水泥搅拌桩加固软土地基施工质量控制

（中铁六局集团太原铁路建设有限公司，山西太原 030013）

公路工程施工中，软土地基较为常见，当前软土地基处理方法主要有桩网复合地基加固、粉喷桩复合地基加固、CFG桩复合地基加固、水泥搅拌桩复合地基加固等，水泥搅拌桩加固方法不会扰动既有路堤，适合公路改扩建施工。

1 概述

1.1 工程概况

朔山联络线DK87+300～DK17+644段为松软地基路堤，水泥搅拌桩共94.35 万m，桩径直径0.5 m，桩长在7～12 m，桩间距1.2 m，呈梅花形，28 d龄期桩身无侧限挤压强度不小于1.2 MPa，载荷试验的承载力不小于150 kPa。

在施工中拟选DK87+300～DK2+200加固区，长900 m，段中大里程即DK87+850左、右进行水泥搅拌桩的工艺性试桩。确定施工工艺参数（掺灰量、钻进速度、提升速度、喷浆压力、喷浆流量、电流强度），为后期大面积施工提供有力的依据及保障。

1.1 水泥搅拌桩加固软土地基原理

利用水泥固化剂作用，应用深层搅拌设备，在地基较深的位置，将软土和水泥强制拌和，通过产生一系列物理化学反应，形成新的软土-水泥结合体，改善软土地基物理力学特性的同时，提高符合地基承载能力。

2 总体方案和参数

本工程试桩按灰掺量为15%、16%、17%、17%、18%、19%，各完成13根桩，每个参数检验3根桩，分别检验了龄期为7、28 d水泥试块抗压强度。

（1）第一次钻进速度：①钻进速度为1～2 m/min，转速为60 r/min；②压浆量40 L/min。

（2）第一次注浆提升速度：0.5～1 m/min。

（3）第二次搅拌下沉速度：1～2 m/min。

（4）第二次注浆搅拌提升速度：0.5～1 m/min。

（5）浆喷压力：不小于0.3 MPa。

（6）配合比：①严格按设计配合比拌制浆液，掺灰量为被加固土湿土质量的15%～20%，水泥浆水胶比为0.45～0.55；②地下水对混凝土结构无侵蚀性；③根据搅拌桩掺入比室内加固试验结果，采用满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量的配合比行现场试桩。

3 水泥搅拌桩加固软土地基施工流程

3.1 施工准备

清理、整平整地，为了确保场地密实度达到要求，可应用小型压路机进行碾压，清除施工场地障碍。本工程2个路段存在沟渠和鱼塘，施工团队先进行围堰处理，对其进行抽水和清淤并回填黏性土。除了上述施工准备外，应在施工线路两侧挖好排水沟，并修建临时便道。

3.2 钻机就位

借助全站仪、经纬仪、钢尺准确的放出桩位，工作人员按照桩位进行钻机就位。现场质检人员对钻机进行检查，确保性能无误后方可开机作业，检查钻机时，重点检查钻杆长度和钻头直径。

3.3 喷搅下沉

打开深层搅拌机，控制钻杆以1～1.2 m/min的速度下沉，下沉过程中，如果遇到坚硬地层，可先泵送少量水灰较大的水泥浆液。如果实际操作中，水泥搅拌桩经输浆管冲水下沉，应排净喷浆管内的积水，再提升喷浆。在喷搅下沉的过程中，应关注地层变化、设备运行情况，缓慢钻进，直到钻头的下沉深度达到设计深度。

3.4 搅拌提升

（1）深层搅拌机钻头下沉到设计深度后，桩端搅拌喷浆30 s，匀速提升搅拌机钻头，在提升钻头时，仍保持连续送浆状态，中途不得间断；（2）如果因特殊情况需间断施工，应妥善处理后继续操作；（3）当搅拌机到达输浆管冲水下沉部位时，应放慢搅拌速度，并加大搅拌强度；（4）完成一根桩的操作后，对另外一根桩重复上述操作，确保所有桩均进行复搅复喷；（5）上述施工作业完成后，充分清洗灰浆泵以及送浆管路；（6）深层搅拌机移至下一桩位，重复上述操作[1]。

4 水泥搅拌桩加固软土地基施工质量控制措施

（1）严格管控施工材料质量。①根据项目施工要求选择合适的水泥材料，采购完成后，将其运输到施工现场，将其存储在适宜的场地，并采取必要的防晒、防潮措施；②部分材料，存储时间过长，会影响使用性能，如为了降低储存时间给水泥性能带来的影响，实际施工中，对这类材料应采取先存储先使用的原则。

（2）施工前，做好技术交底，根据施工要求准备施工设备。①加强对技术人员的技能培训，施工前，做好充分的技术交底，使施工人员明确施工流程和施工标准；②为了提高施工过程中的规范化程度，施工过程均应有技术人员旁站指导；③根据项目实际要求准备需要应用到的施工设备，项目在处理软土路基时应用到的施工设备，搅拌桩机15台，挖机3台，装载机3台。

（3）提升桩体均匀性。①做好施工记录，重点记录桩位、桩编号、喷浆深度、喷浆量、复搅深度等，若发现参数存在问题，立即采取有效的措施进行处理和补救。②为了保证桩体可得到更充分地拌和，施工过程中应严格控制喷浆量和提升速度。

（4）设备就位前，充分整平场地。防止设备发生倾斜或偏移，控制钻杆和机架的垂直度偏差不可超过1.5%，利用吊锤观察钻杆垂直度，若发现垂直度出现较大的偏差，应立即进行调整。

（5）控制水泥浆时间。控制施工现场的水泥浆停置时间不得超过3 h；正式施工前，应确定搅拌速度、喷浆量等参数，将试桩参数作为正式施工依据；若水泥浆停置时间超过3 h，为了防止水泥浆液在管路中发生凝固影响后续施工，须对输浆管路进行全面、彻底的清洗。

（6）搅拌叶片更换。搅拌机搅拌过程中，搅拌叶因磨损，会缩减其直径，施工中一旦发生这类情况，应及时更换搅拌叶片。

5 水泥搅拌桩加固软土地基施工质量检测方法

（1）根据设计标准准备水泥搅拌桩施工需要应用的固化料和外掺剂，进入施工场地后，需要对固化料、外掺剂进行检查，重点检查材料的规格、品种、批号等信息，每200 t为一批，若材料数量未超过200 t时按一批计算。

（2）按设计配方配置浆液，制备完成的浆液必须均匀，浆液材料的检查，每1根桩抽样检查2次，先观察外观均匀程度，再利用浆液比重，计算浆液密度[2]。

（3）检查水泥搅拌桩的数量和布桩形式是否满足设计要求。

（4）检查单根水泥搅拌桩的喷浆量是否符合要求，每根桩均应进行检查，利用检查自动记录仪进行记录。

（5）检查水泥搅拌桩完整性、均匀性是否满足设计要求，检查桩身无侧限抗压强度。对水泥搅拌桩完整性、均匀性、桩身无侧限抗压强度进行检查时，检查桩的数量为总桩数量的2‰，要求检查桩的数量不少于3根。水泥搅拌桩搅拌成桩后28 d，对每根桩进行钻孔取芯，拍摄取芯照片，观察桩的完整性、均匀性。应检测不同深度的无侧限抗压强度试验，完成钻芯后，桩身留下的孔洞，应及时进行封堵[3]。

（6）完成浆体搅拌桩处理施工后，检查地基承载能力是否符合具体的设计要求，检查桩的数量为总桩数量的2‰，要求检查桩的数量不少于3根，应用平板荷载试验进行检测。

6 水泥搅拌桩加固软土地基施工常见问题及解决措施

6.1 搅拌桩成桩质量较差

（1）充分、彻底整平施工现场，如果涉及回填，不得回填杂土、生活垃圾。

（2）应保证施工机具的性能、施工技术参数符合具体的设计要求。将施工期间的技术参数及时提供给现场监理工程人员，现场监理工程人员将技术参数作为后续搅拌桩施工的控制依据。

（3）为了提高搅拌桩成桩质量，应严格控制钻头的下沉和提升速度、喷浆位置、供浆和停浆时间。

（4）时刻灌注单桩的喷浆量，确保单桩喷浆量满足设计要求。

（5）桩端位置，喷浆搅拌时间一般为10～20 s，当喷浆压力达到0.2～0.3 MPa时，可提升钻头，提升应缓慢进行，保证成桩质量。

6.2 加固深度范围内土体的搅拌次数不满足规范要求

施工准备阶段，应检查搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角，确保参数符合设计要求，施工过程中，须保证搅拌头的回转数和提升速度相互匹配。为了提高成桩质量，加固深度范围内土体的搅拌次数应满足具体的设计要求。

6.3 桩头密实不均匀

（1）搅拌施工中，当搅拌桩顶达到设计标高后，应注意桩头施工质量，进入桩顶1～1.5 m内应增加喷浆搅拌1次。

（2）搅拌自地面以下1 m喷浆搅拌提升出地面时，应缓慢提升，控制速度；为了提高桩头密实度、均匀性，当喷浆口至桩顶标高时，应停止提升，搅拌时间为10～20 s。

7 结语

综上所述，采用水泥搅拌桩处理软土地基，可有效解决新路路基差异沉降，同时不会对老路基产生过大的影响，水泥搅拌桩处理软土地基的施工过程更灵活。该软土路基处理方法的应用，可有效缩短工期，节约投资。应用水泥搅拌桩加固技术处理软基时，应根据设计计算参数，严格按照流程施工，做好各施工环节的协调，加强管理，全面提高桩基质量，提升软土地基的处理效果。