公路软基加固施工中水泥搅拌桩技术应用探讨

贺同波（山东宏昌路桥集团潍坊市经纬公路开发有限公司，山东 潍坊 261041）

近年来，水泥搅拌桩技术在公路建设中已成为一个热点技术，作为软基处理的有效形式，具有显著的加固效果。水泥搅拌桩技术是将配制好的水泥注入土壤中，将地面和水泥混合制成水泥地面，水泥之间的化学反应促进了地基强度的提高，减少地面沉降量，提高地基变形能力和道路承载力。

1 水泥搅拌桩技术的施工原理

1.1 水泥搅拌桩技术的理论基础

水泥搅拌桩技术是一种有效的软基处理方法。采用水泥桩混合技术喷洒水泥，并以混合料的形式产生水泥的一系列理化反应。然而，随着水泥加入量的减少，水泥在地面周围的反应速度变慢。在水解和水化作用下产生水化合物，然后发生离子交换、团聚和硬化反应，大大提高水泥地面的强度，提高公路整体质量。

1.2 水泥搅拌桩技术的优势

第一，水泥搅拌桩技术可通过就地搅拌水泥和软土来充分加强地基；第二，水泥混合工艺在施工过程中不会引起噪音和灰尘污染，可以用于城市或人口稠密的地区；第三，搅拌工艺不会挤压原始地基，对建筑和地下管道影响不大；第四，水泥混合物中最重要的材料是水泥，一方面可以节省钢铁资源，另一方面可以降低公路的技术费用。

2 公路软基水泥搅拌桩技术分析

水泥混合料采用深层搅拌法和粉末喷射搅拌法混合，如果水泥在短时间内没有混合，就会出现迅速收缩的情况。如正常固结的泥浆、饱和溶解度、透明填料等封闭土壤和饱和自由砂，如果土壤天然含水量小于30%（溶液含水量小于25%）、大于70%或地下水pH值小于4%，则不应采用干燥方法，在冬季施工还应注意负温效应对处理效果的影响。

如果水泥混合料用于处理泥炭、有机土、塑性指数大于25的黏土、腐蚀性地下水和没有技术经验的地区，其适用性应通过现场试验确定。水泥搅拌桩形成的水泥地面可以作为刚性承重复合地基、基坑工程的挡墙、防渗帐幕等。为了提高软基的强度，要保证水泥不能太多，否则会造成水泥孔隙的问题。

在采用水泥地面搅拌技术处理公路软土地基前，应先进行室内搅拌试验。根据现场处理最弱软土的特性，选择合适的硬度剂、混合料及其用量，了解不同龄期和设计条件下的强度参数，同时应使用垂直水泥地面试期90d试块立方体的平均抗压强度，水平水泥地面强度应采用28d试块立方体的平均抗压强度。

施工时要根据材料和机器要求进行施工。软土加固水泥混合固化系数也可采用32.5或更高强度的普通硅酸盐水泥，也可采用其他有效固化方法。湿土质量应为12%～20%，对于水灰比的要求，湿土的水灰比为0.45～0.55。为提高流动性，方便泵的使用，可加入水泥量为0.2%～0.25%的磺酸钙高效减水剂，硫酸钠（水泥剂量的1%）和石膏（水泥剂量的2%）可与之结合使用。根据公路建设的需要，可以选择具有缓凝、防水等特性的材料。所使用的机器和设备包括：深度搅拌机、起重机、水泥加工设备升降速度测量装置和测量仪器。

3 公路软基加固施工中水泥搅拌桩施工工艺

3.1 施工前期准备

首先科学安排布局施工现场。施工现场必须结合施工要求进行彻底清理，认真清理施工现场表面的泥土和杂物，对施工现场进行考察和研究，保证施工现场的完整及施工材料等不出现问题。

第二，做好监督检查工作。直线段立管调整距离检查在15m～20m左右，曲线段立管调整距离检查在10m～15m左右时，要在两侧的指标桩上放置一些明显的字符，并清楚地标明设计高度。

第三，施工便道，施工前要彻底清除施工现场工作面上的各类障碍物，然后确保施工便道和进场路紧密相连，使工程中机械设备的运输需求得到有效满足。在软土地基施工的基础阶段，由于软基较多，增加了重型机械通行的难度，通过修建主要便道，可以促进施工的顺利开展。

3.2 合理分析施工流程

首先，机器设备要准备好。对于水泥深层搅拌桩应配合使用单轴钻机，并根据实际情况相应移动钻机，使钻机中心对准预定的桩位，应严格控制其垂直度。一般情况下，需要用水平尺测量水泥搅拌桩机的高度，并用经纬仪确定相应的高度。

二是搅拌喷浆下沉。桩位确定后开启电机，此时起重机缆绳可适当放松，搅拌可与地面切割和下沉同时进行，根据电机监测表的数值合理调节下降速度，工作流量调节在70A以内，结合孔深测量装置，严格控制孔深。然后喷洒并搅拌均匀，当深层水泥搅拌桩机已达到施工深度，应适当减慢钻机的钻进速度，钻孔时间应调整约2min。旋转搅拌和提升钻机应同时进行并合理确定提升速度。

最后再进行搅拌下沉和提升。将钻杆提升至设计悬挂高度，旋转搅拌机浸入地下，使软土与水泥泡沫混合均匀之后放大深度满足设计要求，搅拌桩必须旋转并放回地面。距地面严格按50cm标准，配管齐全，小心地去除搅拌头上所有可能存在的脏污，然后慢慢地将拌头移动到下一个桩位。

4 公路软基加固中水泥搅拌桩技术的质量控制措施

首先，在施工过程中要对制动器高度、搅拌深度等指标进行严格控制，保证水泥损失严格控制在2kg/m2以内。由于设计需要，钻机要穿透分切层和底板底层，深度满足要求后可停止钻孔。水泥搅拌桩必须严格按照设计要求进行施工，并不断进行喷射混凝土。如果喷浆过程存在问题，施工必须停止并检查，保证支护点以下1m后可以重新执行喷射作业。施工过程中要详细记录注入水泥量，定期检查水泥添加剂及骨料中的情况，及时补充水泥。

其次，在使用水泥搅拌桩时，必须充分考虑对施工质量的检验，并适当对偏差进行控制。施工完成后，要满足复合地基要求的叠层强度试验和静载试验，开挖试验通常在水泥搅拌桩带形成后的2d～4d内进行。严格控制桩体偏差，降解深度应在0.5m～2m之间，混合料头的转移量应约为混合料总数的3%。28d后，应测试水泥搅拌桩的强度，一般来说抽芯检验方法是为了确保抽芯的一致性和连续性满足相关要求，抽芯测试应在室内进行，桩体强度试验次数应按桩体总数的5%左右进行检查，并完成试验程序，之后应使用水泥砂浆填充。检查的主要目的是确定单桩和复合地基的耐久性，确保其满足相关要求。

最后，水泥搅拌桩施工完成后，必须进行综合质量检查，严格控制桩偏差。同时，对施工记录进行了详细检查，明确桩身水泥用量、搅拌时间、喷射参数等指标。软土添加剂主要用于提高软土的强度，添加剂通常用于地面土壤作为黏土的软基底。由于添加剂的作用，软土基础的强度提高，在一定程度上提高了基础的稳定性。要科学判断桩身质量，结合存在的问题和缺陷，及时采取相应的改进和处理措施。结合工程实际，定期进行技术培训，充分掌握水泥搅拌桩的施工规范和技术。

5 结语

水泥搅拌桩技术有一系列优点，在加强公路软基建设中得到广泛应用。在施工实践中，必须密切配合软土的实际情况，制定科学的施工计划，在每项作业中进行合理施工，控制施工质量，加强整体建设质量。