水泥搅拌桩在桥头软基处理中的质量控制

吴奇峰

【摘 要】在桥梁工程建设过程中，桥头路段经常会遇到软土地基，如果处理不当，会造成桥头段路基路面产生沉陷，引起桥头“跳车”。本文对水泥搅拌桩在桥头软基处理中的施工工艺、施工控制措施、质量通病及预防措施、质量检验等方面进行阐述。

【关键词】水泥搅拌桩;桥头;软基处理;质量控制

一、工程概况

笔者参与建设的某桥梁工程，设计单位对路基工后沉降量不能满足规范要求的桥头路段，采用湿喷法水泥搅拌桩复合地基处理。

水泥搅拌桩的设计参数为：桩长6m、桩径0.5m、桩间距1.3m，桩位布置采用正三角形。水泥搅拌桩的固化剂采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为13～15%，加固土28d无侧限抗压强度不低于0.7Mpa，水灰比的配置根据成桩试验的参数确定。

二、施工工艺

1、成桩试验

施工前根据软土地基的地質情况进行成桩试验，在大、小桩号的桥头路基各布置一根试验桩，通过成桩试验确定满足设计要求的各种施工工艺参数，确定搅拌均匀性，掌握下钻和提升阻力的情况，选择合理的施工技术措施。

2、测量放线

根据设计图纸确定的里程桩号、处理范围用全站仪或GPS进行施工放样，依据基线网络，用钢尺量距标定水泥搅拌桩桩位距离。如下图所示：

3、桩机就位

桩位复核无误后方能进行桩机就位，桩机就位必须保动力头、搅拌头、桩位线三点一线，并用水平尺校正基座水平，钻杆垂直度偏差不大于1.5%。

4、预搅下钻

水泥搅拌桩预搅下钻之前，先用水清洗整个输浆管道并检查管道是否存在堵塞现象，管道内无残留水后方可预搅下钻。钻进过程中应连续喷射压缩空气，确保喷浆口不被堵塞、钻杆内不进水，钻进速度≤1.0m/min。

5、浆液制备

在预搅下钻的同时进行浆液制备，水泥浆液应严格按照成桩试验确定的配合比进行拌制。在喷浆前将拌制好的水泥浆液通过过滤网倒入集料斗中，以防水泥硬块堵塞输浆管道或损坏泵体。

6、提升喷浆搅拌

到达设计加固深度时，在原位喷浆搅拌30～60s后再提升钻杆，以确保桩端强度。提升喷浆搅拌时，应使钻头边旋转、边喷浆、边提升，提升速度≤0.8m/min。当钻头提升至地面整平高程下1m时，宜降低提升速度，提升至地面整平高程下0.25m处时，在原位喷浆搅拌30～60s后方可停浆，以保证桩头强度。

7、重复搅拌下沉及提升

重复搅拌下沉到设计加固深度后，再重复搅拌提升至地面整平高程下0.25m，以确保桩身搅拌均匀。

8、关闭搅拌机、移位

将适量的清水注入到集料斗中，开启灰浆泵将残留在管道中的浆液清洗干净，并将搅拌头上附着的泥土清洗干净后，方可将搅拌机移位。然后重复上述步骤3～7，进行下一根桩的施工。

三、施工控制措施

（一）施工准备阶段

1、地面整平。应事先原地面事整平到位，清除地面障碍物，严禁回填腐殖土或杂填土等不合格材料。

2、原材料控制。在制备浆液前，应检查水泥是否存在受潮、结块或变质现象，严禁使用未经复试检验或复试检验不合格的水泥。

3、机械配备。水泥土搅拌桩机必须配备喷入计量装置，使用前应对喷入计量装置进行标定。

（二）施工阶段

1、成桩试验。施工前根据设计要求进行成桩试验，确定出各项施工工艺参数，施工过程中应严格执行设计及工艺要求。

2、测量控制。施工中应保证搅拌桩机底盘处于水平和导向架处于垂直，确保搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.5%，桩位偏差、桩径及桩长应符合设计要求。

3、钻速控制。桩身施工时，应采用中速档或低速档进行钻进与提升，严禁采用高速档快速钻进与提升。

4、浆液制备。浆液在搅拌罐中应不停顿搅拌以防止离析，浆液进入集料斗后不得放置时间过长，泵送必须连续。

5、喷浆控制。严格控制喷浆的起始标高，喷浆施工应连续，以确保加固深度及桩体强度;严禁在还未喷浆的情况下就开始提升钻杆。施工中如果发现喷浆量不足，应进行整桩复钻，复钻时的喷浆量仍然应不小于设计用量。

四、质量通病及预防措施

（一）垂直度偏差太大

1、主要原因

（1）场地不平整或承载力不足。

（2）桩机支撑不平或支撑不牢固导致。

2、预防措施

（1）施工前对场地进行整平、压实。

（2）控制好桩机支撑材料的强度，加大支撑受力面，并确保支撑受力面与场地紧密接触。

（3）在桩架上悬挂吊锤，通过吊锤与钻杆左、右距离相等来定期检查钻杆的垂直度，并及时进行纠偏。

（二）预搅下钻抱钻

1、主要原因

（1）钻越硬土层时导致钻头阻力过大。

（2）遇到块石、大漂石等地下障碍物时导致无法下钻。

2、预防措施

（1）如遇较硬土层或较密实粉质黏土层，可适量注水，待穿过硬土层后应立即停止注水，尽量降低对成桩质量的影响。

（2）如遇地下障碍物，可以采用开挖排除地下障碍物，然后分层回填夯实后再继续施工;也可以更换钻孔钻头，待穿过地下障碍物后再继续采用水泥搅拌桩钻头进行施工。

（三）严重冒浆

1、主要原因

（1）喷浆处土体上覆压力大，因土体持浆能力较差导致冒浆。

（2）遇到坚硬土层，因喷浆注入缓慢导致冒浆。

2、预防措施

（1）如遇土体持浆能力较差时，可采用先注水搅拌、再喷浆搅拌，并适当提高转速、降低提升速度，使加固土体和浆液充分搅拌均匀，以减少或防止冒浆。

（2）如遇坚硬土层，可以降低喷浆压力，保持提升速度和喷浆量协调，以减少或防止冒浆。

（四）发生断浆

1、主要原因

（1）输浆管道堵塞。

（2）机械故障或停电。

2、预防措施

（1）施工前应冲洗输浆管道并确保管道通畅;浆液应进行过筛以清除水泥硬块。

（2）施工前应进行机械调试并确保设备性能正常;施工现场应有备用电源或备用发电机组。

（3）因断浆影响到桩身质量时，应在12小时内重新喷浆复搅进行补救，搭接长度不小1m。

（五）桩身强度不足

1、主要原因

（1）水泥用量不够。

（2）浆液发生离析。

（3）喷浆量不足。

（4）搅拌不均匀。

2、预防措施

（1）严格按照设计要求控制单桩水泥用量，并根据成桩试验确定的水灰比进行浆液制备。

（2）浆液应不停进行搅拌，以确保均匀稳定，并严格控制浆液放置时间。

（3）严格控制喷浆压力，并确保喷浆量与桩机的搅拌速度和提升速度相匹配。

（4）确保边搅拌、边喷浆、边提升，适当提高搅拌速度、降低提升速度，以提高搅拌均匀性。

（六）复合地基承载力不足

1、主要原因

（1）桩长不够;（2）桩径偏小;（3）桩距不均匀;（4）桩底部位强度不够;（5）桩顶部位强度不够。

2、预防措施

（1）为了保证桩长，应通过桩架标注或钻卡环来进行控制钻孔深度。

（2）为了保证桩径，施工前应检查钻头叶片的磨损程度，如果磨损严重应及时更换叶片;根据成桩试验确定复搅次数，在成桩过程中确保复搅到位。

（3）为了保证桩距均匀，应加强钻头中心位置的定位控制及校核工作。

（4）为了保证桩底、桩顶部位强度，应在桩底及桩顶部位进行原位喷浆搅拌，搅拌时间应不低于30s。

五、质量检验

1、施工过程中应随时检查施工记录，重点检查水泥用量、浆液水灰比、浆液泵送时间、搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度等;此外，还要检查复搅次数及喷浆过程中是否存在断浆现象。

2、成桩28d后应进行钻探取芯检验，抽检频率应为总桩数的0.5%且不少于3根，测定的无侧限抗压强度值应达到设计要求。

3、每段桥头软基处理应进行载荷试验，抽检频率应为总桩数的0.1%且不少于3处，测定的单桩承载力和复合地基承载力应达到设计要求。

六、结束语

水泥搅拌桩在软基处理中已得到广泛应用，特别是在桥头软基处理中的效果显著，处理后的路基工后沉降指标符合设计要求，有效地防止了桥头“跳车”现象，确保了桥头段路基路面的工程质量和行车舒适性。

参考文献：

[1]王炫中.公路施工过程中软土地基的处理探索[J].中国标准化，2019，（8）.

[2]周铮等.广西滨海公路滩涂软土地基复合式换填处治技术研究[J].中外公路，2015，35（2）.

（作者單位：中港建设集团有限公司）