水泥搅拌桩在淤泥质软土路基中的试验与应用研究

张素清

摘要：国民经济以及城市建设的同步发展，使得当前城市土地资源高度紧张，对于经济发达的沿海城市这种情况更加突出。经济高速发展需求的前提下，土地资源利用与开发成为重点课题，而淤泥质软土路基滩涂资源成为城市发开发的重要方向之一。在淤泥质软土地基上修筑的情况需要进行不断的研究和完善。在公路建设过程中，因公路线路长的缘故，常常遇到软土路基情况，软土路基的处理方式较为普遍的是使用水泥搅拌桩。通过构建稳定安全的淤泥质软土路基能够为公路建设提供有利基础，促进城市发展。本文就水泥搅拌桩在淤泥质软土路基中的试验与应用情况进行研究分析。

0引言

淤泥质软土路基主要呈现的特点包括压缩性强、厚度不均匀、承载力低下、强度较差、可塑性较差。目前，随着公路工程越來越复杂，在淤泥质软土路基施工过程中受到多方面因素的影响，传统施工方法很难进行施工并达到应有的效果。在此基础上，使用水泥搅拌桩进行路基加固既节约施工时间又能对路基进行有效加固，使淤泥质路基承载力得到有效加强，从而可以进行正常的公路工程建设，创造社会经济效益。

1水泥搅拌桩

1.1原理水泥搅拌桩通过水泥与饱和的软土进行搅拌，使水泥进行水解水化反应，从而生成水泥水化物和凝胶体——氢氧化钙，将土颗粒凝结成稳定的整体结构。与此同时，水泥水化会使钙离子与土颗粒表面的钠离子、钾离子进行离子交换，这种交换过程会使之形成稳定的钙离子使土体进一步得到加强。水泥水化物中存在有利的氢氧化钙，氢氧化钙与水和二氧化碳反应生成碳酸钙，碳酸钙的产生也能够使水泥土强度进行加强。

1.2适用范围水泥搅拌桩应用广泛，可以在淤泥质土、素填土、粘性土、无流动地下水松散砂土处进行地基处理，将水泥与土体进行搅拌以实现地基加固的效果。通过水泥将地基固结从而提升地基强度，并且有着时间短效果显著的特点。当地基土天然含水量小于30%或大于70%，以及地下水pH值小于4时，不适宜采用水泥搅拌桩此种方法。

1.3水泥搅拌桩优点水泥搅拌桩方法是通过原地基软土与固化剂进行混合搅拌以使其固化形成稳定结构，合理利用了原土资源。搅拌过程中振动小、噪音小，对环境没有影Ⅱ向，也不会产生地基侧向挤出的情况，在各地均可绿色施工，并对周围建筑及管线不会产生较大影响。水泥搅拌桩的应用使水泥加固整体能够形成复合地基、基坑围护挡墙等，形成竖向承载。水泥搅拌桩施工方法能够根据实际结构要求采用不同的加固形式，并且相较于钢筋混凝土桩基而言，水泥搅拌桩能够节省很大一部分钢材的使用，从而达到降低造价的效果。

1.4试验情况在进行设计前，应先进行拟处理土的室内配比试验。根据现场土质的性质特点科学的选择固化剂、外掺剂并确定对应的用量，试验后要提供相应的不同龄期、配比情况的强度参数。竖向承载水泥土强度情况，需以90d龄期试块进行抗压强度试验，取平均值。水平荷载水泥土强度情况，需以28d龄期试块进行抗压强度试验，取平均值。

2水泥搅拌桩处理软土路基技术

2.1施工准备在进行软土路基处理之前，首先需要对施工场地进行清扫，保证施工场地的干净清洁，避免存在杂物和障碍影响后期施工。如若场地有低洼情况时，要对其进行粘土回填。施工所需水泥以普通硅酸盐袋装水泥为主，在施工前需将水泥进行样品提取，并送至试验室检验，检验合格后方可进行使用。此外，施工前需要配备相应的设备和机械，电脑记录仪和打印设备也必不可少，这是为了更好的对水泥浆用量进行监测和控制，保证喷浆的均匀性。施工前要检查各个设备机械的运行状态，运行良好才可进行后续施工。

2.2试桩大规模施工之前，首先要进行试桩，试桩是为了取得搅拌桩的最佳参数，以对大规模施工进行指导施工。试桩数量需要根据具体工程规模以及设计要求来确定。之后要对地基土进行实验，确定桩身侧向抗压强度在28小时内满足设计参数的要求。试验合格后方可进行大规模的水泥搅拌桩施工。

2.3水泥搅拌机械现场进行水泥搅拌机械的拼装和就位，初次进入施工现场需要对仪表、测量仪器、打印机等等进行标定，并在施工过程中要时常进行检查，避免出现问题影响施工质量。水泥搅拌机械使用过程中需要时刻注意钻头叶片磨损状况，施工过程中需保证钻头叶片磨损在规定限度内，超出磨损限度则需及时补焊，避免影Ⅱ向桩径。在钻机移动过程中要确定孔位位置，并将钻杆轴线与钻孔中心位置垂直校对好，倾斜度要要控制在规定范围内。

2.4搅拌喷浆钻机启动后，要保证钻杆状态呈持续、匀速下沉，并在过程中进行搅拌切土，与此同时启动送浆泵使钻机旋转过程中向土体进行喷浆。到达设计深度时要在此位置停留30s左右并继续喷浆，保证水泥浆与土体充分的进行搅拌并形成整体。

在搅拌喷浆过程中，要利用搅拌机提升活动避免喷浆口堵塞，并能够使水泥与土体更加均匀混合，搅拌机提升至顶时需搅拌2分钟左右，方可关闭机械设备进行移位。

3水泥搅拌桩质量检测

施工后成桩7天内需要将桩头浅开挖1.5m左右，测量其直径并目测其均匀性，并通过触探仪检测成桩质量。成桩28天后采取钻孔取芯的方法进行质量检测，对其完整性、均匀程度、长度等等进行测定。取样数量为总桩数的千分之二（不得小于3根），对水泥搅拌桩取出的芯样要送至实验室进行无侧限抗压强度试验，3个一组进行28天龄期实验，此外选一组进行3个月龄期实验，以此进行桩身强度测定，强度要保证1.25MPa以上。如果检测合格率大于90%则该阶段水泥搅拌桩整体满足施工设计要求，如果合格率大于80%小于90%，则需进行补桩。合格率小于70%则该段水泥搅拌桩整体视为不合格。

部分软土层较为深厚，如对此处施工质量有所怀疑，则可在成桩28天之后根据监理工程师随机抽检，随机抽检数要大于总桩数的千分之二（不少于3根），送至实验室试验后其荷载量应为设计荷载的2倍以上。

4水泥搅拌桩施工质量控制措施endprint

4.1确保原材料质量水泥搅拌桩施工中必定会用到水泥，应确保所有进入到施工现场的水泥都具备相关权威机构的检验报告和产品合格证，并且还应对每个批次的水泥材料进行抽样检查，检查结果符合要求后才能在施工中使用，否则严禁其进入施工现场。依照配合比配制好的灰浆，为避免出现离析，应尽量缩短存放时间，若灰浆已经出现了离析问题，禁止其在施工中使用，并且使用浆液时应先过筛再倒入集料斗内，避免浆液存在结块等物质损坏泵体。

4.2确保搅拌桩数量测量放样桩间距时应严格按照设计图，保证间距的误差在合理的范围内。为了不不漏打水泥搅拌桩，应加强施工现场管理，保证施工现场清洁，不能让测量放样的水泥搅拌桩桩位竹签被掩埋覆盖。

4.3确保桩身长度只有桩底伸入到持力层中，水泥搅拌桩才能真正实现加固软土路基的目的。在施工中为了确保桩底伸入到持力层中，要求桩身长度足够长，判断桩底是否进入到持力层的依据是钻机是否发生了变化，比如钻进速度减少、电流增大等。

4.4确保桩身水泥用量影Ⅱ向桩身强度的直接因素就是水泥用量，过多或者过少都无益于施工质量。控制水泥用量应做到以下两个方面：一是要求每根桩的水灰比和送浆压力与成桩试验确定的相同：二是根据每根桩的长度或每工作班的成桩长度，按每延米桩身使用50kg水泥，反算实际水泥用量是否符合要求。

4.5确保搭接长度每根水泥搅拌桩应连续施工，如果出现了中断问题，恢复喷浆搅拌时，搭接长度至少要0.5m。

5特殊情况处理

5.1钻机钻进过程中可能会出现卡管情况，這时需要降低钻速或提出钻头进行改进再施工。如果钻进位置不深则可以施行疏松土层措施后在进行钻进。提升钻杆时如果出现卡钻情况，需要暂停喷浆，待正常后再复喷等措施。

5.2在喷浆过程中如果出现喷浆不畅或者堵塞情况，应先对灰浆泵运行状态进行检查，调节喷浆压力或者进行钻头清理等。喷浆不畅的情况下可以将喷浆阀门反复开关数次，观察是否有所改善等。

5.3搅拌机在下沉时如果遇到较大的阻力，甚至出现电机跳闸，如果不是电压低的缘故，则是钻进过程中遇到硬试块所致，需挖除石块或冲水以进行解决。

5.4如遇土质粘性较大时，搅拌机自身重量难以下沉到预计深度，这时需增加搅拌机自重，或者假设加压装置，以此提升搅拌机下沉速度和深度。

5.5若投料不够准确，可能会使得输浆量不够稳定，也可能会导致灰浆泵漏浆，造成浆液在未达到设计高程时已全部喷空，因此合理控制投料量、输浆量十分必要。

5.6搅拌加水过量或输浆管部分堵塞时，会造成剩浆过多，这时应对用水量重新标定，并清晰输浆管，以此解决堵塞问题。

6结束语

水泥搅拌桩在软土路基施工中较为常见，已经成为重要的施工措施，并且应用范围也在不断扩大，目前水泥搅拌桩已经不只局限于公路施工，在高铁施工中也有出色的表现，随着城市发展尤其是沿海城市土地资源短缺的情况下，淤泥质软土地基施工成为重要项目之一，水泥搅拌桩施工方法也将起到关键性作用，其对软土路基基础有着很好的加固效果，以此确保了软土路基的稳定，并提升了基础强度，使工程质量能够不断提升，为持续性发展提供有力保障。endprint