郝海军
（中铁十六局集团第四工程有限公司，北京，怀柔，101400）
【摘 要】为适应我国高速公路建设的发展，目前很多已经运营的高速公路采用改扩建的方式来提高通行能力，而其中改扩建工程中很重要的部分就是进行地基处理。本文以京港澳高速公路驻马店至信阳段改扩建工程中的水泥搅拌桩地基处理方式为例，通过分析水泥搅拌桩的工作原理来介绍其施工的工艺流程及桩体质量控制要点，为水泥搅拌桩实际工程提供指导性意义。
【关键词】水泥搅拌桩；施工工艺；质量控制；
一、工程概况
京港澳高速公路驻马店至信阳段改扩建工程，采用两侧拼宽的扩建方案，将全线扩建为8车道高速公路。其中第八合同段位于河南省信阳市平桥区境内，起于平桥区洋河乡，终于平桥区五里镇，部分桩号设计为水泥搅拌桩处理，平均处理宽度为13m(左侧6.5m+右侧6.5m)。采用φ50桩径，桩间距为1.2m，桩径50cm，桩长为8m，共有63016m，正三角形布置，水泥搅拌桩施工水泥采用32.5普通硅酸盐水泥，桩体水泥掺入量不小于50kg/m，桩顶采用双向塑料格栅+30cm碎石垫层+反滤土工布的处理方法。拟采用SP-5型水泥深层搅拌桩机组进行施工。
二、水泥搅拌桩的工作原理
地基处理中采用水泥搅拌桩进行地基加固，主要是利用专用的机械设备将水泥等固化剂喷入到需要加固的软土地基内，同时在喷射过程中利用搅拌机械，将地基深处的软土和固化剂进行强制搅拌，两者之间会发生一系列的物理及化学反应，使得软土固结成整体性、水稳性及强度较高的加固土，从而大大提高地基的强度同时增大变形模量。施工过程中，喷注的可以使浆液也可以是粉体，根据喷注的形体不同施工方法可以分为浆喷湿法和粉喷干法两种。浆喷湿法一般适用于天然含水量不超过 30%的软弱土层，比如杂填土、粉粒含量高的粉土和砂土；而粉喷干法一般适用于天然含水量大于 50%、塑性指数大于 10 的软土地质，比如淤泥质土，粉土和含水量较高的粘性土。施工过程中从搅拌效果来看，在同样的搅拌时间内，通过粉喷法得到强度要比浆喷法高，强度离散性小，但是浆喷法的施工简单、容易控制施工的质量。所以，在实际工程中，要根据具体工程的特点及施工工艺等条件选择具体的施工方法。
三、水泥搅拌桩施工工艺
1．施工准备
（1）实验准备。
（2）施工现场准备。
2．工艺流程
测定桩位—搅拌桩机定位调平—搅拌桩头下沉至设计深度—将配制好的水泥浆边喷浆边搅拌提升钻头至预定的停浆面—重复搅拌—沉至设计加固深度—提升搅拌(或喷浆)至预定的停浆面—关闭搅拌机，清洗、清理钻机—移至下一根桩位。用到的施工机械见图1
图1： 水泥搅拌桩钻机
3．施工中的质量控制要点
（1）施工注意要点
1）施工前应测量钻杆的长度，并且做上显著标记，这样可以掌握钻入的深度、复搅深度，从而可以高质量保证设计桩长。
2）应采取措施以防止搅拌好的浆液产生离析现象，不能停置过长时间，当停置超过2h后，浆液应降低标号使用。浆液倒入集料时必须过筛，以免浆液结块。
3）浆液在进行泵送前，输送管路要保持湿润，通畅，以便利于输送浆液。在现场制备浆液时，应配备专人记录水泥等材料用量、搅拌时间、泵送开始、结束时间等相关数据。
4）当深层搅拌叶下沉到一定的深度就开始按设计配合比拌制水泥浆，要保持送浆的连续性和均匀性。
5）当搅拌机下沉至地面下0.5m时，宜降低速度，当喷浆口即将出地面时，应做短暂停留搅拌数秒，这样可以保证桩头的均匀密实。
（2）施工质量控制的要点
1）桩长、桩位、桩径、桩数的控制：对桩长的控制主要是在施工现场施工过程中进行，为更准确的控制桩的参数，一般要在钻机塔架上做出明显的标记，在设计桩长的深度位置、没进钻顶的位置标明设计尺寸；对桩位进行控制主要通过在施工开始前测量放样并标记定上小木桩，然后洒上白灰点，保证孔位偏差不超过50mm。此外控制桩位关键还必须要控制桩的垂直度，主要是因为桩体的承载力直接受桩体垂直度的影响，因此，为更准确控制桩体的垂直度，在钻机塔架上通过吊锤球来控制桩体的垂直度，保证垂直偏差不大于15%；对于桩径的控制，一般要求不小于设计值，钻孔开始前要检查钻头尺寸，并且在施工过程中现场监理人员和项目部的质检人员要经常检查钻头，如果发现钻头磨损超过一定限度要及时补焊；对于桩的数量控制主要是保证现场桩体的施工数量符合设计的数量，为更准确高效控制桩体的数量，可以对现场桩体的排数及根数进行编号，通过旁站记录，电脑记录仪来进行统计，保证符合设计要求的延米数量。
2）桩体每米掺合量及水泥浆用量的控制：现场施工过程中，要求每台机械设备都要配备电脑记录仪及水泥浆比重测定仪，随时记录施工过程中桩体的参数及水泥浆的用量，可以方便监理工程师及项目部质检人员随时抽查水泥浆的用量及检验水泥浆的水灰比是否符合设计要求；在施工现场充分发挥现场监理的旁站作用，必须记录登记每一根桩所使用水泥量情况，同时要标定现场每拌制一池水泥浆所使用的水泥量，保证每一根桩所使用的水泥浆量符合设计要求，并做好旁站记录，通过使用水泥浆比重仪测定的水泥浆的水灰比，来检验水泥浆的水灰比是否符合设计要求。
3）水泥搅拌桩的施工质量检验方法：①水泥搅拌桩一般在桩体施工完毕一周后，利用轻便触探的钻头按照 3%~5% 比例提取桩身水泥土样来观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探仪的击数来判断各桩段水泥土的强度，并将现场测得结果与室内试验的结果进行对比；对于搅拌桩均匀性的检测，可通过在搅拌桩中心利用轻便触探器中附带的勺钻钻孔取出桩芯，观察其颜色的一致性，是否存在水泥浆富集的“结核”或没有搅匀的土团，对于检查出的不合格工程桩要根据具体的情况进行补桩或者加桩；②成桩 3 天内 ，可用轻型动力触探检查每米桩身的均匀性。检验数量一般为施工总桩数的1%，并且不少于3根 ；③成桩检验：施工完成后，等桩体达到设计要求的龄期后方可开挖，桩头的清理时不能使用重锤或重型机械进行，宜用小锤、短钎等轻便工具操作，力度比较容易掌握，以免损伤桩头。群桩的桩顶应平齐，桩间距应均匀一致；桩体圆匀，不能出现缩颈和回陷现象。等到成桩28天后，在桩的中心偏外位置通过钻孔取芯检查桩体的完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。从每根桩中取出的芯样由监理工程师现场指定均匀相当部位，送到实验室做 28 天龄期的无侧限抗压强度试验，测定桩体的抗压强度值，另外，取出桩芯后留下的空洞应采用等强度的水泥砂浆进行回灌密实。
四、结论
水泥搅拌桩是地基处理中很有效的加固方法，其施工属于隐蔽工程 ，应严格把关其施工质量，严把每一道施工环节，控制好施工要点。
参考文献：
[1]邢全义.水泥搅拌桩的质量控制及其施工应用技术[J].科技传播，2010,17
[2]李宏标，张赞.浅谈水泥搅拌桩在高速公路中的应用[J].黑龙江科技信息，2009,1
论文作者:郝海军
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/27
标签：水泥浆论文; 水泥论文; 浆液论文; 地基论文; 均匀论文; 桩头论文; 过程中论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;