论公路软弱地基处理过程中搅拌桩的工艺运用

摘要：软弱地基是公路工程建设过程中的一种常见问题，只有对其进行有效处理，才能保障施工的顺利进行以及施工结束后的工程质量。目前，软弱地基的处理方式较多，不同的方法各有优缺，效果也不尽相同。本文结合笔者以往的工作经验，就软弱地基处理工作中的搅拌桩工艺的原理、特点、适用范围、工艺流程与操作要点等内容进行总结和讨论，以便为该工艺的实际应用提供参考和借鉴。

关键词：公路工程；软弱地基；搅拌桩工艺

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

在公路工程的施工过程中，难免会遇到软土地基，此时，工作人员必须在对其进行处理并达到相应的承压性能要求后，方可进行下一步的施工。就当前的实际情况来看，软土地基的处理方式较多，有时也会对不同的方法进行联合使用，不同的方法各有优劣，效果也往往存在一定的差异。搅拌桩属于公路工程中软土地基处理的新工艺、新方法，在近年来的实践过程中，这一工艺已经得到了优化和完善并初步进入到成熟的发展阶段，在各地公路工程中得到了广泛的应用。本文结合笔者在公路软土地基处理工作中的实践经验，对这一工艺的运用进行分析和讨论。

2 搅拌桩加固软土地基的原理

水泥在地基中的固化作用是该工艺的基本原理，这里既包括物理作用，也包括化学作用。其中，物理作用是指在机械搅拌的强行作用下，水泥、软土发生混合，并形成一定的强度；化学作用是指软土中的水分子与水泥微粒发生的水解、水化反应。该化学反应的速度极快，其结果就是以结晶水的方式将软土中的水分固定下来，并与其它材料一道，共同形成较高的强度，从而对承压强度的提高起到积极的推动作用。在实际操作中，水泥材料的使用量大约为被加固土体总量的6~15%，但是，由此形成的具有较高强度的团粒，却能够起到大范围提高软土地质强度的作用。

3 搅拌桩的特点与适用范围

搅拌桩作业不需要取土，桩位不会出现拱起，因而施工的成本较低，成桩的效率相对较高。同时，该工艺还具有环境污染小、占地面积小、无振动等特点。通过搅拌桩工艺加固后的复合地基，其强度可以提高到120~200kPa，约为天然地基的1.3~2倍，是一种非常经济、安全、可靠的地基处理方法。

砂土、粉土、亚黏土、黏土、淤泥质土等低承载力地段的土质大多较厚，含水量较高，孔隙比一般＞1，而且渗透性差、压缩性高、抗剪强度低。对于此类地基土，基本上都要对整个地基进行加固处理。一般认为，搅拌桩工艺对于不同类型的软土地基都具有较强的适用性，在应用该工艺前，需要进行土体试验，以确定添加剂的使用类型与用量，以确保收到预期的作业效果。不过，也有实践结果表明，对于pH值较低、有机质含量较高的黏性土或黏土，搅拌桩工艺的加固效果不够理想。

4 搅拌桩的操作流程与要点

首先要做的是放线定位和平整场地，这两道工序结束后，即可进行钻机的定位。需要注意的是，工作人员在钻机定位结束后，必须对孔误差、主轴垂直度误差进行全面检查，将这两项参数分别控制在≤50mm，≤1%的范围内。

在正式钻进之前，应当预先进行由粉煤灰、32.5矿渣水泥混合而成的固化剂的制拌，二者掺入量的比例一般为1:3，需要注意的是，水泥掺入量的误差必须控制在5%以内，并且保证水泥搅拌的时间≥3min。

钻机启动后，应采用逐级连续加速的方法，在正转预搅下沉钻进的同时，应进行连续喷浆。所使用水泥浆应通过筒式搅拌罐制备，制备完成后，应将其置入容量≥单根桩用灰量的贮灰罐内，若贮灰罐的水泥浆余量不足时，应暂时停止下根桩的钻进操作，以确保施工的连续性和质量。

送浆操作应通过送浆泵进行，在将浆液输往钻杆内后，借助叶轮的强制作业完成土体的搅拌。需要注意的是，在提升钻头达到设计标高时，应对桩体进行复搅；若贮灰罐内的浆液此时尚未喷完，同样需要进行复搅再喷，直至完全用尽为止。

如果在施工过程中出现了浆管堵塞断浆的问题，那么无论问题的诱发原因如何，都应当在提钻后于问题发生深度处再向下钻进0.5m并二次复喷，以免导致断桩的严重后果。同时，交接班记录应在交接班时全部完成，严禁出现事后记录的问题，若发现记录存在异常，应及时处理和解决，切忌拖延。

全部施工操作结束后，技术人员应对搅拌桩7d强度进行检测，在笔者参与的工程中，主要通过轻便触探仪检查施工质量。触探点应设置在桩径方向约1/4的位置，抽查频率选为2%。在成桩28d后，技术人员需截取桩体进行实测，位置选择分别为桩顶下0.5、1、1.5m处，各工点检查作业数量应≥2根。

5 施工的设备与材料选择

搅拌桩工艺的基本设备主要包括以下几类：

500mm直径的双头短螺旋钻头，其余钻杆的连接采用丝扣进行，其外部还要设置方套，以便在反转时可以进行扭矩的传递，并避免发生钻头脱落的问题。

YP-1型粉体发送器，压力0.6MPa，容量1.3m3，2.6kW。

空压机，压力0.7MPa，1.6m3/min。

GPF-5型搅拌桩机。

在水泥材料的选择方面，应选用≥32.5的矿渣水泥。

6 施工安全与环境保护

在整个搅拌桩工艺的操作过程中，工作人员都必须严格遵守相关安全制度，安全管理人员应结合工程实际，对施工人员、班组负责人进行安全生产责任教育，如有必要，还应签订安全生产责任书。除定期开展安全巡查工作外，项目的负责人还应对施工人员的从业资质进行严格审查，杜绝无证上岗问题的发生。

在环境保护方面，首先要做的是根据国家和地方环保政策，及时制定施工操作的环保制度，并通过各类宣教活动提示工作人员环保施工的积极性和自觉性。水泥制品的运输、制备、存储均应配有相应的防尘设施，施工现场也要由专人定期清理和打扫。由于搅拌桩作业的噪声污染相对较高，所以应注意做好连续施工与施工时间选择之间的有效协调，以便将噪声污染的影响降到最低水平。

7 结语

在公路软弱地基的处理过程中，搅拌桩工艺能够有效完成加固土体的任务，避免发生工后沉降的问题，使项目成本得到有效控制。同时，该工艺其所具备的成本低、施工快、污染小、效果强、适用范围广的特点能够为北方黄土地区、南方水网地图的公路建设提供强有力的地质承载条件。结合笔者的实践经验，搅拌桩工艺的使用效果是经得起时间的考验的，相信在未来的道路基层加固工作中，这一工艺必将为公路工程经济和社会效益的提升做出更大的贡献。

参考文献：

［1］苏锦荣.浅谈水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用［J］.中国科技博览，2013，(11):171-171.

［2］段伟航.水泥搅拌桩处理高速公路软基施工实践［J］.科学与财富，2013，(1):47-47.

作者简介：黄志华（1980.06～），男，广东云浮，汉，本科，工程师，研究方向：岩土工程勘察、基坑边坡设计及治理，地基处理。