公路软土路基水泥搅拌桩施工中注意要点探讨

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

刘志伟
摘要：水泥搅拌桩是用于加固公路软土路基的一种常用方法。本文介绍水泥搅拌桩的原理和适用范围，同时结合某工程实例，针对水泥搅拌桩施工过程与技术要点进行分析，并提出了施工中的注意事项，旨在针对出现的常见问题提出合理的处理方法，对以后类似的水泥搅拌桩处理软土路基施工工程提供有利的参考价值。
关键词：水泥搅拌桩 软土路基 质量控制
Abstract: the cement mixing pile is used for soft soil subgrade reinforcing highway of a common method. This paper introduces the principle of cement mixing pile and applicable range, in combination with a project example, the cement mixing pile in construction process and key points for analysis, and put forward the matters of attention in the construction, aimed at the problems common in some reasonable, the processing method for future similar cement mixing pile processing soft soil subgrade construction project to provide the beneficial reference value.
Keywords: cement mixing pile soft roadbed quality control

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土固结形成具有整体性。水稳定性和一定强度的优质地基 其所形成的加固体与桩间土共同承担上部结构产生的荷载，从而提高地基的承载能力，减少沉降变形，采用干法或湿法，主要取决于被加固土的含水量，一般当土层的天然含水量小于30%时宜采用湿法，大于50%时则宜采用干法，而界于30%~50%之间时可视具体情况选择。
1工程概况
某公路二期工程共有两个标段。一是K0+800-1+700；二是 K0+1700-2+718。道路总长1.918km。本工程路段内存在的不良地质主要现象，并且软基处理必须在90日历天内完成，工期非常紧张，设计要求路基采用水泥搅拌桩+级配碎石垫层进行处理。水泥搅拌桩桩径50cm三角形布置，桩间距1.5～1.3ｍ，桩顶设置50cm厚的级配碎石垫层。全线需要处理的软基长度约1.9km，软土厚度达3ｍ以上，要处理的软基深度在8~17ｍ之间。泥搅拌桩应打透软土层并进入硬层0.5ｍ。
2水泥搅拌桩的施工过程中注意要点分析
2.1 施工前准备工作
（1）人员准备。应该按着要求组织有相关技术能力的人员同时管理人员、技术负责人和技术人员要有责任心，都必须到现场各施其责，要有丰富的施工经验要持证上岗。
（2）机械准备。要适用符合要求的施工机械，每台搅拌机必须配备注浆自动记录仪，施工单位要每台桩机设备及仪表进行自检自纠，经业主或监理单位检查合格后才能进场。
（3）材料准备。选用工程要求的水泥和加固剂等原材料，选用前一定要按着相关设计要和试验规范对水泥和胶沙进行强度、安定性、细度和凝结时间等指标进行试验，试验合格后方可投入使用。
（4）场地准备。水泥搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍。包括大块石、树根和生活垃圾等。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。
（5）试桩准备。通常情况下水泥搅拌桩搅拌的的均匀度随着次数的加多而提高，可是次数过多会造成施工工期的延长，对像本工程实例一样工期紧的情况下有可能耽误工期。所以通过试桩来确定最佳搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送和压力等参数，并且还可以掌握搅拌机钻进速度，提升速度和复搅深度等。确定合理的工艺流程，为下一步搅拌桩的大规模施工提供依据，试桩能有效提高工程质量和施工速度。
2.2 施工工艺流程
（1）就位：对中、调平；
（2）预搅下沉：下沉的速度可由电机的电流监测表控制，工作电流应小于70A；
（3）制备水泥浆：下沉到预定深度后，开始制备水泥浆，并注入集料斗中；
（4）喷浆搅拌提升：提升20cm，开启灰浆泵将水泥浆压入土中，边喷浆边旋转，同时严格按预定提升速度提升搅拌机；
（5）重复搅拌下沉、提升：将搅拌机边旋转搅拌边下沉，到设计深度后再边搅拌边提升，直到升出地面；
（6）移位：对于单搅拌轴的深层搅拌施工机械，在预搅下沉时也有采用喷浆切割土体 搅拌下沉的工艺，以防出浆口下沉过程中被堵塞，但要严格控制水泥总量和分布不均匀性。
2.3水泥土搅拌桩的技术要点
（1）预搅下沉时，要严格控制下沉速度，确保土体被完全切割破碎，以利于与水泥浆拌和均匀。特别是对于较硬的粘土夹层，如果在预搅下沉时下沉速度过快，土层不能被完全切割，造成很多游离的硬粘土块，在后续的重复搅拌过程中，不管如何加强复搅都无法将其消除，致使桩体中夹杂大量的原状土块，降低了桩身强度和检测合格率。所以，为避免这种情况发生，在预搅下沉时，针对特殊的粘土硬层要适当放慢下沉速度，通过转速和下沉速度可以算出叶片每旋转一周的下沉量，然后反过来再控制转速，重复搅拌的下沉和提升速度也要控制转速。
（2）制备的水泥浆不能产生离析，因而水泥浆应在搅拌机中不断搅拌，直至压浆时才可将其缓慢地注入集料斗中。
（3）预搅下沉时，应尽量避免采用水冲下沉，只有遇硬土层下沉太慢时，才可以适量冲水。
（4）预搅下沉时就开启压浆，容易造成后来的涌浆和水泥浪费现象，也给桩头开挖和清理工作带来麻烦，应尽量避免；
（5）为确保加固强度和加固体的均匀性，压浆阶段不容许出现断浆或停浆现象，输浆管道不能发生堵塞，并严格控制搅拌机的提升速度。当出现断浆时，应将搅拌头下沉0.5m后重新开启压浆泵开始压浆、提升，提升速度要通过试验来确定，以确保搅拌头提升至桩顶设计标高时压浆刚好完毕。
（6）当桩顶设计标高与现场地面相近时，应特别注意桩头搅拌质量，可待搅拌头提出地面停机后，再利用其自身重量对桩顶加固土下压，以保证桩头的密实性。
（7）水泥用量要采用单桩控制，一桩一清，确保灰土比例。
2.4施工注意事项
（1）施工的喷浆过程不能中断，也要保证整个桩体的均匀性，还有桩体一定要进入到持力层0.5ｍ以上。
（2）水泥的单位体积消耗量一定要到达在设计要求，如果喷浆量不足，要及时对原桩复钻复喷。
（3）搅拌桩的垂直偏差不能超过1.5％，桩位偏差不超过5cm，可以通过在钻杆顶挂吊锤这项措施来实现此项控制。
（4）在桩体检测合格后一个月以上才能进行填土，在桩顶上面铺设一层厚30cm的碎石 以此来增加承载力。
（5）设计人员需要充分考虑地基土的组成、饱和度、容重等，预估处理效果。
（6）工程中应借鉴类似工程选择初始灰土比，做好室内试验，并在现场严格按照规定进行试桩，是保证加固处理成功的重要环节。
（7）虽然深层搅拌桩加固深度有过60m深度记录，其单桩有效长度随桩身强度提高而增大，但是基本控制在10m以内，且考虑到目前对群桩作用的复合地基有效长度尚未有可靠依据，分层沉降和水平收敛在15m左右的情况，因此深层搅拌桩的加固处理深度控制在15m以内为宜。
（8）要充分重视桩身5m范围内的施工质量，经测试这部分质量好坏对地基承载力的影响最大。
3结束语
公路软基处理中的水泥搅拌桩属于隐蔽性工程，其质量对于提高地基承载力，有效降低沉降量，保证对软土路基的处理效果具有非常重要的意义。
对于施工中的技术要点和原材料的有效控制，才能对工程的质量提供有利的保证，应该引起工程师的足够重视。另外每项工程都有其特殊性和不同点，因此我们在施工中要结合工程特点重点控制，这样才能达到提高软土基础的承载力和预期目标。
参考文献
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