保每一道工序完成后都能够实现相应的质量目标。

3.2 特殊环境下开展适应性施工作业

由于该公路施工时自然条件比较差，在特别环境下开展适应性施工作业，应根据当地环境制订好施工方案。在雨季开展深层水泥搅拌桩施工，需要做好暴雨天气信息的搜集，根据当地的实际天气情况安排施工，在暴雨天气时停止所有施工作业，以保障施工安全。工程项目部还应成立雨季施工领导小组，对天气环境进行监控，在遇到险情时及时地反馈信息并且进行警示。

根据特殊应急情况下的应急物资表准备应急物资，其中应急物资如表2所示，避免在紧急情况时没有充足的应急物资支持。各个班组应当准备移动配电箱以及施工机具绝缘防水线、防水雨棚和防水工具盒等。要做好深层水泥搅拌桩施工区域的防水和排水工作，通过开挖沟渠的方式排出施工区域的雨水，或及时用抽水机将现场低洼地段的积水排出施工区域。并做好大型施工机械设备的防水挡水工作。

表2 应急物资

3.3 开展安全绿色施工

应用深层水泥搅拌桩处理软土路基时，从安全性角度和环保角度对深层水泥搅拌桩进行施工作业，综合考量搅拌桩施工时可能带来的施工风险，比如：作业时机械设备倾覆、机械现场组装和操作、用电不规范导致漏电、泥浆排放流向难以控制等。在深层水泥搅拌桩施工作业现场，按照安全防护要求和标准放置醒目的安全警示标志和标牌以及安全防护设施，安排现场安全管理人员对安全警示标志牌和安全设施进行管理。开展深层水泥搅拌桩施工时，要注重环境保护，对施工现场进行定期洒水，减少施工粉尘对施工现场周围环境的污染。禁止施工人员在现场随意乱扔垃圾，并将施工作业的各种废料、废浆和废渣进行环保处理。

3.4 做好精细化施工

提高深层水泥搅拌桩施工的精细化程度需要从各个精细化的施工作业项目出发，根据相应的施工技术标准和要求开展施工作业。在定桩位时，应根据施工现场的实际情况，使用全站仪放线，配合钢尺丈量以及钢钎定位，确定最合适的桩位，并由监理工程师验收通过后再开展深层水泥搅拌桩施工作业。在确定和控制深层水泥搅拌桩的深度时，要以实际底层变化、工作电流的高低以及钻机下沉速度为基础信息，调整制桩深度。在进行“三搅三喷”施工作业时，进行下沉搅拌或提升搅拌施工作业时，调整确定好搅拌轴转速，应用全自动控制系统精确钻杆下沉及提升时的旋转搅拌速度。

4 结语

本文采用深层水泥搅拌桩技术对该公路软土路基进行加固处理，并采取相关质量控制措施，竣工验收合格，而且有效缩短了施工工期，取得了良好的经济效益和社会效益。因此，在以后的施工中，需要结合项目的实际情况，采取科学合理的施工工艺，优化施工方法，采取科学合理的质量控制措施，才能更好地确保深层水泥搅拌桩在软土路基加固处理中的应用达到预期的效果。