深层搅拌桩施工技术在公路路基中的应用

摘要：因为施工快、效果好、造价低三个优点使得深层搅拌桩施工技術被广泛应用在公路路基施工处理中。深层搅拌桩施工技术不仅有以上优点，还能够使地基的强度和变形模量得到提高，这更加确立了深层搅拌桩施工技术在公路路基处理中的地位。文章对深层搅拌桩施工技术的概念、原理、施工过程、质量控制、注意事项进行了描述。

关键词：深层搅拌桩；施工技术；公路路基；水泥浆；质量控制；加固路基 文献标识码：A

中图分类号：U433 文章编号：1009-2374（2016）28-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.047

我国软土路众多，特别是沿海地区软土路的占有比例很大。对软基的处理费用高、技术繁琐、施工时间长，对软基处理质量的好坏直接影响道路的舒适性、安全性和使用期限。如果采用深层搅拌桩处理软基，能有效提升成桩速度、降低成本、缩短工期，深层搅拌桩还具有占地面积小、零污染、零噪音、零振动、零排烟、操作简便、适用范围广等特点，采用深层搅拌桩处理后的路基稳定性和耐久性强，能减少各种自然因素的影响。

1 深层搅拌桩技术应用简述

深层搅拌法是一种用于加固软土地基的方法。它的主要原理是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌桩机，将处于地基深处的软土和水泥浆液强制搅拌，产生一系列物理和化学反应，让软土变成一个整体并且具有一定的强度和水稳定性，从而使地基强度和增大变形模量得到提升。深层搅拌法使原土得到了最大限度的利用，搅拌时不会对地基产生大的影响，所以对附近原有建筑物的影响很小。这种软基处理方法因为其效率高、效果好、成本低，在各种道路以及土建工程中得到了广泛的应用。据统计，2001～2009年，深层搅拌桩的施工量已经达到了60万延米，从中获得了许多施工经验。现在深层搅拌桩技术将更加完善，应用范围也会更加宽广。

2 深层搅拌桩施工技术在公路路基中的应用原理

我国公路软基上大部分都有一层厚厚的黏土在下面，这就是淤泥质土，这样的构成使得整体强度很低。无论是从施工工期、施工机具或者经济效益方面考虑，采用深层搅拌桩施工技术作为地基加固技术是最好的，深层搅拌桩施工技术加固软土地基效率快效果好，可使沉降最大限度地减少，尤其是在减少地基不均匀沉降、防止路堤失稳等方面，它与其他软基处理方法有着显著的优势。深层搅拌桩施工技术的原理简述如下：用专用的成孔喷浆搅拌三位一体机具，在设计初始设定的范围内，将水泥浆和被分割开的地基原土强行搅拌，当水泥浆与原位土搅拌混合后，水泥快速与土中的水发生化学反应，产生各种水化物，这些水化物有的直接硬化，形成水泥石骨料，有的继续与周围具有一定活性的土颗粒发生离子交换和团粒化作用等化学反应，将较小的土颗粒转变成较大的土团粒，再通过一系列化学反应，逐渐生成稳定的结晶化合物，除了使得原土的强度得到提升外，水泥水化物还能与空气中的水发生碳酸化反应，生成一系列不溶于水的产物，这种碳酸化反应能使原土的强度得到提升，在一段时间后水泥浆与土颗粒间一系列物理化学作用下，逐渐固化形成结硬的水泥土桩状体，使原天然地基土层的物理力学性能得到了改善和提高，水泥搅拌桩与桩间土一起负担上部结构的垂直压力，达到加固软弱地基的目的。

3 深层搅拌桩施工技术流程

3.1 施工准备

各项准备工作必须在深层搅拌桩施工技术施工开始之前就完成，确保施工现场最大限度的干净平整，用压路机对施工现场进行压实处理，以达到有效保证施工路面的平整性的目的，保障施工器械能够正常运行。搅拌机的调试和维护工作必须在施工作业开始之前就完成，确保机器处于工作的最佳状态，校准搅拌机的钻杆中心与即将进行测量放样的竹钉，在校准时着重注意控制其垂直度，保证偏差值不会对准确施工带来影响，从而使深层搅拌桩施工技术的施工质量、搅拌桩的定位准确度得到保证。开始路基软基施工作业以前，应当反复用仪器设备确定深层搅拌桩施工技术的准确位置，同时要挨个对搅拌桩进行单独的标示，开始施工后直接在事先确定的位置进行搅拌即可，有效地防止了漏桩问题的出现。

3.2 制备水泥浆

深层搅拌桩施工技术主要原料为混凝土，正式施工以前必须要精确计量混凝土的配比量以确保搅拌桩的施工质量。除此之外，还要对沙料的大小和均匀程度进行严格的把控，防止大小不均的沙子进入搅拌桩对施工质量造成影响。施工的过程中，通常选择的是普通的硅酸盐水泥，用普通的硅酸盐水泥制作砂浆时，要有效地控制水灰比，这样才能保障水泥搅拌桩的质量。

3.3 喷浆搅拌提升

需要将搅拌完成的砂浆运输到指定的基地内部，在运输的过程中，必须将搅拌机下降到理想的高度，然后打开灰浆泵，让完成搅拌的砂浆均匀地喷到指定位置，喷浆的时间也必须严格把控，与此同时搅拌作业也必须做好，保证泥土与砂浆之间能够得到最充分的混合，待喷浆完成后将搅拌机提升到桩顶，要注意的是搅拌机的提升不能过量。反复多次的搅拌下沉及提升深层搅拌桩浇筑作业对混凝土的需要量很大，混凝土材料又是通过搅拌机下沉和上升来完成运输的，因此在重复进行上升和下沉操作的过程中，施工技术人员每隔一段时间就要检查钻机叶片的运行状态，防止出现叶片被堵等现象。

3.4 清洗

清洗作业是深层搅拌桩施工技术的最后一步，搅拌机使用过后必须第一时间进行清洗，特别是要注意清洗钻机叶片，钻机叶片在施工过程中多次与混凝土接触，上面非常容易出现凝结的混凝土。

4 施工的质量控制

深层搅拌桩施工技术的施工在地下是一种隐蔽工程，施工操作的控制好坏将直接影响成桩质量的好坏，以下三个方面决定了成桩质量的好坏：掺入水泥的总量是否达到了规定的总量、掺灰量的分布是否均匀、桩尖是否达到了持力层。下列方法可以有效地控制施工过程的深层搅拌桩施工技术的质量问题：（1）可在通过悬挂一吊锤在钻机上，使用吊锤来控制桩体的垂直度，以确保水泥搅拌桩桩体的垂直度满足有关设计规范的要求；（2）施工过程中的水泥用量、压泵压力必须严格控制，确保整个过程压泵都连续输浆，喷浆搅拌时间以及复搅次数也要严格控制；（3）为了使水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身的质量得到保障，第一次提钻时和余浆上提过程中在桩顶部位进行磨桩头都应该停留30s，同时进行磨桩端；（4）为了确保桩尖穿过淤泥层后到达持力层，搅拌桩应该设计为平均桩长，如果遇到了地基情况变化较大的地段，应通过每台桩机的电流控制实际施工桩长；（5）如果在施工过程中发现喷浆量不足，应立即按照规定进行复搅，复喷的浆液量必须大于设计的浆液用量。

5 施工过程有关的注意事项

认真进行沥青混凝土路面施工前的基层清洗工作，沥青混凝土路面晾干后要洒铺黏层油，特别是要注意与构造物接触的部位要洒铺准确。为了避免沥青混凝土边缘出现裂纹，进行碾压时要按照由外往内方向进行。为了防止沥青混凝土路面出现的表面离析泛油松散隆起和推移等现象必须加强控制以达到改善。比如减少人工摊铺找平夯实时尽量要铺到边角防止输料器出现缺料，这样可以有效避免表面离析及麻面，从而防止出现因为油石比过大导致的隆起和泛油现象。保证均匀搅拌混合料，减少集料花白沥青成块等情况的出现，在装卸料及运输过程中控制混合料的离析，在摊铺时保持受料斗内混合料分布均匀同时严格控制其基层的质量，降低基层破坏或基层强度，能够有效地防止松散现象的出现。除了上述需要注意的地方之外还有四点必须注意：（1）不得離析浇筑的浆液，必须连续进行泵送；（2）在浇筑过程必须有专人控制并记录浆液用量，严格控制混凝土浆液的水灰比和外加剂的掺入量以保障施工的质量好坏；（3）施工应根据泵送浆液的时间随时调节搅拌钻进的速度；（4）因为摩擦型水泥土搅拌桩的轴力是自上而下逐渐减小的，所以最大桩轴力必须位于2倍桩顶直径的深度范围内。要仔细检查桩身是否完好无缺，桩土的外观搅拌是否均匀，桩的施工长度是否达到了施工要求。

6 施工质量控制措施

一般来说，每进行一次钻孔施工后都要进行一次孔斜测量，要严格控制钻孔的偏斜率在规定范围以内，严格按照设计要求进行深层搅拌桩的桩距和桩位的布置，一般情况下桩位的偏差应严格控制在规定范围以内，如果孔斜测量的结果出现较大的偏差，就要及时采取相应的措施进行规范化处理，在进行水泥浆液的拌制时，需要采用自动计量电子称进行水泥的称量，并且严格按照设计的配合比控制水泥用量。如果在施工过程中遇到大型障碍物如大块的石块等无法继续下钻时，要将钻杆和搅拌头提出，然后用冲击锤将大型障碍物粉碎，处理完毕后重新将搅拌头放下进行下钻施工。应采取二序施工的方式首先应进行奇数号桩的施工，然后再进行偶数号桩的，这样能够有效地避免相邻桩施工造成不利的影响，在深层搅拌桩的施工时要严格按照设计桩长进行施工，为了有效地确保桩身的施工质量，在成桩施工过程中要在钻杆上标明桩长，采取重复搅拌的方式能够有效地保障每延米桩的水泥渗入量达到设计要求，同时还能避免水泥与土体出现混合不均匀等问题的出现。如果遇到土层含水量较大的路段，应当适当地增加提升钻杆的速度，同时增加水泥的掺入量，如果遇到了含水量较小的路段，也应该适当地增加提升速度，但同时要减小水泥的掺入量，如果遇到了黏土层较多的路段，就要增加重复搅拌的次数，保证水泥与土体得到充分的混合。

7 结语

深层搅拌桩施工技术的使用解决了软土地基的路面起伏不平等质量问题，有效地降低了控制路面沉降不均匀或路基开裂现象的发生，为公路工程的施工技术的应用提供参考范例。施工过程的质量监理是决定整个施工过程好坏的重要环节，做好深层搅拌桩施工技术施工前的准备工作，是保证施工质量的首要因素，不容忽视，施工过程的技术要点需要专业人士进行一系列的研究与实践。

参考文献

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作者简介：曹锦斌（1975-），男，河北怀来人，怀来县交通运输局工程师，研究方向：公路工程。

（责任编辑：王 波）