探讨深层搅拌桩在软土地基中的应用

摘要：深层搅拌法作为一种经济、快捷的施工方法在软基处理、基坑支护及截渗工程中被大量采用。本文主要介绍了深层搅拌桩在软土地基施工中的应用，从理论性与实践性、学术性与技术性层面进行分析，为软土地基工程实践提供参考。

关键词：深层搅拌桩；处理；软土地基；应用

Abstract: deep mixing method as a kind of economy and rapid construction method in soft foundation treatment, foundation pit supporting and cut permeability engineering a large amount of use. This article mainly introduced the deep mixing pile in soft soil foundation in the construction of applications, from theory and practice, academic and technical level analysis for soft soil foundation engineering practice to provide the reference.

Keywords: deep mixing pile; Processing; The soft soil foundation; application

中图分类号：TU471.8文献标识码： A 文章编号：

软土地基的处治方法很多，如常见的挖除非适应土进行换填，水泥或石灰稳定土处治、抛片石挤淤、土工织物处治砂垫层和碎石垫层处治、碎石桩处治等。深层搅拌是用于加固软土地基的一种方法，主要是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌桩机，在地基深处的土层中就地将软土和水泥浆液强制搅拌，由此所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体，从而提高地基强度和增大变形模量。这种方法速度快、效果好、造价低，近几年在公路、铁路、土建及电厂等大面积软地基处理施工中应用很广泛。

一 深层搅拌桩处理软土地基的适用范围

深层搅拌桩处治软土地基具有施工时间长、工作难度大、工程费用高、处治效果好、检测时间长等特点。它适用于路基土层含水量高、强度低、压缩性高的软弱土，并且该软弱土层深，面积大，在施工期间内，稳定计算安全系数小于1.2的路堤，主要用在工后沉降不能满足相关要求的路段。

二 深层搅拌桩的材料

（一）生石灰。生石灰应为磨细粉，不能受潮，其最大粒径小于2mm，石灰应无杂质，氧化钙、氧化镁含量不应小于85%，其中氧化钙含量不应低于80%。

（二）水泥。水泥可以采用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。由于水泥用量偏大，在施工过程中往往试验频率满足不了施工进度的要求，因此水泥应选用国家免检产品，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。

（三）粉煤灰。粉煤灰化学成分中要求二氧化硅和三氧化二铝含量大于70%，烧失量小于10%，也可采用石膏粉作为添加剂，有利于提高强度。

三 施工前搅拌桩设计

搅拌桩桩径为Φ500mm，桩长7.0～9.0m，桩间距1.6m。浆液以水泥为主剂，同时掺入专用地下水和土质抗硫酸盐、氯盐腐蚀且能改善浆液性能与成桩效果的LST－6抗硫添加剂，浆液水灰比及其配比如下：水灰比W/C=0.7：1，其中水泥占灰重量的75%，添加剂占灰重量的25％；根据现场土质条件，调整水灰比，其范围为W/C=0.5：1～0.8：l。固化剂掺入量是被加固土重量的15％。

由于土层含水量低，因此浆液采用略高于正常情况下的水灰比，以达到解决低含水量软土层成桩问题。通过略高于正常情况下的水灰比，可以使搅拌桩适用于含水量低的软土地层。LST－6抗硫添加剂为抗硫外加剂，专用于地下水和土质含腐蚀性物质的地区及盐渍土地区，特别适合解决混凝土和水泥土工程抗硫酸盐、氯盐腐蚀。由于土层含水量低，土层要求搅拌桩浆液具有较高的水灰比，而较高的水灰比将导致成桩强度降低。因此，在水泥浆液中掺入一定量的LST－6抗硫添加剂，提高浆液和易性，以达到浆液水灰比合理，成桩强度满足地基处理要求的目的。水泥采用32.5 r普通硅酸盐水泥。LST－6抗硫添加剂均占固化剂重量的25%。

四 深层搅拌桩在软土地基施工中的应用

（一）试桩

1深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。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。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。

2深层搅拌桩施工是用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也超高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也越低。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。

3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。

（二）施工准备

1深层搅拌桩施工场地应事先平整, 清除桩位处地上，地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。

2水泥搅拌桩采用合格的普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。

3水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。

4水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。

（三）施工工艺流程

清理场地，施工放样－钻机定位－钻进到设计深度－成桩－调平－送风－喷浆、搅拌、提升－离地面50cm停止喷灰－复搅(一边搅拌一边喷浆)下沉－至桩底停止搅拌、喷浆1min－搅拌提升至桩顶－关闭电源，钻机移位。

（四）施工控制

1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。

2为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

3对每根成型的搅拌桩质量检点是水泥用量、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。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。

5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%。

6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l/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。

7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。

8施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。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。

（五）质量检验

1检验方法:(1)水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。检验搅拌均匀性，用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯,观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。触探试验：根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。(2)水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯频率为1％～1.5％。(3)如果某段或某一桥头水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩，如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。(4)对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

2外观鉴定。桩体圆匀，无缩颈和回陷现象；搅拌均匀，凝体无松散，群桩桩顶齐，间距均匀。

五 结束语

深层搅拌桩施工速度快、成本低，广泛应用于大面积的软基处理中，施工中必须加强施工管理，控制施工工序，才能确保施工质量。深层搅拌桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗竖向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，处理软土地基效果显著。因此，采用加筋深层搅拌桩施工设备施工的钢筋混凝土芯水泥土桩比一般水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩更经济合理，具有广阔的应用前景，值得进一步推广应用。

参考文献：

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