水泥搅拌桩在市政工程软土地基处理中的应用

【摘要】：水泥搅拌桩，是用专用机械将软土地基的局部范围内的软土体，用加固材料改良、形成与桩间软土形成复合地基。软基处理属于隐蔽工程，如施工质量不好，便构成隐患且不好检查及补救。只有在施工过程中严格控制、紧抓施工环节、严格施工过程才能确保工程质量。目前，在我国高等级公路、市政工程、铁路、工业与民用建筑等的地基处理中得到了广泛应用。

【关键词】：水泥搅拌桩;技术;地基;处理;应用

【 abstract 】 : the cement mixing pile, is with the special-purpose machinery will of the soft soil foundation local scope of soft soil, with reinforced material improvement, formation and pile composite foundation between soft soil formation. Soft foundation treatment belong to take cover engineering, such as construction quality is bad, constitute hidden trouble and bad check and repair. Only in the construction process of strict control, gripping construction link, strict construction process to ensure that the quality of the project. At present, China's high grade highway, municipal engineering, railway, industrial and civil building in the foundation treatment to a wide range of applications.

【 keywords 】 : cement mixing pile; Technology;foundation; Processing; application

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

软土地基处理属于隐蔽工程，对施工质量的控制很严格。通常用水泥作为加固料，经过物理化学作用，在地基内形成桩柱，降低土中含水量，提高地基强度，减少沉降量。如施工质量不好，一旦被路基等构筑物所覆盖，则会构成隐患且不好检查及补救。

一、水泥搅拌桩技术介绍

（一）水泥搅拌桩技术的原理

水泥搅拌桩，是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而，提高地基土强度和增大变形模量。水泥搅拌桩加固软土地基，实际上就是水泥加固土的过程，是基于水泥和土的物理化学反应过程。

（二）水泥搅拌桩技术的特点

水泥搅拌桩加固软土地基，具有其独特的优点：

1、最大限度地利用了原土；

2、搅拌时无振动、无噪音和无污染，可在市区内和密集建筑群中施工；

3、搅拌引起的侧向位移较小，对周围原有的建筑物及地下沟管影响小；

4、可按不同的地基土性质和工程设计要求，合理选择固化剂配方；

5、与钢筋混凝土桩基相比，经济性较好。

（三）水泥搅拌桩技术的适用范围

水泥搅拌法，适用于加固饱和粘性土、软黏土、饱和黄土、粉土、素填土、无流动地下水的饱和松散砂等地基。

（四）水泥搅拌桩技术的工艺流程

1、定位

当地面起伏不平时，应调整塔架丝杆或平台基座，使搅拌轴保持垂直。一般对中误差不宜超过1cm，搅拌轴垂直度偏差不超过1%。起重机悬吊深层搅拌机到指定桩位，对中。

2、预搅下沉

启动深层搅拌机电机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，启动电机，放松起吊链子，使搅拌机沿导向架边搅拌边下沉。

3、制备水泥浆

待搅拌头切土下沉时，开始按设计配合比拌制水泥浆。待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

4、钻杆提升

按规定的提升速度，边喷边搅拌，边提升至桩顶，发送器送浆至喷灰口(或开启灰浆泵待浆液达到喷浆口)。一般距表层50cm的土层侧向约束较弱，成桩不利，因此，停灰面宜离地面50cm 处。

5、复拌

关闭灰浆泵后，为保证软土与固化剂搅拌均匀，再次将钻杆下沉至设计要求深度，再搅拌提升至地面。

6、移位

重复上述五个步骤进行下一根桩的施工。

二、施工过程中的质量控制要点

（一）成桩试验

在大面积施工前，必须进行成桩试验，通过成桩试验确定各项指标：

1、 满足设计要求，每米水泥掺入量和工艺要求的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷浆量等；

2、 确定搅拌的均匀性；

3、 掌握各种土质条件下钻进和提升的阻力程度及喷浆情况，选择合理的技术措施；

4、 成桩工艺试验桩数不宜少于5根；

5、 成桩7d 后，进行开挖检查，用目测法检查桩体成型情况及搅拌均匀程度，检查深度为0.50m~1.00m， 成桩28d后，钻孔取芯进行无侧限抗压强度试验；

6、 在确认原定施工工艺可以满足设计要求时，方为试桩成功。

（二）合理安排桩位施工顺序

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。先施工一个区域四周的桩，形成一个封闭的区域，再逐渐往中心施工，这样有利于整体的成桩质量和软基处理效果。

（三）桩长、桩位、桩径的控制

最好用吊锤球的方法控制垂直度;桩径控制要求不小于设计直径,要经常检查钻头,发现磨损超限时及时焊补。桩长的控制不仅要看表,要在钻机搭架上做出明显的标记,在设计桩长深度位置、没进钻的钻顶的位置贴上，明显标记并写上数字,其他刻度用较小的标记;桩位控制时测量放样后应钉小桩,然后钻白灰点,垂直度是桩位控制的关键,因为垂直度会影响桩的承载力。

（四）水泥剂量的控制

为确保桩体水泥，每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求, 最好做到一桩一配浆,一桩一清池(灰浆池)。每台机械均应配备电脑记录仪,同时现场应用比重计控制水泥浆稠度。

（五）确保搅拌桩施工的均匀性

1、如遇到硬土,搅拌机下沉速度过慢时,对于喷浆搅拌可采用冲水下沉,但在喷浆提升前必须将输管中的存水排净。

2、水泥的供应量必须连续;一旦因故中断,必须将搅拌头下沉到停浆面以下0. 5 m处,待恢复供浆后再搅拌提升,防止断桩。

3、应控制重复搅拌时的下沉速度和提升速度,以保证加固深度范围内每一深度均得到充分搅拌。

（六）施工常见问题及处理

1、喷浆阻塞:

原因：可能是水泥受潮结块、制浆池滤网破损或者是清浆不彻底。

处理措施：应改善现场水泥存储环境,及时清渣，并时常检查滤网的破损状况。

2、喷浆不足:

原因：是输浆管弯折、外压、泄漏或输浆管道过长,沿程压力损失大。

处理措施：当场地条件不具备时,可适当调增泵送压力。应及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。

3、进尺受阻:

原因：地下存有尚未清除的孤石、树根或其他。

处理措施：应停机排除障碍或移位。

4、速度失稳:

4)原因：设备自身控制系统问题，机组人员操作不规范、不熟练。

处理措施：做到不合要求的设备不得进场,制定完善明确的责任制并搞好岗前培训。

三、水泥搅拌桩的强度检测

随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2%，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。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。水泥搅拌桩成桩7天后可采用轻便触探法进行桩身质量检验。

泥搅拌桩成桩28d后，用钻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。水泥搅拌桩成桩28d后，用双管单动取样器对桩身取芯样做抗压强度检测，钻孔直径不宜小于108mm。检验数量为施工总桩数的0.5%， 且不小于3根。在成桩28d后， 随机抽检单桩或复合地基承载力。

总而言之，在近年来水泥搅拌桩，以成桩速度快、成本低、无振动、效率高、无噪声、处理效果显著、无污染、处理后可很快投入使用等特点，在工程中被广泛应用。为确保质量在施工前应对水泥加固软土的原理进行分析，对水泥搅拌桩检测实施细则进行学习，并将施工控制要点落实到过程控制中，还应加强对原材料的控制、现场的管理。

参考文献：

[1] 林镇滨浅析水泥搅拌桩在公路软土地基加固中的应用2011年9月

[2] 赵蔷地基加固水泥搅拌桩施工技术方案 《建筑技术》2010.4

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。