深层搅拌桩处治软土地基应用探讨

董慧勇 孙利凯

（1、河南路桥集团正鸿路桥建设有限公司，河南 郑州 450000 2、郑州交通职业学院交通工程系，河南 郑州 450000）

1 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，具有处治软土地基施工时间长，工作难度大，工程费用高，处治软土地基效果好，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，其主要用在工后沉降不能满足表1要求的路段。

2 深层搅拌桩的材料

深层搅拌桩可采用水泥、生石灰粉、粉煤灰等作为固化剂，其质量应符合规范和设计要求。

2.1 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%。

2.2 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。

2.3 粉煤灰

粉煤灰化学成分中要求二氧化硅和三氧化二铝的含量应大于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。

3 施工准备

3.1 场地清理

开工前必须进行全面彻底的地场清理，清除非适用于路基的土。如果场地填有石质材料或有树根等，应将石质材料和树根全部挖除。如遇水井，可用中粗砂回填，然后进行平整，以便机械在场区内顺利移动和施钻。

3.2 施工放样

用全站仪放出中心桩号和处理的边桩，然后用钢尺根据图纸要求标出每排的位置，根据图纸要求每排桩位位置用钢尺标出每列位置，最后用竹片或小木桩固定桩位，并用石灰粉明示桩位位置，将图纸中桩位位置用电脑制作出图片，标明桩号及每排每列桩位，以便施工中有利于控制。

3.3 机具准备

开钻前对施工机械设备要进行检修，其传动系统、加减压系统、液压系统、固化剂喷射机要能正常工作，钻头直径不能小于桩径，钻杆长度要大于设计桩长加3m，特别是带有自动打印的流量计要由市以上质量技术监督部门进行标定，以保证每米固化剂喷射量达到设计要求。

4 成桩试验

4.1 成桩试验

在深层搅拌桩施工之前，必须进行成桩试验，试验要达到下列要求，并取得技术参数：（1）满足喷入量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等；(2)检验搅拌的均匀性；(3)掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；(4)根据工程性质，场地条件及设计桩长、桩身强度和单桩承载力等情况确定复喷范围。

以32.5R普通硅酸盐水泥作为固化剂为例来说明成桩试验，用水泥掺入量分别按50kg/m、55kg/m、60kg/m进行试桩，每种水量用量分别试桩6根，共计18根，准确记录每种水泥用量的桩位和每根桩的施工时间，然后进行开钻，有专人详细记录每根桩的钻进速度、提升速度、喷片压力、搅拌速度等各种技术参数，详细记录每根桩复搅情况及成桩试验是否出现机械故障等。

4.2 成桩检测

在成桩试验完成后，要对桩进行检测。检测的主要方法有：(1)人工直接观察：基槽开挖后，组织人力把桩头挖出，在施工现场直接进行检查，可以了解桩的成形、桩径、桩顶强度、桩顶质量、桩位偏离等现象。(2)取芯样强度检验：成桩后7天可用轻便触探器对桩进行一般性检查，28天后用钻机对桩身进行取样，制成试块进行无侧限抗压强度试验，用以测定桩的桩体强度。(3)动力触探：用动力触探的方法来确定桩的上部强度情况。(4)反射波测试法：用小锤敲击桩顶，通过桩的振动和反射波来判定桩的整体质量情况。(5)静载试验：用静载试验方法来测定桩的复合地基承载力是否达到设计要求。

4.3 试桩总结

通过成桩试验的检测情况，来判定桩的合格率，分析出每根试桩的质量情况，从中挑选出质量较好且比较经济的试桩，把其用灰量和技术参数作为深层搅拌桩施工的主要依据。

5 关键施工工艺

5.1 喷粉操作方法

(1)对正桩位，调整钻机机身，保证钻杆的垂直度，启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，开始钻进；(2)钻到设计孔深时，关闭送气阀门，泵送加固料；(3)确认加固粉料已到桩底时，提升搅拌钻头，提升搅拌钻头时进行喷粉，达到每延米喷浆均匀，且每延米固化剂用量满足设计要求；(4)提升到设计桩顶时，停止喷粉或喷浆；(5)打开送气阀，关闭送料阀，空压机继续工作，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动2min，以保证桩头均匀密实；(6)进行二次搅拌，搅拌深度至桩底；(7)将搅拌钻头提出地面，停止主电机和空压机，填写施工记录；(8)移动到下一个桩位。

5.2 喷浆操作方法

(1)水泥搅拌桩开钻之前，应用清水清洗整个管道，检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻；(2)钻机正转速度下钻进尺控制在1.26～1.86m/min之间；下钻喷浆量控制在40.10～49.26L/min;反转喷浆时，喷浆提升速度应控制在0.6-1.0m/min；提升喷浆量控制在19.22～26.93L/min；钻机主电机电压控制在360-390V之间；电流控制在60～90A之间；(3)严格控制水灰比，根据技术规范和试桩结果，水灰比选用0.6～0.9之间较适宜。水泥浆制备时，搅拌不得少于3min，连续制备水泥浆时，应按水灰比同步进行，制备好的水泥浆不得离析，泵送必须连续，备浆数量不少于一根桩用量加sokg；(4)泵送水泥浆在泵出口处压力应保持在0.4～0.6MPa，并使搅拌提升速度输浆速度同步，即水泥浆喷出速度32-47L/min，泥浆泵压力表必须经计量部门校验后使用；(5)水泥搅拌桩施工应采用二喷四拌工艺。第一次下钻时为避免堵塞管道可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提升时一律采用低挡操作，复拌时可提高一个挡位。每根桩喷浆压力不小于0.4MPa，并使搅拌速度与输浆速度协调。

5.3 操作要点

(1)机身调平以钻杆是否垂直为依据，操作时可用吊锤进行控制，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行机身调平控制；(2)钻头钻至设计深度时，应有一定的滞留时间，以保证桩底质量；(3)当气压表过大出现异常时，管路有可能堵塞，应停止喷粉，查明原因，排除故障。(4)整个制桩过程一定要保证边喷粉或喷浆，边提升连续作业；(5)如出现断粉或断浆，应及时补喷，补喷重叠长度不小于0.5m；(6)粉体固化料入罐时必须过筛，以保证固化剂中无杂物；(7)喷粉或喷浆开始时，应将电子秤显示归零，使喷粉或喷浆过程在电子计量显示下进行；记录人员应随时观察电子秤的变化显示，以保证各段喷粉或喷浆均匀。

6 注意事项

(1)固化剂用量是确定桩身强度的关键，施工设备的固化剂发送器必须配置计量装置，严禁无固化剂发送器计量装置的发送器使用，并记录水泥的瞬时喷人量和累计喷人量；(2)储灰罐容量必须大于一根桩的用灰量；(3)严格控制喷灰高程和停灰高程，不得中断喷灰，确保桩体长度及避免断桩；(4)施工中若喷灰量不足，实行整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计用量；(5)严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥；(6)在施工过程中若因故停电或机械故障原因中断喷灰时，应在12小时内复搅复喷，且二次复搅复喷搭接长度不小于0.5m；(7)桩身施工时，应采用中速或低速钻进或提升钻头。

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