探析路桥施工中水泥搅拌桩的应用

摘要：随着现代路桥施工项目的不断增多，水泥搅拌桩技术的应用日趋广泛，在软土地基加固处理中发挥着不可替代的作用。软土地基一般地下水位较高，具有稳定性差，易发生沉降的危险，如果处理措施不当，就会导致路基开裂、路面起伏等病害，造成重大经济损失。因此，本文结合某公路工程施工案例对水泥搅拌桩的应用进行探讨，有利于我国路桥工程建设的发展。

关键词：路桥；水泥搅拌桩；原理；施工工艺

中图分类号：TU997文献标识码： A

随着我国经济的不断增长，运输压力越来越大，公路建设施工项目越来越多，对施工的质量要求也在不断提高。但是在一些公路建设中，因为没有使用合适的施工技术和方法，致使整个公路建设项目质量不高甚至失败。因此如何提高公路建设质量成为了人们关心的问题。下面结合某项目对此进行讨论分析。

1工程概况

某公路工程全长14.9km，路基宽29m，双向六车道，设计车速为60km/h，该公路工程一次性配套到位。根据工程设计方案水泥搅拌桩总长38.5万m，桩长控制在6.0-13.0m之间。

2作用原理与特点

水泥搅拌桩在现代工程中应用越来越广泛，主要是利用水泥来做固化剂，利用专用的深层搅拌工具，在深层地基中将软土与固结剂进行强制拌和，利用固化剂与软土之间产生的反应，提高软土层的整体性与水稳性，使加固后软土地层强度达到工程建设的要求。

水泥搅拌桩适用于淤泥、淤泥质土、粉质粘土和粉土等软土地基，有效处理深度一般可达15m，受机械条件限制，在桩长超过15.0m时，超出部分成桩效果较不理想；通常采用梅花型的布置形式，处理可靠，渗透系数较小；在加固过程中对周围土体无扰动，施工时振动小，对周围环境无污染。

3施工方法

3.1施工准备工作

3.1.1场地布置

在机具设备和材料进场的同时，先进行场地清理、排水、配电布设等，设置拌制水泥浆液的后台储存棚和机具设备安装地点，拌浆后台离桩机水平输送距离不宜超过60m，以保证注浆出口压力保持在0.4-0.6MPa。

3.1.2材料和机具

材料要求：水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，应分批提供有关强度、安定性等合格的试验报告。因本工程所处的水系氯离子含量不满足规范要求，因此，采用在路基红线外打机井取水，经检测合格后使用。

机具要求：所有进场桩机的流量计、电流表、压力表均需经计量所标定合格，搅拌机、拌浆机、压浆机等设备性能良好，搅拌叶片直径与设计桩径一致并略大，不少于两层叶片，机架上用红漆标出零点基线和每米刻度线。拌浆桶和集料桶容量不少于0.8m3。

3.1.3配合比

水泥土试配时，采用三个配合比，以设计提供的17.5%水泥掺入比为基准值，另外两个配合比的水泥掺入比与基准值分别增加和减少2%，为15.5%和19.5%。配合比应进行7d、28d、90d三种龄期的试验。

3.2试桩试验

3.2.1试桩目的

通过试桩试验，确定水泥掺入比及水灰比，取得搅拌桩水泥土的重度、相对密实度、无侧限抗压强度和变形模量等指标，以及最佳的搅拌次数、钻机转速、提升速度、下钻速度和喷浆压力、时间，根据桩机电流表变化情况判断钻进土层地质情况，通过成桩检测获得单桩承载力特征值、复合地基承载力值等施工数据，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。

3.2.2试桩部位

根据地勘报告和设计文件，本工程后路基填土高度6.11m，搅拌桩处理深度13.0m，现场场地已完成排水、整平和通电的准备工作，配合比土样也在该部位挖取，该路段在全线搅拌桩处理中具有一定代表性。因此，选择该部位作为试桩路段。

3.2.3试桩技术参数

按照试桩方案，采用固定水泥浆水灰比，改变钻杆钻速实现不同水泥掺入比的实施方案，经过试桩过程不断的数据对比，最终确定水灰比采用配合比的0.45，比重计测得水泥浆比重为1.81，喷浆压力在保持在0.4-0.6MPa，施工电流40A，进入持力层电流突变至60-70A。

3.3施工工艺及注意事项

3.3.2桩位放样和桩机定位

根据计算出的各桩坐标，用全站仪放出排桩的横断面轴线，同时设立控制桩，以利于及时校核桩位，以及恢复被桩机移动所破坏的桩样。用石灰线从两个方向将中心线连接，以利于现场保护及确定桩位，控制桩机行走，避免漏桩。

按桩的施工顺序移动搅拌桩机到达指定桩位，双向控制导向架垂直度，钻机主轴垂直误差不大于1.5%。根据导向架的吊锤偏移，用米尺测定搅拌轴垂直度，通过间接测定导向架垂直度来监测桩身垂直度，可及时发现施工时桩机是否倾斜。

3.3.3拌制浆液

桩机钻进搅拌之前，后台必须先拌制水泥浆，将集料斗注满浆液后，方可正式钻进搅拌。单根桩所需的水泥浆应尽量一次拌制完成。

3.3.4钻进成桩

采用“两喷四搅”法施工，桩机下钻和提升速度是控制喷浆量的关键因素，由试验桩确定。启动搅拌桩机，钻头正向旋转实施钻进作业，钻进速度1.0m/min，为了防止堵塞钻头上的喷浆口，钻进过程中可适当喷浆，同时可减少负载扭矩，确保顺利钻进。钻头到达设计深度后，后台送浆，桩底重复搅拌30s，确保底部有足够的浆液。喷浆反转提升，提钻速度0.8m/min，提升至整平高程底0.3m处，重复搅拌30s以提高桩头质量。重复搅拌下沉并喷浆，到达设计深度停止喷浆，重复反转搅拌提升，一直提升至整平地面。保存养护好样品，整理桩头。

施工完一根桩后，移动桩机至下一个桩位，重复以上步骤进行施工。

4质量控制及检验

4.1质量控制要点

4.1.1桩机必须配备喷浆量计量装置、深度计量装置和打印设备，并定期进行标定，禁止无计量装置的桩机投入使用。桩机下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5S。成桩后移机前必须打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。

4.1.2根据试桩试验确定的技术参数，严格“两喷四搅”法施工，并控制钻头下沉和提升速度以及喷浆标高和停浆位置，不得中断喷浆，确保桩体长度。两喷过程中严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升和下钻作业。

4.1.3成桩过程中因故停止，恢复供浆时应在断浆面上或下重复搭接不小于0.5m喷浆施工，因故停机超过3h，应拆卸管道清洗后，在原桩位旁补桩。

4.2质量检验

水泥搅拌桩检测应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）中相应规定。桩长、桩体强度、单桩承载力和复合地基承载力作为重点检测项目，检测频率根据设计要求实施，委托有资质第三方检测单位进行检测；桩径、桩间距和垂直度由监理工程师现场检测。

4.3本项目主要检验成果

4.3.1水泥搅拌桩28d取芯检测，芯样完整性较好，成桩效果较好，无侧限抗压强度满足设计要求。

4.3.2水泥搅拌桩28d单桩复合地基检测成果均满足设计要求。

5沉降控制

沉降观测分为过程观测和工后沉降观测，软基处理的观测主要是针对路中心线的地面总沉降和路堤坡脚处的地面高程和位移的变化情况，观测工作由施工单位负责，现场的测试设备和标志由施工单位严加保护。

为确保路基沉降满足管线施工要求，控制管线施工的时间采用沉降速率法，即在路堤填筑以后观测沉降变化过程，连续两个月观测的沉降速率均小于3mm/月，沉降加速度小于零，并根据沉降曲线推断今后可能发生的沉降量小于工后沉降标准后，再施工管线。

6结语

由上文本可见，水泥搅拌桩的施工技术可以很好地适应软土工程，控制路面的沉降，有效地提高了软土地基的承载力和稳定性，为公路施工提供了非常有利的条件。水泥搅拌桩这个施工技术有着环保，对周边环境影响较小，施工速度快，成本低等的优点，值得我们推广应用。

参考文献

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