桥梁基础施工中水泥搅拌桩技术应用

蔡强

（宜春市公路事业发展中心奉新分中心，江西 宜春 330700）

0 引言

水泥搅拌桩技术是桥梁基础施工中的一项重要技术，其凭借独特的优势和可靠性在现代桥梁基础工程中得到了广泛应用。该技术主要通过将水泥、砂、石料等材料与地基土壤进行充分的混合，形成坚固可靠的桩基，从而为桥梁提供良好的承载能力和稳定性。

1 水泥搅拌桩技术的优势

1.1 可提高基础的承载能力

水泥搅拌桩技术通过将水泥、砂、石料等材料与地下土壤充分混合，形成坚固的桩基层，从而提供较高的承载能力，确保桥梁结构的可靠性和持久性。水泥搅拌桩技术能够使桩体与土壤之间形成良好的结合，增加桩基的摩擦阻力和侧向承载能力，有效地提高桩基的稳定性和安全性。

1.2 适用范围广

通过调整搅拌桩的直径和长度、合理设置相关技术参数，水泥搅拌桩技术可以灵活应用于软土地质与其他复杂地质条件。在软土地质条件下，水泥搅拌桩可以改善土壤的工程性质，提高承载能力和抗沉降性能。在复杂地质条件下，水泥搅拌桩能够克服地层不均匀、岩石夹层和松散地层等问题，有效满足承载要求。

1.3 施工便捷

水泥搅拌桩技术以其施工速度快、效率高的特点而受到广泛应用。相比传统的灌注桩施工方式，水泥搅拌桩利用机械化设备进行施工，操作简便、施工速度较快，能够有效缩短工期，提高工程效率。通过自动化的搅拌装置和钻机设备，可以实现连续作业，大大减少人力投入和劳动强度，从而提高施工效率和施工质量。水泥搅拌桩技术的高效施工特点使其成为大型桥梁基础工程的理想选择。

1.4 对环境影响小

水泥搅拌桩施工过程中产生的废弃物较少，对环境影响较小。由于水泥搅拌桩施工主要使用水泥和土壤等自然材料，不需要大量的额外材料，可以减少废弃物的产生。相对于其他施工方法，在水泥搅拌桩施工现场，扬尘、噪声等污染问题也较少。此外，水泥搅拌桩技术能够有效控制土壤侵蚀和水源污染，有效降低对周边环境的不利影响[1]。

2 桥梁基础施工中水泥搅拌桩技术应用

2.1 工程概况

在高速公路工程施工中，遇到与堤防道路交叉的情况时，为了确保车辆通行的安全性，需要设置桥梁结构。某高速公路桥梁项目施工地点位于湖底沉积地段，土质条件包括淤泥质砂土和压黏土等。在该工程项目施工中，部分区域的软弱土厚度超过17m，承载性能约为79kPa，地下水位较高，土壤含水量也较大，超过35%，土壤之间的孔隙率在90%以上，完全超出饱和标准。经分析，该工程项目所在地区属于典型的软弱土地基形式，这便对桥头填方施工提出了更高的要求，同时要保证施工沉降在合理范围之内。为了满足该项目施工标准，施工单位最终选择使用水泥搅拌桩技术进行桩基结构加固处理，以提升公路桥梁的运行质量。

2.2 施工准备

2.2.1 施工现场处理

进行水泥搅拌桩施工之前，需要进行现场处理工作，具体包括以下两点：

第一，施工人员需要明确钻机作业的范围，检查周边环境是否存在不利的因素，同时要将现场钻机周边的碎石、瓦砾、树叶、枯木等杂物清理干净，以确保现场的整洁性。

第二，在现场整理过程中，如果存在高低不平或坑洞情况，应及时进行填平处理，以提高路基结构的承载能力。此外，应在路基一侧或两侧设置良好的排水设施，确保在阴雨天后能够及时排水，以防止积水腐蚀工程材料，对现场施工造成干扰。

2.2.2 施工材料准备

在水泥搅拌桩施工过程中，主要施工材料包括水泥和粉煤灰等，是公路桥梁路基加固的主要固化剂。为满足路基加固施工要求，必须严格控制这些材料的质量。为此，施工管理人员应对现场进行全面勘测，并随机抽样检测水泥和粉煤灰的相关指标，各项指标合格才能将这些材料用于公路桥梁建设。

由于桥梁项目的建设周期较长，所需材料的体量较大，因此检测合格并运输到现场的材料应合理存放管理，避免因存放管理不当导致材料变质。特别是水泥材料，现场应采取必要的覆盖处理措施，防止降雨导致材料受潮和结块等问题。

此外，技术人员应对现场处置条件进行全面勘察，掌握原材料的组分信息，选择合适的样品在试验室进行检测，以确定水泥和粉煤灰材料的合适加入比例，从而保证现场施工作业顺利进行，全面提升路基结构的安全性和稳定性，以满足交通需求[2]。

2.2.3 施工设备检查

水泥搅拌桩施工的成功开展离不开施工设备的支持和保障。在施工前，对施工设备的监督检查和维护工作至关重要，能够保证施工过程顺利进行。

首先，在施工设备投入使用之前，必须对其进行全面的检查，确保各方面性能符合要求，避免在施工过程中发生设备故障和安全事故。

其次，在实际施工之前，应对施工设备进行试运行，检验设备的各项功能是否正常，包括操作性能、传动系统、液压系统等。只有确保设备运行正常，才能保证施工过程的连续性和顺利进行。

最后，应安排专业人员负责设备的日常维护工作，定期检查设备的润滑、紧固件等情况，定期对设备进行保养，延长设备的使用寿命，确保设备处于正常运行状态，以有效减少维修成本和停工时间。如果发现设备出现故障需要及时进行处理，避免对施工进度和质量造成不利影响。

2.3 水泥浆配合比

水泥浆的质量直接关系到桥梁基础结构的施工水平，因此完成各项施工准备工作后，需要组织相关人员进行水泥浆配合比试验，确定合适的配合比，确保水泥、粉煤灰、外加剂、掺合料等材料的加入比例符合配合比要求。同时，加强拌和环节的质量控制，选择合格的拌和设备，并落实水泥浆质量检测工作。可通过试桩的方法检测材料是否合格，同时判断施工工艺和施工材料是否满足施工需要。如果在试桩环节发现水泥浆配合比不合适或不能满足施工需要，应及时调整材料配合比。

2.4 确定搅拌桩施工位置

在水泥搅拌桩施工过程中，确定桩体位置尤为重要，是保证桥梁基础结构承载性能的关键。确定桩体位置时，应使用全站仪进行测量和定位，保证精确度达标，将数据偏差控制在2cm 以内（见图1）。此外，在桩位固定环节，操作人员必须严格按照规定程序和标准进行作业，并确保施工设备性能达标，以避免在施工过程中出现质量问题、留下安全隐患[3]。

图1 桩基就位

2.5 成桩试验

在成桩试验环节，应对喷浆压力、钻进速度、喷浆时间等进行准确的试验分析，为后续施工作业提供指导。验收人员应确保施工深度超过设计方案的深度，且试桩数量符合要求，一般要在5 根以上，以保证成桩试验数据信息具备代表性。在成桩试验环节如果存在问题，应组织技术人员及时进入现场进行检查，寻找原因与解决措施。成桩试验之后，若各项参数检测合格，可正式开始施工，施工过程中禁止随意更改施工参数，以确保桩体结构质量达标[4]。

2.6 搅拌与喷浆

按照配合比要求进行水泥浆材料拌和，材料经检测性能合格即可进行现场施工。开启搅拌机后，按照相关规范进行操作。使用钻机中自带的深度计进行深度测量，确保下沉搅拌的速度合理，以免速度过快或者过慢，影响桩体结构、质量性能。在下沉搅拌阶段，应持续向内部送气，避免钻头在施工过程中发生堵塞。如果在下沉作业过程中遇到杂质或障碍物，应降低钻头运行速度，以免发生安全事故及施工设备损坏[5]。

钻机开始运行后，确保其垂直度非常关键。因此，施工人员需要定期监测垂直度，并在发现严重偏差时立即进行调整，以确保施工效果不受影响。钻机下沉至设计深度后进行喷浆施工，边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和[6]。

3 施工注意事项

3.1 施工前的注意事项

进行桩基施工前，必须对整个施工系统进行全面的检测，以确保施工顺利进行。对于泵送水泥管道，应在清水处理的基础上进行全面检测，检查管道内部是否通畅，以确保水泥在泵送过程中不会发生堵塞现象。此外，应检测泵送压力是否稳定、泵送速度是否均匀等。通过这些细致的管道检测，及时发现并解决潜在问题，确保施工过程的连续性和稳定性。

另外，在钻头钻进环节，需要采取适当的措施避免钻进偏差。一般采用悬挂吊锤的方法，具体做法是将吊锤挂在主机上部并与钻杆一起工作[7]。

3.2 成桩质量检测

施工前应仔细查看施工图纸和设计要求，明确桩的尺寸、深度、强度等要求，确保准备工作充分。施工过程中，应使用合格的原材料，确保桩体材料质量符合标准。水泥搅拌桩施工结束后，需要进行相应的养护。桩体养护结束后，需要对桩体的尺寸、强度、密实度等关键参数进行检测，以验证是否符合设计要求。例如，通过测量桩的直径、长度和形状等参数，验证桩的尺寸是否符合设计要求；通过静载试验检测水泥搅拌桩的承载能力；通过对桩体的外观、表面平整度和缺陷进行检查，查看是否存在裂缝、空洞、麻面等质量问题，若存在问题需要及时进行修复和整改[8-9]。

3.3 下钻过程中的注意事项

下钻是桥梁基础结构施工中至关重要的环节，对施工质量有直接影响。在下钻过程中，可以采用带浆下钻的方式，并将下钻速度控制在合理范围内，避免施工过程中出现空孔道堵塞的情况。此外，在下钻环中，喷浆量的控制尤为重要，通常为总量的一半，通过合理控制喷浆量，可以保证在施工过程中土壤的稳定性和桩体的质量，从而满足工程建设要求。

3.4 施工中的注意事项

在现场施工过程中，如果搅拌机的喷浆量达不到设计标准，应及时调整施工参数，以确保喷浆量符合要求，满足工程建设标准。此外，在施工过程中如果因断电或桩机设备故障等原因出现施工中断情况，应将钻机提升后，及时使用素土进行孔内回填处理。故障排除后再继续进行施工作业，以确保施工效果合格，桩体的强度性能达到工程标准[10]。

4 结语

水泥搅拌桩技术在桥梁基础施工中扮演着重要角色，具备许多优势和潜力，在施工过程中，加强对各个施工环节的质量控制，能够有效保证施工效果，进而为桥梁工程的整体质量提供保障。在未来的桥梁项目中，还需要不断总结经验，引入先进的技术理念，以提升水泥搅拌桩技术的应用效果，为桥梁基础工程的可持续发展作出贡献。