探讨水泥搅拌桩在公路软土地基施工中的应用

朱势军

(安顺市经纬公路勘察设计室)

1 工程概况

某单向双车道高速公路的一段深厚软土层，由于地基进行清淤的深度较大，公路路基的填土较高且施工周期短，为了减小该公路路基的工后沉降，避免在通车后对公路的运营使用产生不利影响，该段路基在施工过程中采用水泥搅拌桩的方法对软土地基进行处理，水泥掺入比为15%，水泥采用的是标号为32.5号的普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩的长度为16 m，直径为500 mm，桩间距80 cm，采用正三角形的形式进行布置。

2 水泥搅拌桩试桩施工技术参数

设计水泥掺入比15%，则每延米水泥掺量=被加固土体重量 ×15%=3.14 ×0.52×1 ×1.7 ×103 ×0.15=100.0 kg。

参考相似软基土层加固施工各项施工技术参数，决定3棵试桩的施工技术参数如表1。

表1 试桩的施工技术参数

钻进、提升时管道工作压力0.1～0.2 MPa;喷浆时管道工作压力0.4～0.6 MPa;钻进速度定为 1.0 m/min;提升速度定为0.5 m/min。根据现场工艺试桩情况确定，其原则是管道工作压力、钻进预搅、提升喷浆速度能够保证搅拌均匀，且提升至桩顶时喷浆量恰好达到设计水泥用量。

根据以往相似软基土层加固施工的经验，在采用0.5∶1水灰比，每米水泥用量50 kg，钻进、提升时管道工作压力0.1 ～0.2 MPa;喷浆时管道工作压力 0.4 ～0.6 MPa;钻进速度定为1.0 m/min;提升速度定为0.5 m/min施工时，最终结果远好于设计。施工段地质条件与其大致相同，故试桩采用以上参数应能达到设计及规范要求。

3 水泥搅拌桩的施工工艺

(1)打桩设备的定位:桩机移动至所标定的桩位并进行对中;调平桩机，然后从相互垂直的两个方向调整钻塔的垂直度，确保其偏差小于1.5%。

(2)搅拌钻进:开启设备将搅拌钻钻至设计的深度。

(3)水泥浆的准备:在搅拌钻钻进的过程中同时进行水泥浆的制备，水泥浆水灰比应依据地质勘察报告进行调整并控制在0.4 ～0.6之间。

(4)喷浆搅拌提升:当钻头到达目标深度后打开灰浆泵，等水泥浆到喷浆口时，一边提升钻头一边进行喷浆搅拌，在提升的过程中速度必须控制好，工程中通常提升速度在0.58～0.99 m/min之间，以便土体和水泥浆能够拌和充分，而且喷浆量必须控制在设计要求范围内。

(5)重复搅拌:当钻头边喷浆边提升到达桩体顶面时将灰浆泵关掉，搅拌钻头再次重复搅拌到达设计的深度，然后提升到地面。这样水泥搅拌桩成桩的过程就完成了。

4 水泥搅拌桩的技术要求和质量保证

水泥搅拌桩在施工过程中应该满足一定的施工质量标准。该工程的标准指标如表2所示。施工设备应该与地面基本保持垂直，特别是桩架要保持竖直，在施工过程中如果出现钻机倾斜应该马上进行校正。进行水泥搅拌桩施工时应该严格按规定参数进行钻进搅拌成桩，当到达设计深度后停止下降，进行搅拌1min并确保灰浆能够喷出后再提升钻头，提升过程中要控制好提升和搅拌的速度以及灰浆量。

表2 水泥搅拌桩各项质量标准指标

水泥质量也应该严格控制，水泥浆中的水泥品质应该满足设计以及相关规范的要求。在水泥材料进入工地现场前，应该先进行抽样做安定性和胶砂强度等指标的检测，检测满足规定要求后才可以进入施工现场使用。施工用水应为人畜饮用水。如为自然水源应做水质分析，检验合格后才准使用。水泥搅拌桩施工设备安装结束后必须进行认真全面的检查校正，确保压力泵和水泥制浆罐能够正常工作;对机身的竖直度进行简单调整;检查确保钻杆长度和钻头直径能够满足工程设计的要求;进行水泥浆输送的导管不能堵塞或者漏浆;外接电源和发电机应该与桩机电路保持接通状态。

5 体会

(1)水泥搅拌桩一般用于软土地基的加固处理，包括一般的黏土，人工填土和可塑性粉土等软弱土层的处理，但是不适用于填土中含有粒径大于10 cm碎石的情况。

(2)深层搅拌施工法就是通过搅拌钻头将软土和水泥强行搅拌混合。水泥土搅拌的次数越多，则混合物越均匀，水泥搅拌桩的强度离散性就越小。在搅拌施工过程中存在一个最佳的次数，可以通过在现场先采用成桩工艺试验，以达到快速施工和均匀拌和的目的。

(3)搅拌施工设备非常笨拙，移动性差，钻进能力有待进一步提高。如果存在硬层或者障碍物时，搅拌钻头的克服能力不强，机械施工设备的技术性能有待进一步改善。

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［1］夏晓婉.浅析水泥搅拌桩在苏虞张一级路改造工程中的应用.科技创新导报，2009，(14):47.

［2］朱建军.水泥搅拌桩和碎石桩在海口市某港区重箱堆场软基处理工程中的综合应用.科技创新导报，2009，(16):55-56.

［3］王国强，吴志海，丁振杰.安徽池州至安庆高速公路大渡口段软土路基工程地质研究(英文).地球与环境，2005，(S1):77.