水泥搅拌桩施工技术在公路软土路基中的应用

张 永 军

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)



水泥搅拌桩施工技术在公路软土路基中的应用

张 永 军

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

基于水泥搅拌桩的施工原理、特点和作用，阐述了水泥搅拌桩的施工准备及工艺流程，并总结了施工中常见问题的处理措施，旨在保证水泥搅拌桩的施工质量。

水泥搅拌桩，软土路基，施工技术

近几年来，水泥搅拌桩在高速公路建设中得到广泛应用，它作为软基处理的一种有效形式，处理软土路基之后，加固效果显著，可以很快投入使用。而且水泥搅拌桩能够处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土等，适用范围较广。处理之后能够有效控制路基施工后沉降加强路基的稳定性。下面我们具体了解一下水泥搅拌桩施工技术在公路软土路基中的应用。

1 对水泥搅拌桩施工技术的认识

1.1 施工原理

软土路基的物理力学性质差，具有高压缩性，承载能力低。通过水泥搅拌桩施工技术能够提高地基的整体承载力。桩体中的水泥土强度与水泥水化物中的水化硅酸等生量呈正相关关系，水化物在水泥土中起到胶结作用，能够有效减少原天然土的流动，从而增加地基的承载能力。水泥搅拌桩有两种方法，一种是湿法，以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；另一种是干法，以水泥干粉为主，搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅，但水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。

1.2 水泥搅拌桩的施工特点和作用

当建筑工程的地基是软弱地基时，工程对施工技术有较高的要求，而且还会存在造价方面的问题，随着建筑工程日益复杂化，类似于人工挖孔桩、桩基穿越、人工加固等传统施工方法，已经难以适应工程的需要。对软土地基采取加固措施从施工技术和造价方面来讲是最为科学，最为简便的。使用该种方法能够保证原状土的承载力等力学性能最大程度地被利用，能够最大限度地利用原状土的力学性能，尤其是承载力，这就是我们常说的深层水泥搅拌法，该方法从原理上讲是一种原位加固方法。该方法需要使用各种不同深层搅拌机沿深度方向进行强制搅拌，搅拌过程中将软土与水泥浆、石灰粉等固化剂就地进行混合，土体与固化剂会在搅拌的过程中发生物理化学反应，提高了所形成的水泥土加固体的强度和整体性。深层搅拌法的优点是施工工期短、成本低、施工无噪声、无振动、无公害、不会产生地面隆起现象，不用开展工程排污工作，降低工程对环境造成的污染程度，也不会对附近的建筑物产生负面影响，总而言之使用该方法能够提高工程的社会效益和经济效益。

工程中使用水泥搅拌桩法具有较大的优势，能增加所承受的加荷速率，能有效减少总的沉降量，抗侧向变形能力也强，而且能显著缩短施工周期，根据调查，我国目前的高速公路建设领域当中已经较为广泛应用此种方法。在施工过程中如果没有正确处理水泥搅拌桩，如果水泥搅拌桩在施工过程中处理不当，则会出现比如水泥用量难控制、均匀性差、强度低、沉降得不到有效减少等，这些问题能够影响到加固效果。所以，水泥搅拌桩在施工过程中要采取有效的质量控制措施加之科学的施工工艺，处理好施工技术的关键部分，才能为水泥搅拌桩取得较好的软基处理加固效果提供保证。

2 公路软土路基施工中的水泥搅拌桩的应用

经过调查，我国很多工程的地质条件较差，很多路基都是类似于淤泥、淤泥质土质的软土路基，这些软土路基基本不能满足上部荷载对路基的要求，通车过后路基会产生较大沉降。为了提高地基土的强度，提高路基的稳定性，以保证地基承载力能够满足承担上部荷载的要求，在施工过程中使用水泥搅拌桩加固处理软土地基是最佳方案。

2.1 水泥搅拌桩施工

2.1.1 施工前的准备工作

1)材料和机械的准备。将水泥按批次运送达施工现场后，我们需要将其出厂质量保证单、出厂日期等等按比例抽样送检。认真做好机械设备配套的组装和易损件的备货，严格遵守操作规程，包括塔架、导向架、电气控制设备，水泥浆拌和机、灰浆泵、仪表、工作平台等设备的安装，安装完毕后，进行试运转工作。2)组织劳动力。水泥搅拌桩施工需要操作工、司泵工、记录员和上料工，每台机器设备都应该配备足够的劳动人员，至少需要4名，况且还有其他施工人员需要。3)桩位放样。施工前根据图纸所提供的坐标、桩距，进行桩位放样，放好后进行桩位标识。

2.1.2 施工步骤

1)施工流程。施工准备→桩位放样→桩机定位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升→清洗→桩机移位→完毕。

2)施工技术要点。a.水泥搅拌机准确就位，调整钻机平台、导向杆，使钻头中心对准设计桩位，钻机倾斜度控制在1%以下，误差在1 cm以内。还要测定钻杆长度以及钻头直径是否符合要求，及时记录水泥浆初始读数、钻杆初始标高。b.下钻时钻头的旋转与钻进同步进行，要保持转速为30 r/min，1.5 m/min合理的速度，下钻到离桩底1 m时，应降低钻进速度保持在0.3 m/min。同时按设计确定的配合比制备水泥浆，在压浆前将水泥浆倒入集料斗中。c.水泥搅拌机下沉到设计深度时，开启灰浆泵将水泥浆压入，边喷浆，边旋转搅拌钻头，严格按照设计提升速度提升搅拌机，使钻杆提升与喷浆过程始终保持一致，并保证浆液拌和的连续性和均匀性，记录供浆计量仪的变化数据，如发现供浆数明显减少或突然停止的现象，及时采取补浆或复搅的解决措施。在喷浆过程中，如发现喷浆过程中有套管漏浆或堵塞的现象，立即停止喷浆。搅拌机提升到设计顶面标高时，集料斗中的水泥浆正好排空。为了能够达到软土和水泥浆的搅拌均匀，搅拌机可再次旋转沉入到设计深度后慢慢提升出地面。d.水泥用量的合理性是水泥搅拌桩成桩重要的质量因素。施工过程中必须科学地限制钻头的提升速度和钻杆的转速，喷浆管道压力保持在0.4 MPa～0.7 MPa之间，才能确保水泥用量的作用，并对每根桩水泥的实际用量进行计算，看其是否符合标准用量。e.给集料斗注入适量的清水，开启灰浆泵，把残余的水泥浆全部清洗干净，特别是搅拌头上的也必须清洗干净。将搅拌机移位至其他桩的位置，再进行下根桩的施工。f.成桩之后，必须使用人工凿桩头的方法将桩头破除，避免桩身发生破坏。

2.2 特殊情况下的处理措施

1)在钻进过程中，卡管这种情况的发生概率较大，卡管发生就应使钻机慢速钻进，提出钻头，改进施工措施；若钻进较浅就采用合理方法疏散土层，继续钻进；若提升钻杆时发生卡钻就应暂停喷浆，看其浆液水灰比是否需要重新标定，或调整叶片角度，或更换钻头，待钻机正常后，继续进行。若遇土质粘性大，或搅拌机机重不够时，搅拌头电流不高，下不到预定深度，就应增加搅拌机的自重，或开动加压装置。

2)在喷浆过程中，若投料不准确或灰浆泵磨损漏浆，或灰浆泵输浆量偏大时，喷浆会出现未到设计桩面，或底部桩端高程，集料斗浆液就已排空的现象，就应重新标定投料量和灰浆输浆量，检修灰浆泵；若出现喷浆不畅或堵塞，就应及时调整喷浆压力，检查浆泵的运行情况，对钻头喷嘴进行清理；把固化料中的杂物和大颗粒都清理掉；若输浆管内有水泥结块或喷浆球阀间隙太小的现象出现，就会导致输浆管堵塞爆裂，就应立即拆洗输浆管，使喷浆门球阀间隙适当，清理水泥结块。

3 结语

控制好水泥搅拌桩施工技术的施工连续性，非常的至关重要，现场管理人员必须有高度的责任心和强烈的责任感，要有吃苦耐劳，不怕累，不怕脏的精神，才能更好地完成施工任务。为了保证施工工作能够稳定进行，应该详细记录各项主要指标数据，施工过程应该实施全程监控，能真实客观的反映施工实际状态，保证施工过程按照设计要求处理到位，确保水泥搅拌桩的施工质量，从而提高公路软土路基的质量。另外，水泥搅拌桩施工时要高度重视文明施工，采取必要的措施，节能减耗降低污染排放，达到施工环境的保护，避免对周围的施工环境和周围的人员造成破坏与伤害。在公路软土路基上经过水泥搅拌桩施工技术的应用后，提高了施工强度，提高了地基基础的稳定性和整体的承载力，能够有效控制沉降，使路基稳定，水泥搅拌桩施工技术的应用也越来越广泛。

[1] 黄佳艺.水泥搅拌桩在公路软土路基应用中常见问题及处理[J].福建建筑,2011(2):61-63.

[2] 高红月,武 宽.水泥搅拌桩在公路软土路基处理中的应用[J].科技信息,2011(9):343，358.

[3] 陈振山.浅谈水泥搅拌桩公路软土路基施工技术[J].中国城市经济,2011(20):221-222.

[4] 易卫锋.探讨水泥搅拌桩施工技术在公路软土路基上的应用[J].中国水运(下半月),2013(3):212-213.

[5] 王艳玲.公路软土路基水泥搅拌桩施工技术的要点[J].黑龙江科技信息,2015(16):184.

On application of cement mixing pile technique in road soft soil roadbed

Zhang Yongjun

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Based on the construction principle, features and roles of the cement mixing pile, the paper illustrates the construction preparation and craft procedure for the cement mixing pile, and sums up the treatment measures for the common problems in the construction, so as to ensure the construction quality of the cement mixing piles.

cement mixing pile, soft soil roadbed, construction technique

1009-6825(2016)27-0139-02

2016-07-18

张永军(1980- )，男，工程师

U416.1

A