刘明特
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摘要：作为饱和软粘土加固的重要处理方式，水泥搅拌桩主要是通过水泥、水等材料进行浆液配制，最终形成固化剂，采用专业搅拌钻机在软土路基里喷入固化剂等，同时强制搅拌软土和固化剂，根据固化剂和软土发生的各种物理化学反应，促使软土形成强度较好的水泥桩体然后形成复合地基的一种软基加固法。
关键词：水泥搅拌桩；软基处理；应用
实际工作中，软基处理方法有很多，主要有水泥搅拌桩法、沙井法、换填法、高压喷射注浆法、桩体挤密法、电渗法、化学固化法和塑料板排水法等。在具体的市政工程施工过程中，施工方要根据施工现场的水文、地质等实际情况，选择适当的软基处理方法。水泥搅拌桩以其便于施工、工后沉降小、有效缩短工期等优点在道路建设中广泛应用，本文结合工作实践，简要介绍水泥搅拌桩的施工工艺、施工控制和质量检验方法，仅供参考。
1、基本原理
水泥搅拌桩技术就是水泥加固土的物理化学反应的过程，这种技术通过一些专用的设备，将固化剂灌注到软土层内，在灌注过程要注意，将土与水泥上下搅拌均匀，使得土与水泥发生水化反应，并形成凝胶体、小土团或是土颗粒，从而形成较为稳定的结构。在水泥水化过程中会生成钙离子，其与土颗粒中的钠离子通过离子交换，生成稳定的钙化物，使得土体的强度提高，从而提高了复合地基的承载力。
2、水泥搅拌桩在市政软基处理中的施工准备
2.1施工机械准备
目前水泥搅拌桩在市政软基处理中最常用的施工机械主要有钻机、粉浆机及压缩机。水泥搅拌桩成桩的主要机械就是钻机，这种机械动力大、操作方便、能在速度不同的情况下进行均匀地正向钻进或反向提升，同时还可以全方位地自行移动。
2.2施工设备及材料检测
在市政软基处理施工中每台桩机一定要配置相应的记录器，其主要功能为对每米桩身喷浆量进行记录及有效控制，在记录器上必须自动准确地对操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数进行详细记录。必须标定桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称等，当发现仪表不符合施工规定及质量不合格必须更换仪表，只有这样才能确保施工的质量。分别把两个0.5kg的吊线锤设置在桩机钻架两个垂直的面上，同时将垂直线画上。将钻进刻度线画在每台桩机的钻架上，明确标明其深度。这种情况下钻头直径将受到不同程度的磨损，施工时必须将其磨损量控制在1cm以下，才能确保软基处理施工的顺利进行。
水泥搅拌桩所使用的施工材料主要是水泥，施工前必须进行抽样检测，确保其符合施工要求时，才能施工。在水泥等材料的选择中，施工必须选择产量多、质量稳定的大规模水泥生产厂家。在存放水泥过程中，必须做好存放地点的防雨、防潮等措施，杜绝在施工中使用过期、受潮等质量不合格的水泥。
2.3施工前工艺试桩
不同地段具有不同的地质条件，为了克服盲目性，确保加固地基收到预期的效果，在施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不少于5根。试桩的目的是：（1）提供满足设计喷浆量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。（2）验证搅拌均匀程度及成桩直径。（3）确定该地质条件下，水泥土配合比是否适用于现场，选择符合质量要求的合理掺灰量。（4）确定该地质条件下，掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。（5）确定进入持力层的判别方法。（6）检测桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d强度不得低于0.8MPa，检验28d单桩允许承载力和允许复合地基（三桩）承载力是否分别达到300kPa和130kPa.（7）检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。
3、水泥搅拌桩在市政软基处理中的施工工艺
水泥搅拌桩的施工工艺流程如下：
3.1平整路基路面及放样
将施工路面的表层杂草、杂物等进行彻底清理，选用黏性土将低洼地段进行回填及夯实，进而增加机械运行时的路基荷载承受能力。在水田路段进行软基处理施工时，必须先进行排水疏干在进行路面表层清理，必须将其清理厚度控制在0.3米到0.5米的范围内，并把原路面设置成4%的横坡，在路基两边进行边沟开挖施工，选用标示等防护方式对施工现场路基下面的管线进行有效保护。依据图纸选用全站仪进行控制桩的准确放样，再依据桩位分布图进行具体桩位的放样，设置明显标志在控制桩上，同时注意进行及时复核。
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3.2拌制水泥浆
施工企业必须严格遵循设计配合比进行水泥浆的准确配制，为确保配合比的准确性，必须对水泥、外加剂及掺合料等施工材料的用量进行严格控制。利用试桩试验对搅拌时间进行确定，在水泥浆的施工过程中，施工企业必须做到同时进行搅拌、检测，必须确保搅拌的均匀性，才能不出现块状、团状等现象，施工过程中不能采用出现初凝情况的水泥浆。在成桩施工中，必须将水泥浆每次搅拌的量控制在一根桩用量以上。
3.3水泥搅拌机械安装、就位
在施工场场将钻机进行准确拼装并就位。在机械设备第一次到施工场地进行施工时，必须标定桩机的电流表、管道压力表、电磁流量表、深度测量仪及电脑打印机。在施工过程中要定期进行复查，尤其是钻头叶片常常会出现磨损现象，当磨损程度超过一定额度时必须马上进行补焊，只有这样才能确保桩体直径的准确性。
3.4搅拌及提升搅拌
钻机开始施工时，沿导向架的方向钻杆不断匀速下沉进行切土搅拌，与此同时，要将送浆泵开启并将水泥浆向土体喷洒，这个时候双轴上的多层叶片可以一起进行正、反向旋转搅拌直到设计深度。还要就地在桩端不断进行喷浆搅拌作业，并将其时间控制在大于30s的范围，这样桩端水泥浆可以实现均匀搅拌的作用。提升搅拌机，进行喷浆作业的根本目的就是防止堵塞喷浆口现象的产生，在提升施工中其喷浆量应控制在总喷浆量的5%～10%之间或小于5%。当提升位置达到桩顶时，其搅拌时间应控制在2min以上。最后将搅拌机械关闭并驶离施工路面。
3.5质量控制的要点
施工质量控制的要点有很多，贯穿于整个施工过程，下面笔者就几个重要的环节进行阐述。
1）在开钻前，必须先要清洗整个管道，检查管道是否堵塞，等清洗管道的水排完后就可以开钻了，在施工的时候要保持输浆管路的潮湿，以便于输浆。
2）水泥搅拌桩垂直度必须保证在偏差为小于等于百分之一点五，桩位的偏差要小于等于五厘米。
3）加强复搅的控制，尤其是上面五米的复搅，在进行复搅时，全桩长范围内不能大于规定的速度，必须采用匀速复搅，保证水泥土搅拌得非常均匀，一次性完成复搅。
4）水泥浆要按照试验桩确定的比例进行配制，一次性完成每根桩的浆液的单独拌制，在三小时内用完且用前要过筛。
5.）检查成型的水泥搅拌桩，重点是水泥浆拌制的数量、水泥的用量、压浆时是否出现了断浆的现象、喷浆搅拌的复搅次数与提升时间。严格控
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制钻机的下钻深度、停浆面和浆喷高程，保证喷浆的长度及水泥的浆液喷入量符合设计要求的标准。
6）合理安排桩位的施工顺序，坚持“先周围后中间”（先对周围的桩进行施工，形成封闭的区域，然后再往中心进行施工）的思想。
3.6.质量检验
水泥搅拌桩的施工全过程都应该有质量控制，施工过程中需要随时随地对施工与计量记录进行检查，同时根据施工工艺对每根桩的质量进行评定。为了保证水泥搅拌桩的施工质量，一般采用下述方法进行质量检验。
（1）施工现场检查重点是：桩长、水泥用量、垂直度、桩径等，检查频率为总桩数的5%，且每个单独项目不少于3根。（2）成桩28天后采用抽芯取样的方法，对其进行无侧压抗压强度测试，抽样量为总量的2%，必须高于3根，同时需要在搅拌桩下、中、上三处各取一处以上，在取芯后，对取芯钻孔用水泥砂浆回填。（3）在路基竣工验时，在成桩28天后需进行承载力检测，在每根搅拌桩加固区的单桩复合地基载荷试验及单桩载荷试验中，检测量应为总量的2%，同时每个工点应多余3处。
4结语
水泥搅拌桩以成桩速度快、效率高、成本低、无振动、无噪声、无污染、处理效果显著、处理后可很快投入使用等特点，近年来在市政工程中被广泛应用。道路软基处理属于隐蔽工程，且又为基础工程，其质量好坏直接影响到上部结构物的质量；如施工质量不好，一旦被路堤等构筑物所覆盖，便构成隐患且不好检查及补救。因此，控制好施工环节，严格各施工参数、施工工艺及施工工序，按施工组织设计方案、设计技术参数及技术规范要求施工，这样才能确保工程质量。
参考文献
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[3]李启龙.粉喷桩技术在公路软基处理中的应用[J]. 黑龙江交通科技. 2016(11)
[4]李敏.水泥搅拌桩在公路软基处理施工技术探究[J]. 绿色环保建材. 2017(02)
论文作者:刘明特
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/18
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