水泥搅拌桩在道路软土地基施工中的应用

蔡 峰

（江苏润通项目管理有限公司，江苏 镇江 212000）

1 道路软土地基介绍

在中国的沿海地区和内陆平原或山区流域，广泛分布着各种类型的软土，这些软土地基土壤天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高，承载能力不符合工程设计要求，并且对沿江、湖和海岸的公路造成了不同程度的破坏。因此，为提高道路路基的稳定性，保证交通安全，必须处理软土地基。目前，有多种处理软土地基的方法，而水泥搅拌桩正是这许多方法中的一种有效形式。

2 水泥搅拌桩的基本原理

水泥搅拌桩是软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。首先，可以使用专用的钻孔机械和设备对需要处理的软土地基喷入水泥浆液，在喷入过程中将其均匀地上下搅拌，从而使水泥和土壤充分水解、水化并生成水泥水合物凝胶。由于凝胶的吸附特性，土壤颗粒或小的土壤团簇可以凝结在一起，形成整体稳定的结构。同时，土壤颗粒表面的钠离子和水泥水化过程中产生的钙离子可以进行离子交换以在表面上产生稳定的钙离子，进一步提高了土壤地基的强度并大大提高了软土地基的承载能力。

3 施工准备阶段

基于道路软土路基施工中水泥搅拌桩技术的实际应用来看，该技术不仅有效地提高了地基承载力，而且确保了整个路基结构的稳定性；水泥搅拌桩施工工艺较为简单高效，适用性较强，在具体的施工过程中表现出了较强的应用优势。但是要想充分发挥水泥搅拌桩施工技术的应用效果，就应该首先做好施工准备阶段的相关工作，准备阶段中需要引起重点关注的内容有以下几项：

1） 做好施工图纸的审核工作。虽然水泥搅拌桩的施工操作较为简便，但是，施工人员仍然需要对施工图进行详细而全面的审查，以确认施工图纸无误，便于后续施工顺利进行，避免出现任何设计上的矛盾和冲突影响其施工效果。在施工图纸的审核过程中，应该重点从施工可行性以及后续施工效果方面进行分析，结合施工现场环境进行评判，并且针对施工方案和施工图纸中可能存在的一些问题进行优化。

2） 做好施工现场清理工作。为了更好地体现出水泥搅拌桩施工的应用价值和效果，还应该重点从施工现场入手进行准备，也就是做好施工现场的清理工作，清除地面以下的一切障碍物（包括石块、树根和垃圾等），同时对施工场地进行整平，确保现场达到设计图纸中要求的整平高程，切实保障施工现场不存在任何可能影响后续施工效果的障碍物，这也是有效提升其施工有序进行的关键所在。在该项工作实施过程中可能会涉及到现场回填土的处理，施工人员必须要对回填土材料进行严格审查，确保其应用效果。

3) 妥善做好桩位的控制工作。在施工前的准备工作中，测量人员准确放样，切实保证施工现场各桩桩位的准确性也是极为重要的一个方面，这也就是施工现场的的测量放样工作，尤其对于施工现场中桩位的确定来说，更是需要引起施工人员的高度关注，现场应采用GPS、全站仪等专业设备进行桩位放样，对于确定好的桩位点，应该采用白灰撒点并配合使用竹签插入土层标注等措施清晰地标注出各桩桩位，为后续施工打好基础。

4 水泥搅拌桩施工应用

道路软土地基施工中水泥搅拌桩技术手段在实际操作过程中，需要施工人员更多的关注和严格的控制。关键考虑因素包括：

4.1 切实做好试桩工作

在正式进行水泥搅拌桩施工之前，应该做好试桩工作，试桩工作的实施主要就是为了确定后续大规模施工的相关参数，并且总结出相应的施工经验，保障后续施工的顺利进行。试桩施工中需要总结的关键参数有：水泥浆的水灰比、制浆工艺、泥浆比重、注浆压力、每延米注浆量（水泥掺量）、搅拌机的贯入速度和提升速度等，这些重要参数都需要在试桩环节中进行总结，如此才能够提高正式施工效果，避免出现质量偏差。

4.2 保障施工材料的可靠性

对于水泥搅拌桩施工而言，还应注重对现场使用材料的严格管理和检查，比如对于水泥搅拌桩施工过程中最为关键的材料水泥来说，必须进行严格审核，按照规范要求进行现场取样、试验等，以确保其质量满足规范及设计要求。对于现场其它施工材料以及施工机械设备来说，同样需要加强审查和管理。

4.3 规范施工工艺流程

水泥搅拌桩施工工艺流程同样需要进行规范化控制和把关，确保施工工艺流程的合理性，避免因为施工工艺流程方面的混乱而影响到施工效果。一般来说，水泥搅拌桩施工工艺流程如下：①钻机就位→②钻杆下沉钻进→③上提喷浆→④重复搅拌下沉→⑤重复搅拌提升→⑥关闭搅拌机械→⑦回填石灰土并压实。

钻机就位是水泥搅拌桩施工的首要环节，将搅拌机移到指定桩位，对中、调平，并用铅垂线检查并调整桩机的垂直度。保证钻机水平、导向架及钻杆垂直，竖直度偏差不大于1.5%；钻杆搅拌下沉钻进，主要就是按照设计标高进行下沉处理施工，为后续灌浆打好基础，下钻的速度不大于1.0m/min；水泥浆的制备同样需要引起足够的关注，水泥浆液应严格按预定的配比拌制，准备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过2 小时的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加过滤，以免浆内结块损坏泵体；上提喷浆，主要就是指针对处理好的设计标高结构进行喷浆处理，进而保障浆液能够在相应位置发挥出应有的积极作用，喷浆时管道压力控制在0.25～0.4Mpa 之间，浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后，原地喷浆搅拌30 秒，然后搅拌喷浆提升，提升速度控制在0.8m/min。喷水泥浆时严格控制喷浆标高和停浆标高，不得中断喷浆，确保桩体长度；提升至地面以下1m 时，宜用慢速，搅拌提升至地面25cm 时，停止向孔内喷浆，搅拌数秒以保证桩头密实；重复搅拌下沉是为了保证搅拌的充分性和均匀性效果，复搅速度≤0.8/min；在重复搅拌完成之后，还需要将管路清洗，避免出现水泥浆堵塞等问题；一根桩体施工完成后，移位进行下一桩位的施工，如此反复，完成整个软土地基的施工处理。

4.4 严格控制施工参数

在水泥搅拌桩施工的应用操作中，为了保证最终施工质量，除了要做好上述施工工艺流程的规范管理和控制之外，还需要从施工参数的控制入手进行严格把关，依据相关标准和规范的要求，参考试桩施工中所得到的参数，确定详细、可行的施工操作参数，并且在后续的施工过程中进行严格限定，尤其是对于桩体的相关参数以及搅拌过程中的具体参数更是需要进行严格控制和审查，避免出现任何偏差问题。

4.5 水泥搅拌桩的设计

1） 水泥搅拌桩的平面布置，通过对施工现场和现场土壤层的钻探分析，水泥搅拌桩按梅花形布置，单根桩桩位偏差不得大于5cm，深度误差不得大于5cm，并且桩身的无侧限抗压强度大于1.2MPa（90 天龄期）。2） 水泥搅拌桩的材料设计要求，水泥使用42.5 普通硅酸盐水泥，水灰比根据现场实际土质以及试桩施工确定。由于施工现场软土地基的天然含水量较高，为提高水泥搅拌桩中水泥浆的可加工性、稳定性和初始强度，在配置水泥浆时可以加入高效减水剂并进行室内配合比试验。

4.6 水泥搅拌桩的施工

1） 施工前场地准备，场地的平整应清除所有地面和地下障碍物，包括石块、树根和垃圾等，同时确保场地达到图纸要求的整平高程。施工人员在施工区域的起点和中桩进行标记，边界区域用石灰洒线表示，并且只有在报监理工程师验收合格后才能进行施工。2） 施工工艺选择，水泥搅拌桩施工有喷射法和喷粉法两种施工方法，这两种方法都可以利用深层搅拌机械进行强制搅拌软土。两者之间的区别在于，湿法或水泥浆搅拌法使用水泥浆作为硬化剂，而干法或粉末混合法则使用水泥粉作为硬化剂。干法工艺流程：场地平整，测量放样，现场钻机校对，喷粉搅拌上升，反复搅拌下沉，反复搅拌上升，停止钻孔和移动，然后进行下一桩的施工。湿法工艺流程:场地平整，测量放样，钻机对中和校平，搅拌下沉，喷浆和搅拌上升，重复喷浆搅拌下沉，重复喷浆搅拌上升，钻头停止移动，下一桩施工。3） 质量控制与材料质量，根据图纸设计要求选择水泥的类型，购买和存储。首先，最早进场的水泥要首先使用，避免由于长时间存放而导致水泥质量下降。根据施工图的要求配置水泥浆时，应严格按照经审批合格的配合比进行水泥浆配置、搅拌以及喷浆，保证桩长。水泥浆在进入管道之前必须通过筛子进行过滤，并且必须使水通过管道，以防止水泥浆损坏混合机械并保持管道湿润，以利于水泥浆的运输。同时技术人员需要向施工人员进行技术交底，以帮助施工人员正确进行相关工作。

5 结语

综上所述，对于道路软土地基的施工应用来说，重点加强对于水泥搅拌桩施工技术的应用探讨是极为重要的一个方面，水泥搅拌桩施工技术手段的应用必须要从整个施工工艺流程入手进行严格的控制和审查，切实提升施工质量效果。