摘要：通过现场实践，介绍了水泥搅拌桩加固公路软土地基的适用范围，并对其施工工序、施工方法、质量通病及预防措施进行了阐述，为水泥搅拌桩加固地基工程的设计与施工提供了理论指导。
关键词：公路；软土地基；水泥搅拌桩；质量通病；预防措施
一、前言
采用水泥搅拌桩加固软土地基，即以水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械将固化剂与原位软土进行强制搅拌，并吸收周围水分，利用固化剂给予软土之间产生一系列物理-化学反应，生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳定性的混合柱状体，促使软土硬结成具有整体性、水稳顶性和一定强度的优质地基。它对提高软土地基的承载力、减少地基的沉降量、阻止水体流动和地下水的渗透及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的加固效果。
二、适用范围
搅拌桩适合于加固各种成因的饱和软粘土。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质黏土、粉土和含水量较高的粘性土。
三、施工准备
1水泥搅拌桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，水泥搅拌桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与桩顶高程以及测量资料等。
2场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。
3施工机具准备，进行机械组装和试运转。
4水泥搅拌桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为５根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷浆量等。
5水泥浆所用的水泥（普通硅酸盐32.5水泥）应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。
四、施工工艺及技术要点
4.1施工工艺：
1测量放样
按照图纸要求放出需加固的涵洞及通道水泥搅拌桩的桩位，并用竹签做出标志；
2机械就位
按照测量放样位置将深层搅拌机械移至拟加固桩位，进行就位对中，并调平，检查沉管的垂直度；
3预搅下沉
待搅拌机搅拌头转速正常后，启动机使搅拌机沿导向架边旋转搅土、边下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制，工作电流应<70A（随不同的机型有所差异），以一定的速度预搅下沉，遇到深层粘土时（或岩层）多做10—20cm，搅到底后提20cm；
4水泥用量计算及制备水泥浆
根据图纸、配比及施工工艺计算水泥量，按照单桩水泥浆用量制备水泥浆，并注入集料斗中以备使用。5喷浆搅拌提升
搅拌头下沉到设计深度后，提升20cm，开启水泥浆泵浆压入土中，边喷浆边旋转，同时严格按规定匀速提升，边提升、边喷浆、边搅拌，喷浆上提，上提速度通过试验桩确定，但不能超过0.5m/min，要匀速上提，以便使水泥浆分布均匀，与土体充分拌和，搅至桩顶停留几分钟，桩长增加50cm；
6重复搅拌下沉、提升
复搅增加桩体的均匀性，复搅速度比预搅速度稍快，也由试验桩确定，不能超过0.5—0.8m/min；将搅拌机边旋转搅拌边下沉，到设计深度后再边旋转边提升，直到提出地面，桩柱制成；
7记录单桩水泥用量、标号、含量，沉管速度，搅拌速度；
8清洗处理桩头，清除桩头的废料杂物，将灰浆泵、深层搅拌机和相关的管道用清水洗干净；
9称动搅拌机重复上述工序依次逐桩喷搅、制桩。
4.2技术要点：
1在开钻前，认真复核桩位，通常定位偏差不超过5cm，必须校正搅拌轴的垂直度。检查时用钻锤吊线进行控制。
2桩顶、桩位标高均不应低于设计值。桩底一般应超深10-20cm，桩顶应高于设计标高50cm。
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3水泥掺量应按设计要求，并检查掺量计量方法是否准确可靠。水泥标号与品种应按设计要求或通过试块强度试验进行抽检；水泥应保证无结块、无纸屑石块等杂物。
4制备的水泥浆不能离析，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。
5预搅下沉时，要严格控制下沉速度，使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，致使桩体中夹含大原状粘土块，降低了桩身强度和检测合格率。为避免这种情况的发生，在预搅下沉时，针对特殊的粘土硬层要适当放慢下沉速度。重复搅拌的下沉和提升速度也要严格控制。
6钻机正钻给进状态，同时启动水泥浆输送泵，边钻进边喷浆，钻进至桩底设计深度，并且应有一定的滞留时间，以保证水泥浆体到达桩底，一般为2-3min。
7喷浆提升：当确认水泥浆料到达桩底后开始反钻提升，提升的速度不应超过0.5m/min，到桩顶设计标高时停止供料。为便于控制搅拌质量，不得使用三档提升。搅拌头提升到桩顶时，关闭水泥浆输送泵，在原位慢速转动2min，以保证桩头均匀密实。
8喷浆开始时，应将电子秤显示屏置零，使喷浆过程在电子计量显示下进行。喷浆时，记录人员应随时观察电子秤的变化显示，以保证各段喷浆均匀。
9为确保加固强度和加固体的均匀性，整个制桩过程一定保证边喷浆、边提升连续作业，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。如出现断浆，应及时补喷，补喷重叠长度不小于0.5m。
10水泥用量要采用单桩控制，一桩一清，确保水泥浆与土的比例。
五、水泥搅拌桩施工质量通病及预防措施
通过现场调查统计，主要有以下质量通病：搅拌体不均匀，桩体强度低，。
1搅拌不均匀预防措施
1）施工前对搅拌机械、注浆设备进行试运转，使之处于正常状态。
2）灰浆投料准确，搅拌时间充分，不使浆液沉淀。。
3）提高搅拌速度、降低钻进速度，边搅拌边提升，提高拌和均匀性。
4）注浆设备完好，单位时间内注浆量要相等，不能忽多忽少，更不得中断。
5）重复搅拌下沉及提升各一次，采用重复搅拌的施工工艺。
6）水泥浆配合比按规定投放材料，不得任意加水，以防改变水灰比，降低拌合强度。
2喷浆量不足预防措施
1）严格控制钻头钻进及提升速度。
2）使用自动记录喷入量的设备，记录喷入量及总喷入量。
3）严禁在没有喷射的情况下提升钻杆，出现故障后，在停机位置采取复钻措施，重叠位置不得小于1m。
4）在施工过程中，随时记录压力、喷入量、提升速度等有关参数，发现异常后及时进行复喷。
3桩顶强度低预防措施
1）在喷浆到达桩顶标高，在桩顶标高处座浆，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
2）将桩顶标高1m内作为加强段，进行一次复拌加注浆，并提高水泥掺量。
4桩体长度不足预防措施
1）场地一定要整平，方便施工及桩长控制。
2）在钻杆上绑扎醒目标志，以控制桩长。
3）加强过程检查。
六、结束语
水泥搅拌桩加固软土地基施工时无需高压设备，基土不向侧向挤压，安全可靠，无污染，无振动，施工方便，工艺简单，适用范围广，对环境无不良影响，是目前加固公路软土地基最常用的方法之一，近年来，被设计广泛采用，但由于搅拌桩本身的隐蔽性和特殊性其设计理论仍与砼桩设计相似，存在着一定的不完善地方，在施工过程中要加强现场管控，随时掌握施工动态，通过实验及时调整有关参数，解决桩长、拌和均匀性等施工常见问题，使水泥搅拌桩技术日趋完善合理。
参考文献：
[1]公路施工手册－桥涵（上册）人民交通出版社
论文作者:尚媛媛,王维,华李靖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/12
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