水泥搅拌桩技术在公路工程软基处理中的应用

王向阳

摘 要：公路工程在国民经济发展中占据重要地位，不仅加强了区域间联系，也为人们日常出行提供極大便利，要求不断提升公路工程建设质量以满足车辆通行需求。水泥搅拌桩施工效率高，操作相对简单，社会效益及经济效益良好，在公路工程施工中得到广泛应用。本文以具体工程案例为切入点，对水泥搅拌桩技术的施工工艺进行分析，并结合笔者实践经验探寻质量控制措施。

关键词：水泥搅拌桩技术；公路工程；软基处理

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0073-02

1 工程案例

某公路工程标段全长11.305km，处于平原地区，地势相对平坦，路基开挖量小，地层构造相对简单。在河道沿线分布大量软土层，采用水泥搅拌桩技术对其进行处理。经由技术人员对施工现场软土层勘测，按等边三角形布置桩位，桩体应深入软土层内部，实现对路基的有效加固，长度宜大于10m，直径设计为Φ500mm。根据相关标准对单桩承载能力、加固深度范围等参数进行计算，形成科学施工方案，严格遵循方案要求进行施工，规范操作行为，待施工完成之后，桩体无侧抗压强度7天内应达到700KPa，单桩承载能力达到120KN以上。

2 水泥搅拌桩技术在公路工程中的具体应用

2.1 前期准备工作

2.1.1 施工机械及材料准备

在水泥搅拌桩施工过程中，深层搅拌机、喷浆装置等，应在充分勘测施工现场实际地质情况的基础上，确定机械设备的规格及数量，确保搅拌桩机施工深度满足软基处理要求。待机械设备进入现场之后，应由专门操作人员调试参数及性能，并形成相应管理档案。现阶段公路工程建设线路长、规模大，施工周期相对较长，在此阶段应做好设备保养及维护工作，以提升设备使用性能，避免影响后期正常施工。

水泥作为主要固化剂，必须保证其规格、类型与设计方案保持一致，尽量选取正规厂家采购，检验出厂试验报告及质保单，禁止采用质量低劣水泥。并按照规定标准抽样检测水泥材料质量，一旦出现质量不达标的材料，禁止应用在水泥搅拌桩施工中。质量验收合格的材料应配备专门存放场地，并加强防水排水措施，防止在存放过程中出现受潮、结块等问题，对材料质量造成影响。

2.1.2 施工参数计算

为保证水泥搅拌桩有效加固软土路基，应明确影响其承载力的重要因素，有效桩长、桩身强度、面积置换率等加固效果有直接关系。其中单桩承载力是关键指标参数，计算公式为：

式中：桩体截面积表示为Ap

桩体周长表示为Up

第i层阻力特征值表示为qsi

第i层土厚度表示为li

未经修整承载力特征值表示为qp

2.2 施工场地布置

首先全面清理施工范围内碎石、表土、植被等杂物，并及时将其运送至指定位置，避免影响正常施工。为防止施工阶段现场出现积水现象，浸泡、侵蚀路基土层，影响其稳定性，应做好临时排水设施修建，尽量利用原有水文条件、河道，降低对周边环境影响。待施工现场清理完毕之后，根据设施方案要求测量各项参数，恢复路基中线，并进行工作桩预埋，为后期施工提供参考及标准。

2.3 成桩工艺性试

在水泥搅拌桩施工之前，应按照标准在专业技术人员指导下进行工艺性试验，试桩深度应大于设计值。通过成桩试验及时掌握各项操作技术参数，包括钻机钻进速度、喷浆压力等，若在试验施工中出现钻进阻力、偏差过大等问题，必须分析具体原因，并提出相应解决方案，以免正式施工中出现类似问题。试桩数量不小于5根，根据总体成桩施工数量确定，确保成桩质量满足工程施工要求，以试桩参数成果为依据进行水泥搅拌桩施工。

2.4 钻机就位及调直

待钻机运行至指定位置之后，适当调整钻机使钻头与桩位中心保持一致，且处于垂直状态。钻机安装是必须保证水平稳定，必要情况下可加设垫木，调平钻机位置。钻机安装完成后，采用水平尺检测安装稳定性，钻机井架垂直度由经纬仪检测。

2.5 搅拌成桩施工

首先拌制施工所需水泥浆液，必须严格按照科学配合比例，均匀搅拌各项各项原材料。拌制完成的浆液按相应标准取样检测，确保浆液质量满足施工要求之后将其通过灰浆泵注入集料斗内。随后开启钻机进行钻进施工，严格控制钻进深度，为保证施工顺利进行，避免出现钻头喷口堵塞现象，钻头到达指定位置后开启空压机送气。当深度尺盘数据达到设计方案深度时，采用低速慢钻的处理措施，持续钻动1—2min，增强基础部分稳定性。在钻杆提升的过程中喷注浆液，在钻机提升停留时间为2—3s，确保浆液达到送浆口，反转提升速度约为0.5m/min。待钻头位置达到停浆标高之后，适当放慢搅拌速度，持续1—2min，确保桩头质量。为切实提升单桩承载能力，应重复搅拌施工，两次下沉深度保持一致。钻头提升高度与地表相距50cm，可关闭送浆器停止注浆施工。

3 水泥搅拌桩施工质量控制措施

（1）全过程检测水泥搅拌桩施工各个阶段，定期检查施工记录，并以此为依据评价成桩质量，若发现质量问题，应根据其影响程度采取相应处理措施。必须严格遵循设计方案要求进行施工，规范操作行为，尽量减少桩体误差，根据相关标准规范，施工允许偏差如表1所示。由技术人员开挖检验成桩质量，开挖深度一般为0.5—2.0m，检测桩径、桩体位置、材料均匀程度等进行是否满足施工要求，采取随机检测的方式，抽查总体数量的2—3%。为切实保证水泥搅拌桩施工质量，施工单位应结合工程实际情况建立相应管理体系，将质量检测工作贯穿于全过程之中，一旦存在不达标部分，必须及时采取整改措施，减少在施工中存在的质量隐患。为确保水泥搅拌桩施工顺利进行，应建立起岗位责任制度，根据岗位内容划分具体职责，将责任落实到位，尽量减少人为操作失误。

（2）成桩施工质量直接影响路基稳定性及承载力，是水泥搅拌桩施工的重点部分及关键环节，必须加强质量控制措施。为规范施工操作行为，施工单位应针对工程实际情况，结合水泥搅拌桩施工技术标准，组织施工人员技术培训，减少人为操作失误。合理控制钻进速度，确保喷浆量满足软基加固需求。在具体施工中，如果喷浆量达不到设计标准，将会直接影响单桩承载能力，因此必须实时检测浆液喷注量，并采取适当调整措施，确保桩体强度满足施工要求。若由于机械故障或外界因素不得不中断施工，必须按照标准复打，与原桩体应有重叠部分，宜超过1m，保证桩身整体稳定性。在成桩施工过程中，也能钻机旋转速度及浆液喷注量等参数，应根据工程实际地质地质条件决定，浆液与周边土体充分混合在一起，提升地基强度及稳定性。

（3）在搅拌成桩施工之前，必须按照标准进行工艺性试桩，检验各项施工参数的准确性，并根据试验参数成果进行成桩施工。若桩体周围相对软弱土层分布较为广泛，可适当提升水泥用量并增加搅拌次数，提升软土地基强度。钻进施工时钻机应处于稳定状态，避免钻机出现位移现象，造成桩体倾斜，将垂直度误差控制在1%以内。成桩施工中所采用固化剂必须严格按照设计方案中要求的配合比例，不能存在离析现象。

4 结语

综上所述，伴随国民经济发展程度不断提升，机动车保有量呈快速攀升状态，对于公路工程施工质量提出更高要求。水泥搅拌桩技术单桩承载能力较强，以水泥作为主要固化剂形更为稳定且强度良好的复合路基。在具体操作过程中，必须结合工程实际情况，以工程地质条件为依据，确定浆液喷注量及钻机旋转速度，以达到良好的软基加固效果。同时掌握水泥搅拌桩技术标准，加强施工人员技术培训，了解工程施工重点部位，尽量减少人为操作失误，提升公路工程施工质量，延长使用寿命，以满足车辆通行需求。

参考文献

[1]刘旦良，刘宇飞.水泥搅拌桩在高速公路软基处理中的应用——以新溆高速公路为例[J].交通标准化，2012（23）：89-91.endprint