论深层水泥搅拌桩对公路软基路段的处理

　　摘要：我国地域辽阔，各地域的土壤结构特点也各有不同，有些地区存在着许多复杂的软土地基，对修建公路极为不利。为保证公路工程的施工质量，应用水泥搅拌桩加固地基的施工工艺成为大众的选择。它能有效的提高地基的抗渗性、稳定性、承载力和减小地基沉降。本文介绍了水泥深层搅拌桩施工中施工准备、试桩、施工工艺流程、施工控制、质量检验等控制环节。

　　关键词：深层搅拌桩;路基;施工

　　Abstract: China's vast territory, the geographical characteristics of the soil structure is also different in some areas, there is many complex soft grounds, and it is extremely unfavorable for the construction of roads. This article describes the construction preparation, test piles, the construction process, construction control, quality inspection and control link in construction of deep cement mixing pile.

　　Key words: deep mixing pile; roadbed; construction

　　中图分类号：U213.1 文献标识码： A 文章编号：

　　水泥搅拌桩是我国在20世纪末发展起来的地基处理新技术，用于软土层较厚的地基加固处理工程中。它是通过专用机械设备将固化剂灌入需处理的软土地层内，并在灌注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体。使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法，目前在公路建设领域应用得较为广泛。比如宁杭高速公路(南京段)，连云港至盐城高速公路段等。

　　一、施工工艺

　　(一)施工场地及其它准备

　　施工场地必须平整，坡度不得大于2%，在一侧要开挖排水边沟，防止施工期间被雨水浸泡而影响施工。对于河塘路段回填、整平、压实后压实度不得小于70%，且不大于85%，才能使水泥搅拌桩的成桩效果较好。水泥库的建设要到位，确保水泥的检验周期及防止雨季由于水泥进场困难而导致停工的情况。水泥库的面积不得小于42平方米，同时最大库存量不得小于80吨。召集所有现场施工负责人员及桩机组机长，召开施工前技术交底会议，对施工工艺进行落实、统一管理制度和资料，为进一步保证工程的施工质量奠定基础。

　　(二)施工机械

　　水泥搅拌桩的施工机械主要由三部分构成即钻机、压缩机和粉浆机。

　　1、水泥搅拌桩的主要成桩机械是钻机，它操作起来比较灵活而且动力十足，在不同的速度情况下，能均匀的正向钻进和反向提升，能前后左右自行移动的功能。

　　2、压缩机为水泥搅拌桩施工提供一定压力的气源，使水泥浆液克服喷浆口土体阻力而喷入土中。

　　3、喷浆设备(包括储灰罐、发送装置、计量控制装置等)是定量发送浆体材料的设备，是施工的关键设备。

　　(三)加强对机械设备和原材料的检验

　　1、 每台桩机上必须配有记录器，记录器上必须准确的记录着操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数。

　　2、认真检查桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称是否经过标定，不合格的仪表必须更换。

　　3、每台桩机钻架相互垂直的两个面上各设置一个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。钻头直径的磨损量不得大于1cm。

　　4、所用水泥必须经过试验室抽检，合格的水泥方能采取使用。杜绝使用小规模厂家的产品和质量不太稳定的产品。水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。

　　(四)工艺试桩

　　水泥搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准不大于120Kpa的粘性土地基，主要用于高等级公路的挡土结构、桥涵、通道等结构物的软基处理中。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。以湿喷法为例试桩要求满足设计水泥浆喷入量的各种技术参数：

　　钻进速度： V≤1.0M/分钟

　　钻进喷浆速度：V≤0.4∽0.8M/分钟

　　平均提升速度：

　　喷浆时 V≤0.4∽0.8M/分钟

　　复搅时 V≤0.8M/分钟

　　搅拌速度： V=30∽50转/分钟

　　喷浆时泵内泵送能力30∽50L/分钟，并按机械类型及管道长度调整。

　　现场质量检测　　 28d取芯强度：R28≥0.8MPa

　　每个标段的试桩不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验可采取7天后直接开挖取出，或至少14天后取芯，以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。

　　(五) 作业流程

　　地上(下)清障、地面整平、路基压实→测定桩位→钻机就位、检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵(喷浆持搅20～30s磨桩端)→反循环提钻并喷水泥浆(提升速度一般控制在0.4～0.8m/min左右)→上升至地面以下30～50cm(持搅20～30s磨桩头) →搅拌喷浆至地面以上50cm基准面停止→重复正循环复搅下沉到底部、打开高压注浆泵(喷浆持搅20～30s磨桩端)→反循环提钻并喷水泥浆(提升速度一般控制在0.7～1.0m/min左右)→上升至地面以下30～50cm(持搅20～30s磨桩头) →搅拌喷浆至地面以上50cm基准面停止→成桩结束→施工下一颗桩→清桩头验桩。在四搅二喷时，要求在第一次搅拌前，要求叶片带浆下沉搅拌。严禁带水下钻。

　　二、施工过程监控要点

　　1、水泥桩的施工要有专人负责，施工机械要编号，把现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂干钻机明显处，确保人员到位，责任到人。

　　2、水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

　　3、对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。

　　4、水泥搅拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥掺量12%每米掺灰量46.25kg、高效减水剂0.5%。

　　5、水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个挡位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。

　　6、施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不得小于设计用量，若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

　　7、保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。

　　8、如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内，补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

　　9、施工时应该严格控制喷浆和停浆时间，确保桩身强度和均匀性。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储存罐内的的储存水泥浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述量时，不得进行下一根桩的施工。

　　10、当施工过程中发现地层某深度出现硬层时，可根据地质情况进行相应的处理：

　　①当此段硬层小于50cm时，若下钻相对比较容易，可稍稍放大回浆量，短时间内穿透此硬层。若下钻比较困难，不得任其缓慢钻进，一方面要及时增大回浆量，另一方面要在动力头上加大配重，并在最下面的两个横向搅拌刀片上焊接锋利的破土刀片，使其能够迅速穿透此段硬土层。

　　②当此段硬层大于50cm时，可将此土层作为持力层，无须继续深入。防止此段土层难于拌碎，水泥浆深入困难，最终造成此处出现断桩或造成桩体整体不合格的情况。

　　11、现场技术员负责施工记录。通过试桩应确定施工工艺、旋喷参数、浆液配比及最佳灰浆稠度、钻进和提升速度，及时上报技术质检部。现场施工人员严格监控成桩质量，如发现异常情况应及时报告监理工程师研究解决。

　　三、质量检验的方法

　　(一)轻便触探法

　　1、在成桩7天后，用轻型动力触探来取样，对取样观察，分析水泥土是否搅拌均匀，同时，根据触探击数来判断桩身强度。

　　2、探测深度不深，不能超过4米，触探点不能在桩中心，要在距桩中心2/5桩径处。

　　(二)桩头开挖法

　　1、成桩7天后，随机抽取施工段落桩体总量的2%开挖0.5 —1.Om，检查桩体直径、桩间距，桩身连续性及灰土拌和的均匀性和桩身密实性(手感)，若桩头有缩颈和凹陷现象，说明桩 体下沉。

　　2、如果是搭接式桩还可检查搭接情况判断桩体质量。桩头开挖法简单直观，但不能作为定性的依据。

　　(三)荷载试验法

　　1、在桩体达到28天龄期后，对桩体或复合地基通过具有一定刚度的压板加载不测试桩体承载力，从本质上来说，湿喷桩和粉喷桩不能作为桩体单独起作用，而是作为复合地基整体 受力，因此，此法能准确地测量出经过处理后地基的承载力情况。

　　2、此法只是压板尺寸应按面积置换率确定，加载方法常用堆载法或锚桩反力支承法。 此法不能提供桩身质量的判断信息，也就无法对 深层水泥搅拌桩的施工质量进行全面的评价。

　　(四)钻芯抗压法

　　成桩28天后，抽取桩体总量的2%作为被检桩，通过钻芯 取样来检查桩长，搅拌均匀程度，通过对芯样进行水泥滴定试 验来检查桩体各段的水泥含量，通过对芯样作室内无侧限抗 压强度试验，判别桩身各段的强度。 此种方法检测比较直观、可靠，是目前各类检测方法中用 得最多的一种。

　　结语：

　　深层水泥搅拌桩对公路软基路段的处理能有效地加固软弱地基，减少软土层沉降和整体工程工后沉降，提高软土层的承载力，对我国公路事业的发展做出了重大的贡献。它具有在施工中无振动，噪音比较小，对环境无污染，工程造价低，施工速度快和适宜大面积施工等优点，被广泛的应用于公路建设中，但是还存在着一些缺陷和不足，需要我们在施工中不断积累原始资料，逐步完 善深层水泥搅拌桩施工工艺。

　　参考文献：

　　[1]《深层水泥搅拌桩处理软土路基施工探讨》(侯守江 西部探矿工程 2008/04 );

　　[2]《深层水泥搅拌桩在高速公路软土路基处理中的应用》(林勋祝 四川建材 2008/04 );

　　[3]《采用深层搅拌桩处理软土路基的施工控制》(熊杰 中国西部科技 2005/07 );

　　[4].JTG F10-2006《公路路基施工技术规范》北京：人民交通出版社，2006.

　　[5].JTG F80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》第一册 土建工程 北京：人民交通出版社，2004.

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文章名称： 论深层水泥搅拌桩对公路软基路段的处理

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