谈路基处理中水泥搅拌桩的应用实践

摘要：水泥搅拌桩是软土路基处理的一种有效措施，具有施工工期短、无公害、成本低等特点。本文对水泥搅拌桩进行了概述，对施工工艺进行分析，并对水泥搅拌桩应用中的质量控制与常见问题的处理作了解释。

关键词：路基；水泥搅拌桩；软土

Abstract: cement mixing pile in soft soil subgrade treatment is a kind of effective measures, has the construction period is short, pollution-free, cost low characteristic. In this paper, the cement mixing pile were reviewed in this paper, the construction process are analyzed, and the application of cement mixing pile quality control and the treatment for common problems explanations.

Keywords: subgrade; Cement mixing pile; Soft soil

中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、水泥搅拌桩概述

（一）水泥搅拌桩

在软弱地基上进行建筑工程时，由于施工技术或工程造价方面的原因，传统的施工方法，如挖除置换（人工挖孔桩）、桩基穿越（钻孔桩、静压桩）、人工加固（换土垫层）等措施，已不能适应日益复杂的工程需要。最佳的处理方法是对软土进行就地加固，最大限度地利用原状土的承载力或其他力学性能，水泥搅拌桩法即是这样一种原位加固方法。

（二）水泥搅拌桩施工原理

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。

（三）水泥搅拌桩分类

水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。水泥搅拌桩按主要使用的施做方法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。

（四）水泥搅拌桩优点

与其他施工方法相比较，水泥搅拌桩法具有施工工期短、无公害、成本低等特点。这种施工方法在施工过程中无振动、无噪声、无地面隆起，不排污、不污染环境，对相邻建筑物不产生有害影响，具有较好的综合经济效益和社会效益。

在城市软土路基处理中，水泥搅拌桩比换土法更具有优势。在城市软土路基处理中如果采用换土法将面临两大困难：一是土源困难，二是弃土（淤泥）处理困难。

由于水泥搅拌桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在高速公路建设与铁路建设领域应用得较为广泛。

施工工艺

（一）工艺流程

地上地下清障、地面整平测定桩位搅拌桩机定位调平搅拌桩头下沉至设计深度配制水泥浆反向旋转搅拌提升钻头至预定的停浆面重复搅拌喷浆下沉至设计加固深度喷浆提升搅拌至预定的停浆面再次搅拌下沉至设计加固深度提升搅拌至预定的停浆面关闭搅拌机、清洗、清理钻具移至下一根桩位

（二）施工要点

1、施工准备及测量放样

（1）场地清理：施工前，应按技术规范要求进行场地清理。清理后的场地应整平，方可进行下道工序施工。

（2）布桩图：开工前，根据施工设计图按各分段里程画出布桩图。布桩图上应标明线路中心、里程、路基底宽线、每个桩应编号、量出设计桩长。

（3）测量放样：对设计单位移交的导线点，水准点，施工前会同甲方和监理工程师进行复核，确认无误后使用。测量人员按施工设计图，进行搅拌桩桩位、原地面标高、孔口标高等有关测量放样工作，测量放样记录及布桩图等，应报请甲方和监理工程师复核抽查，并填写测量放样报验单，经甲方和监理工程师审查签认。

2、材料：搅拌桩施工采用加固料为水泥，其质量、规格应符合设计要求，并具有出厂质保单及出厂试验报告，确保在有效期内使用，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。运到工地的加固料(水泥)，应对水泥质量进行抽样检验，检验合格后方可使用。

3、水泥土强度试验：施工前应详细了解各施工现场的地质情况，选取有代表性的土层位置，钻孔取出一定数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土(搅拌桩)强度能否达到要求。

4、工艺试桩

根据设计图纸要求选择有代表性的地段进行试验工作，试桩数量要求不少于3根，工艺性试验成桩后在试验桩竖向全长钻芯取样，检查桩身水泥土密实度、强度，通过工艺性试桩，确定标准施工工艺参数，用以指导大面积施工。

（1）通过工艺性试桩，确定满足设计要求的浆液配合比。

（2）通过工艺性试桩，确定满足设计水泥用量的最佳参数及钻进速度、提升速度、喷浆压力等。

（3）通过工艺性试桩，检验选定的施工设备和施工工艺是否满足要求。

（4）通过工艺性试桩，检校复合地基承载力和桩长是否满足要求。

5、水泥搅拌桩开钻之前，首先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。

6、为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在搅拌机平台机匕悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

7、为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪，并应配备打印设备。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备随时检测水泥浆水灰比是否满足设计要求。

8、第一次下钻和提钻时一律采用低档，以便保证桩体的垂直度及保护钻头，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa。

9、为保证水泥搅拌桩桩底、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，搅拌头继续旋转且连续喷浆，余浆在上提过程中全部喷人桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s。

10、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。储浆罐内的储浆量应不小于―根桩的用量另加50kg。

11、施工中发现喷浆量不足，应进行整桩复搅，复喷的喷浆量不小于没汁用量。如停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h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12h应采取补桩措施。

三、质量控制措施

（一）水泥储备

在水泥搅拌桩开工前，施工现场应储备足量的水泥，同时在施工过程中应根据实际施工进度随时检查水泥的储备量，及时补充，保证施工的连续性。

注意土层的变化

搅拌桩施工场地的土层情况有时与工程地质报告有所出入，既定的工艺不一定适合整个场地情况，因此应作好相应的变化措施。

泵送量

搅拌机施工用的灰浆泵虽是定量泵，但泵的新旧程度、浆液的稠度以及输浆管长度与高度都会使泵送量略有变化，为使每根桩所用的固化剂总喷浆时间不变，在施工过程中应根据泵送量的变化调整浆液的水灰比。如泵送量增大时，略增大水灰比；泵送量减少时，略降低水灰比，虽然水灰比对桩身强度会有影响，但相对于其它因素来看是微小的。

搅拌工艺的选择

可通过复喷复搅的方法达到桩身强度为可变参数的方法。搅拌次数以1次喷浆2次搅拌或2次喷浆4次搅拌为宜，最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。根据施工经验的积累和总结，控制搅拌桩施工质量的指标主要为:水泥掺人量、提升速度、喷浆的均匀性和连续性，以及施工机械性能。

四、常见问题及处理方法

(一)当遇有下沉困难、电流值高、电机跳闸等情况时，其原因是电压低、土质硬，阻力大或遇有石块等障碍物。此时采取调高电压、适量冲水和挖除障碍物等方法处理。

（二）当土质粘性大、搅拌机自重不够时，往往会导致搅拌机下沉不到设计深度，此时要增加搅拌机自重或设加压装置。

（三）当投料不准确、灰浆泵磨损漏浆、灰浆泵输浆量偏差大时，会导致喷浆还未到设计高程时浆液已排空，针对这种情况要重新标定投料量、检修灰浆泵、重新标定灰浆泵的输浆量。

（四）当搅拌加水过量或输浆管部分堵塞时，会导致剩浆过多，此时要采取重新标定用水量和清洗输浆管的措施来解决。

（五）当输浆管内有水泥结块或喷浆口球阀间隙过小时，会导致输浆管堵塞爆裂，此时要拆洗输浆管并适当调节喷浆口球阀。

（六）当灰浆浓度过大或搅拌桩叶片角度不合适的时候，易导致钻头和混合土同时旋转，这时应该重新标定水灰比并更换钻头或调整叶片角度。

结束语

随着我国交通需求的增加，公路建设与铁路建设飞速发展，建设过程中出现许多施工技术难点问题，软土路基的处理即是其中一种。水泥搅拌桩技术是软土路基处理的有效措施，在我国已经广泛应用于公路与铁路项目中，并且随着高铁技术的发展和高铁项目的增多，该工艺也频繁应用，甚至在涵洞施工的部分特殊路基处理中也有应用，因此本文总结了水泥搅拌桩技术在路基处理中的应用，希望对以后类似的水泥搅拌桩处理软土路基的工程提供有力的参考价值。

参考文献

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