基于水泥搅拌桩在市政道路路基处理中的应用

吴卫华

（广东 东莞 523000）

基于水泥搅拌桩在市政道路路基处理中的应用

吴卫华

（广东 东莞 523000）

水泥搅拌桩施工技术是常用于软土地基加固的工艺。近年来在公路、铁路、土建及电厂及基建工程领域软地基处理施工中广泛应用。文章通过对实际工程施工的应用，阐述了水泥搅拌桩施工技术在参数选择、施工技巧、保证质量等方面应当注意的问题。

水泥搅拌桩；道路路基；软土地基处理；应用

水泥搅拌法是用于软土地基加固的工艺。水泥搅拌法主要是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌桩机，在地基深处的土层中就地将软土和水泥浆液强制搅拌，由此所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体，从而提高地基强度和增大变形模量。这种软基处理方法速度快、效果好、造价低，近几年在公路、铁路、土建及电厂等大面积软地基处理施工中应用广泛。

1 水泥搅拌桩的优点

水泥搅拌桩的优点：①水泥搅拌桩由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了原土；②搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工；③搅拌时不会使地基侧向挤出，所以对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；④水泥搅拌桩形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基；基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕；大体积水泥稳定土等。设计灵活，可按不同地基土的性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方；⑤根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；⑥与钢筋混凝土桩基相比，可节约大量的钢材，并降低造价。

2 软基处理工程概况

该市政道路位于东莞市东城区，是东莞市重点工程之一，分A、B两个标段。A标段K0＋800～K2＋720属软地基路段。该段多为稻田、水塘，地质条件较差，地层依次为耕植土、淤泥质土、粉质粘土等，必须进行地基加固处理才能满足公路路基承载力要求。

3 地基处理方案选择

本工程的特点是软基区段较长、地基处理工作量大，工期很紧，要求在3个月之内完成地基处理。从现场地质条件、地下水含量、工期、造价等多方面综合比较，从粉喷桩、深层搅拌桩（湿法）、CFG桩等地基处理方法中选择了深层搅拌桩（湿法）复合地基的处理方法。采用桩径500 mm、桩间距1.3～1.5 m、有效桩长5～12 m、P32.5级普硅水泥、掺入量为不低于加固土容重的15%。设计总工作量近30万延米。

4 水泥搅拌桩施工

4.1 施工工艺流程

具体施工工艺流程：定位→搅拌下沉→搅拌提升（注浆）→重复搅拌→重复搅拌下沉→成桩结束→冲洗输浆管（输送清水）→重新移位。

4.2 施工准备

（1）场地应整平，清除桩位处地上、地下一些障碍物（包括大石块、树根和生活垃圾等），场地低洼处用粘土回填夯实，不得用杂填土回填。

（2）测量定位，对测定的桩位要做标志，加强保护，并在施工中随时检查，编制好桩位图。

（3）施工前，应标定搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间等施工工艺参数，并根据设计要求通过试验确定搅拌桩的配合比。

4.3 钻机就位对中

（1）搅拌机械安装完毕后，将挂钩勾住行走管两端，开动绞车移动深层搅拌机到达指定桩位并对中，如地面起伏不平时，应先平整或加枕木垫于行走管下面，使设备保持水平。

（2）桩机移到位后找平对中，桩位对中误差不得大于5 cm，垂直度偏差不大于1%。

4.4 水泥浆液制作

（1）严格按试验结果进行配料投料（设计要求水泥掺入量为15%），按水灰比0.5拌制浆液。

（2）在投料过程中，开动拌合机不断进行搅拌，搅拌时间不少于3 min，搅拌均匀后进行送料。

（3）如有特殊原因需停止送料，应不断开动拌合机搅拌，以防浆液离析。

4.5 预搅下沉

（1）启动搅拌机，放松钢丝绳，按0.5 m/s速度下沉。

（2）施工时若遇硬土层预搅速度太慢时，按施工规范要求，适当带水钻进，穿过硬土层后立即停水。

4.6 第一次注浆、提升

（1）当预搅拌至设计桩长时，开启灰浆泵，将拌好的水泥浆液注入到地基中。

（2）注浆过程中，应边搅拌边喷浆边提升，提升速度按0.5 m/min进行。

（3）当提升至设计桩顶标高时停止提升。

4.7 重复下沉

（1）在提升到设计桩顶标高后，关闭灰浆泵停止喷浆，重复下沉搅拌，使土体与水泥浆液得到充分搅拌，促使水泥浆均匀分布。

（2）下沉速度按0.5 m/min进行，当下沉至设计桩底标高时，停止下沉。

（3）搅拌机施工时因故停浆，应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5 m处，待恢复供浆时再喷浆提升。

4.8 重复注浆、提升

（1）重复下沉至原深度时，再次开启灰浆泵，进行第二次注浆。

（2）重复第一次注浆过程。

4.9 冲洗输浆管、检查搅拌钻头

（1）成桩后，用清水冲洗输浆管路，使之保持畅通以防堵管。

（2）清除钻头上的土，检查其是否损坏、磨损，若有损坏或磨损较大时，应及时更换或焊接维修。

5 施工中常见的问题及处理方法

（1）常见问题：预搅下沉困难，电流值高，电机跳闸。原因：电压偏低；土质硬、阻力太大；遇大石块、树根等障碍物。处理方法：调高电压；适量冲水下沉；挖除障碍物。

（2）常见问题：搅拌机达不到预定深度，但电流不变。原因：土质粘性大，搅拌机自重不够。处理方法：增加搅拌机自重或加压。

（3）常见问题：喷浆未到设计桩顶面（或桩底端）标高，贮浆桶中浆液已排空。原因：投料不准确；灰浆泵磨损漏浆；灰浆泵输浆量偏大。处理方法：重新标定投料量；检修灰浆泵；重新标定输浆量。

（4）常见问题：喷浆到设计标高，贮浆桶中剩浆液过多。原因：拌浆加水过多；输浆管路部分阻塞。处理方法：重新标定加水量；清洗输浆管路。

（5）常见问题：桩身发生倾斜。原因：搅拌轴弯曲；塔架承受冲击荷载时摇晃；遇到石块后侧面挤过。处理方法：换刚性好笔直的搅拌轴；塔架主腿底应用球形铰链连接；挖出浅部石块。

（6）常见问题：断桩。原因：喷浆间歇中断；连接法兰松动漏浆；硬软土层换层处连结较弱。处理方法：保持连续供浆并遵守操作规程；法兰连结处要拧紧螺帽；若偏差过大，应补桩施工。

（7）常见问题：偏桩（桩位偏离设计位置）。原因：桩机就位不准；遇大石块后于深部发生横向位移。处理方法：严格控制偏差；挖出浅部石块，若偏差大应补桩。

（8）常见问题：空心桩（桩中间部位无水泥）。原因：粘性土糊钻转后同心；搅拌叶片有纤维缠绕及土附着。处理方法：将搅拌头用水或润滑浆液浸湿；及时清除纤维再搅拌。

（9）常见问题：某一段桩身没有固结。原因：水泥标号低或变质；水灰比太大；搅拌不均匀；使用加水稀释后的凝稠水泥浆。处理方法：使用高标号新鲜水泥；调整水灰比并加适量外掺剂；增加搅拌次数；因故凝稠的水泥浆不准使用。

（10）常见问题：桩身断面上一部分是固化剂团块，另一部分是无固化剂的土。原因：搅拌次数不够；遇到硬土。处理方法：增加预搅次数；适量冲水湿润。

6 质量监测

6.1 室内配合比试验

开工前进行搅拌桩室内配合比试验，由有资质的单位做试验。试验依据是现场水泥土强度与室内水泥土试块强度的关系：

式中：ƒcu，ƒ：现场水泥土无侧限抗压强度；

ƒcu，K：室内水泥土无侧限抗压强度。

由试验室测得的数据，推算出水泥实际需要的掺入量。

6.2 复合地基承载力检验及抽心检验

施工结束后按规范规定进行检验，经检测施工的搅拌桩各项指标符合设计要求。

7 结束语

（1）从水泥搅拌桩的加固原理和大量的施工经验可以看出，要使水泥搅拌桩保持足够的强度，需注意以下两点：①有相应数量的水泥；②必须使水泥与土充分接触，即用机械充分拌和水泥和土。因此，水泥土深层搅拌桩施工中必须紧紧把握这两点，严格控制水泥掺入量和搅拌次数、转速、提升速度等。

（2）深层搅拌桩施工速度快、成本低，已广泛应用于大面积的软基处理中，施工中必须加强施工管理，控制施工工序，才能确保施工质量。

1 郑立民.水泥土搅拌桩在软土地基的应用［J］.中国科技纵横，2010（11）

2 王雪云.青红高速公路深层水泥搅拌桩试桩施工工艺［J］.铁道建筑技术，2010（05）

3 梁勤蒲.深层水泥搅拌桩在软基处理中的质量控制及应用［J］.建筑，2010（10）

Based on Cement Agitation Pile in Municipal Administration Path Subgrade Treatment Application

Wu Weihua

The cement agitation pile construction technique is commonly used in the soft soil ground reinforcement craft.In recent years in road, railroad, construction and power plant and in basic construction domain soft ground treatment construction widespread application.The article through to the actual project construction's application, elaborated the cement stirs the pile construction technique the question which in aspects and so on parameter choice, construction skill, quality of certified level must pay attention.

cement agitation pile; path roadbed; soft soil ground treatment; application

U416.1

A

1000－8136（2011）03－0065－02