公路软基处理中水泥搅拌桩技术研究

崔思淼 王韶东

（河南新诚公路技术有限公司，河南 濮阳 457000）

1 软土地基的影响因素

1）较高的压缩系数与较低的抗剪强度。低强度是软土地基的主要特点之一。因为软土具有较大的孔隙，将严重影响到地基承受外力的能力。如市政道路建设中软土地基的强度无法改善，将导致塌陷等问题出现在市政道路工程中，进而严重影响到市政道路工程的质量与使用寿命，在增加安全隐患的同时，还会给道路养护增加困难。

2）较强的触变性和流变性。软土地基处理后，长期在重力和外力等作用下，也会产生各种变形问题。在施工过程中如选用的软基加固方式不正确，在软土流动作用下，市政道路很容易出现坍塌等情况，根本无法保证路基的稳定性。

3）较高的含水量和孔隙。因软土中含有较多的水分，导致其孔隙较多较大。在软土地基中其土质的组成成分主要是黏土粒与粉土粒，大量负电荷往往存在于这些软土粒表面。在空气中大量负电荷会将空气中的水蒸气大量吸收，并在土粒表面停留，进而将土粒含水量不断增加。并将土粒之间的孔隙扩大。

4）公路等级要求的道路性质。对于设计要求的公路道路等级越高，平整度要求也越高，越需要采取强而有力的软地基沉降处理措施。反之，公路等级较低时，可先铺简易公路路面，等待地基沉降结束后，再铺常规的公路路面以达到节约资金的目的。公路道路的形状、路堤的设计宽度与高度也是选择处理方法时要考虑的重要原因。

2 工程概况

某公路全长16.3km，经地质勘查发现，本路段存在大量淤泥质土，基于软土无法直接用于路基持力层。综合考虑工程路基条件、施工环境等因素，结合现场具体施工情况，决定选取具有代表性的路段作为试验段，全长500m，试验段桩号为k2+000～k2+500，本路段软弱土层具有较大厚度，且地形复杂，基于工期短等条件，决定采用水泥搅拌桩用于本路段软基处理。

3 公路软基水泥搅拌桩施工技术要点

1）施工准备。施工前，相关管理技术人员，要仔细研究施工图纸，并进行交底和会审；以设计文件为基础，制定施工组织方案，向施工人员进行相应的施工技术、工艺及规范、安全交底和文明施工教育等的宣传和培训工作。认真分析研究相关资料，包括建筑场地岩土工程勘察报告和施工图纸等内容。对施工现场前期探测未查明的地下管线，施工前首先对照设计进行初探，确定管线位置和管线的走向，制定相应的保护方案。此外，还要整平施工场地，同时清理施工现场的地下、地面及空中障碍物,保证安全施工。所有进场的施工材料均需要进行检验，质量合格后才进入施工环节。对将使用的施工机械和设备，进行现场安装和调试，保证性能正常，设备完好。

2）测量放线。根据图纸测放软土分区及处理措施分区线，并做好标记。布设好堆载预压高程控制点、搅拌桩桩位，桩位偏差≯5cm。同时绘制桩位编号图，防止漏桩。经复核无误后作为桩位放样的控制点并加以保护。

3）钻机定位。调平钻机垂直钻杆，使钻头对准桩位，确保导向杆的垂直度，把喷浆口清洗干净。

4）制备水泥浆。待深层搅拌机启动下沉时，即开始按设计确定的水泥掺入量、水灰比用搅拌机拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

5）预搅下沉喷浆。待深层搅拌桩机冷却水循环正常后，启动搅拌头待搅拌头转速正常后，预搅下沉搅拌头(速度小于2～2.5m/min)至桩底标高并超深10～20cm(穿过淤泥层，且桩端进入下卧土层不少于1.0m)；搅拌头下沉过程中同时开动后台送浆泵，将配备好的水泥浆液送达桩机。下沉速度可由电机电流监测表控制。

6）提升喷浆搅拌。将搅拌头提升20cm左右，用灰浆压力泵输送水泥浆，冲开设在搅拌机中部的球阀进入土体；在桩端底座搅拌30s，然后边搅拌边提升喷浆，同时严格按试桩测得的提升速度、注浆压力提升搅拌头。当搅拌头提升到距地面约1m时，减慢速度；当提升到地面时，停止提升，停止喷浆，原位转动数秒，以保证桩头均匀密实。

7）复搅喷浆提升。第一次提升喷浆搅拌至地面时，集料斗中的水泥浆应正好用去一半。将搅拌头重新下沉搅拌和提升喷浆搅拌一次，使搅拌土体和压入的水泥浆充分拌和，保证桩体的连续性和均匀性，当搅拌头提升至地面时，集料斗中的水泥浆应正好排空。

8）移位及清洗。搅拌桩作业完成后，要把搅拌头提到地面上，关停电机，并在已完成的桩顶上进行标记，把桩机移至新的桩位。

4 公路软基处理中水泥搅拌桩质量控制措施

1）全过程检测水泥搅拌桩施工各个阶段，定期检查施工记录，并以此为依据评价成桩质量，若发现质量问题，应根据其影响程度采取相应处理措施。必须严格遵循设计方案要求进行施工，规范操作行为，尽量减少桩体误差，根据相关标准规范，控制施工偏差。由技术人员开挖检验成桩质量，开挖深度一般为0.5-2.0m，检测桩径、桩体位置、材料均匀程度等进行是否满足施工要求，采取随机检测的方式，抽查总体数量的2—3%。为切实保证水泥搅拌桩施工质量，施工单位应结合工程实际情况建立相应管理体系，将质量检测工作贯穿于全过程之中，一旦存在不达标部分，必须及时采取整改措施，减少在施工中存在的质量隐患。为确保水泥搅拌桩施工顺利进行，应建立起岗位责任制度，根据岗位内容划分具体职责，将责任落实到位，尽量减少人为操作失误。

2）成桩施工质量直接影响路基稳定性及承载力，是水泥搅拌桩施工的重点部分及关键环节，必须加强质量控制措施。为规范施工操作行为，施工单位应针对工程实际情况，结合水泥搅拌桩施工技术标准，组织施工人员技术培训，减少人为操作失误。合理控制钻进速度，确保喷浆量满足软基加固需求。在具体施工中，如果喷浆量达不到设计标准，将会直接影响单桩承载能力，因此必须实时监测浆液喷注量，并采取适当调整措施，确保桩体强度满足施工要求。若由于机械故障或外界因素不得不中断施工，必须按照标准复打，与原桩体应有重叠部分，宜超过1m，保证桩身整体稳定性。在成桩施工过程中，也能钻机旋转速度及浆液喷注量等参数，应根据工程实际地质条件决定，浆液与周边土体充分混合在一起，提升地基强度及稳定性。

3）在搅拌成桩施工之前，必须按照标准进行工艺性试桩，检验各项施工参数的准确性，并根据试验参数成果进行成桩施工。若桩体周围相对软弱土层分布较为广泛，可适当提升水泥用量并增加搅拌次数，提升软土地基强度。钻进施工时钻机应处于稳定状态，避免钻机出现位移现象，造成桩体倾斜，将垂直度误差控制在1%以内。成桩施工中所采用固化剂必须严格按照设计方案中要求的配合比例，不能存在离析现象。

5 结束语

综上所述，随着我国公路道路施工的范围越来越广，偏远地区的公路建设也越来越多，复杂的地质条件导致道路施工面临的施工环境越来越复杂，软土路基极为常见。水泥深层搅拌桩技术成熟，验证可靠，是路基软基处理的重要手段。在水泥深层搅拌桩软基处理施工作业过程中，务必熟知并严格按照科学设计的施工程序开展施工作业，确保每一道工序均能符合工程设计标准，并保质保量完成施工内容；完工之后做好检查工作，确保成桩质量符合设计要求。