摘要：水泥搅拌桩适合在粉质粘土、无流动地下水饱和松散砂土、淤泥土等软土地基中进行处理。在软基处理过程中，水泥搅拌桩作为一种处理软基最有效的方法，有无振动、充分利用原土，施工进度快，投资少，保质保量是最大的特点。水泥搅拌桩不但在处理高速公路软土地基和建筑基础软基处理工程项目中广泛应用，而且还能在民用建筑、铁路、公路等建筑中施工中应用，在工程实践中得到了施工企业的认可，值得更大范围的推广和使用，应该在其他领域中充分运用，在造福我国更多领域的同时，进而促进我国社会经济的发展。
关键词：水泥搅拌桩；公路工程；软基处理；应用
1软土地基概述
1.1软土地基的成因
我国很多地方都存在软土地质，尤其是河流三角洲位置最容易形成冲积平原。在历史进程中，河流由于受到地球偏移的影响，北半球地区的河流会一定程度向右形成冲击力，长此以往，河岸冲击掉的部分会在某地方堆积起来，从而形成三角洲。河流三角洲的泥质较为松软，地质环境条件比较脆弱。在场地地表之下都是第四纪地层，属于晚近地质历史时期，其固结程度相对较低。根据工程地质勘察资料显示，某地拟建道路的沿线地基附近100m都属于第四季松散沉积物，这些沉积物由粉性土、饱和黏性土以及砂土组成。道路部分浅部发育土层有素填土、灰色淤泥质粉质黏土、灰色砂质粉土等。
1.2软土地基的特点
软土主要是指在湖沼、谷地、滨海以及河滩沉积中的细粒土，这些土质不仅具有较高的天然含水量，而且孔隙比大、抗剪强度低、压缩性较高。其中灰色粉质黏土层属于灵敏度高且压缩性较好的低强度软黏土，受到荷载作用容易形成较为显著的沉降变形，其土层渗透系数较小，而且固结速度较慢，在路基中处于主要压缩层，为道路沉降控制产生了消极影响。
2项目概述
2.1工程概况
该工程位于漳州市九龙江西溪南岸，路线呈东西走向，项目总长1.26km。软基路段有一道箱涵。公路等级为一级公路兼城市主干道，路基宽度60m，道路建设工期为一年。
2.2水文地质粘性一般
道路沿线均属滨海沉积平原地貌，地层自上而下组成部分分别为表层素填土、耕土、粉质粘土、淤泥、粉质粘土、粉砂、残积粘性土、全风化花岗岩和土状强风化花岗岩：①1素填土，厚度为0.90～1.80m；①2耕土，厚度0.50～0.80m；②粉质粘土，层厚0.70～9.80m；③淤泥，层厚2.10～5.90m；④粉质粘土，层厚2.10～7.90m；⑤粉砂，层厚2.20～6.00m；⑥残积粘性土，层厚2.20～17.20m；⑦全风化花岗岩，坚硬程度为极软岩，工程地质性能较好；⑧土状强风化花岗岩，坚硬程度为极软岩，工程地质性能较好。根据地勘评定结果表明：场地地表水、地下水（其中pH值＞5.5）对钢筋混凝土结构中的钢筋受环境类型影响具微腐蚀性、受地层渗透性影响具弱腐蚀性。根据岩土工程详细勘察报告中岩土体物理力学性质指标及设计参数取值表，经计算在不进行地基处理的情况下天然地基总沉降量为35～96cm，天然地基工后沉降量为21～73cm。
3软基处理方案的选择
3.1软土地基设计原则
软基在进行处理过程中，需要按照不同设计方案、环境及荷载要求，还要考虑使用年限内的工后沉降量要低于规范的相关要求；同时在处理期间还要对当地地基条件、施工条件、道路情况、工期要求等进行全面考虑，从而选择最为恰当的处理方案。
3 .2软土地基处理方案优缺点分析
按照本次工程地质具体情况分析，可以考虑选择以下几种地基处理方案，分别为塑料排水板、水泥搅拌桩、CFG桩、挤密砂桩，根据现场地质调查及钻探揭露，本工程淤泥层厚度2.1～5.9m。结合本次研究项目周围具体的软基特性、软土厚度、造价情况，并结合建设工期要求最终选择水泥搅拌桩方式进行处理。
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3.3软基处理设计
通过计算确定一般路段水泥搅拌桩参数如下：（1）桩径D=550mm。桩长H：按照本次地质勘探报告进行确定，桩距L=1.2m，并且依据等边三角形梅花形来排列；（2）水泥搅拌桩桩体水泥掺入量每延米桩长≥65kg，实验室配比实验桩身水泥土90d无侧限抗压强度≥2.0MPa，选择32.5级及以上标号的普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比0.45～0.53；（3）水泥搅拌桩打至边坡线并向外扩布置一排桩，打透软土层并进入持力层需要≥1m；（4）地基加固后，单桩承载力≥140kN，一般路段复合地基承载力特征值≥120kPa。软基段落采用全断面水泥搅拌桩处理，桩顶铺设50cm厚砂垫层（25cm中粗砂+土工布+25cm中粗砂），道路外侧的垫层铺设至路堤填土边界。当沟渠与鱼塘段邻近路基为水泥搅拌桩处理时，则清除淤泥后，填筑1m厚中粗砂及透水性土，作为水泥搅拌桩工作平台。
4试桩
4.1试桩段落选择
通过不同水灰比对水泥搅拌桩成桩质量的影响对比，从而确定最佳施工参数和施工工艺，为大面积施工提供依据。试桩选择软基层较厚且较有代表性的段落K1+140～K1+180段为水泥搅拌桩软基处理试验段（该段设计桩长8.0m）。选取17－33#、17－34#、17－35#、17－36#、18－32#、18－33#、18－34#、18－35#、19－32#、19－33#、19－34#、19－35#等12根桩为工艺性试桩。
4.2试桩参数
按照软基特性以及水泥搅拌桩设计相关要求来对试桩参数进行确定，具体参数如下：①桩径D=550mm，桩距L=1.2m，依据等边三角形梅花形进行排列；②选择P．042.5的普通硅酸盐水泥（华润牌）；③水泥浆水灰比分别采用0.45、0.49、0.53三组试验。第一组水灰比0.45（17－33#、17－34#、17－35#、17－36#）；第二组水灰比0.49（18－32#、18－33#、18－34#、18－35#）；第三组水灰比0.53（19－32#、19－33#、19－34#、19－35#）；④施工设备选用SJB－Ⅱ型深层搅拌桩基，采用四喷四搅工艺，钻头钻进速度0.38－0.75m/min；钻杆提升速度0.3－0.5m/min；搅拌头转速60r/min；压力表读数为0.4～0.6MPa。
4.3施工质量控制
（1）由于现场淤泥含有机质，故水泥搅拌桩施工前应现场挖淤泥，制做试块，水泥土90d无侧限抗压强度达到设计要求后，进行工艺性试桩，每组数量不得少于2根。
（2）固化剂浆液需要按照预定的配比进行科学拌制，要求制备好的浆液不得离析，且应连续泵送，还要求有专人负责制浆液的数量、固化剂用量、泵送浆液时间及外掺剂的用量等的记录工作。
（3）搅拌次数以四次喷浆四次搅拌为宜。当桩周为多层土时，应对相对软弱土层适当增加搅拌次数及水泥用量，喷浆次数、提升速度也要满足施工要求，并且由专人进行准确记录。
（4）搅拌机预搅下沉时不宜冲水，施工过程中若有较硬土层下沉困难现象时，可选择进行适量冲水，但还要综合考虑冲水对桩身强度造成的各种影响。
（5）施工时如因故停浆，为了防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机时间在3h以上，为了避免出现浆液断节堵管现象，应将输浆管路拆卸，并进行清洗。
结束语
随着我国经济的发展，公路建设也在不断推进深化，逐渐覆盖全国。在公路建设过程中，软土地基是常见问题。作为针对软基的一种有效处理方式，水泥搅拌桩逐渐成为公路软基处理的高频方法。
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论文作者:王楠楠,房海兵
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：水泥论文; 水灰比论文; 淤泥论文; 浆液论文; 地基论文; 土层论文; 土地论文; 《基层建设》2017年第30期论文;