高芳利
核工业华南建设工程集团公司 广东广州 510800
摘要：本文主要针对水泥搅拌桩在公路施工中的应用展开了探讨，通过结合具体的工程实例，详细探讨了公路施工中水泥搅拌桩的具体应用，并给出了相应的技术措施，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：水泥搅拌桩；施工工艺；施工质量；注意事项
水泥搅拌桩是加固软土地基或不良地基的常用方法，特别是在公路工程的建设施工中。因此，为了促进公路工程施工的进程和保障其施工质量，我们就需要采取相应的施工技术，做好公路工程的建设工作，以保障公路工程的施工质量。基于此，本文就水泥搅拌桩在公路施工中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。
1 工程概况
某公路在修建过程中，K4072+230处与地方道路交叉在一起，为了避免交通冲突，决定在该处设置一座桥梁。该地处于湖沉积地段，主要是由亚黏土、淤泥质夹沙土组成。在20m以内有厚度不等的软弱土，地基承载力只有60～80kPa，地下水位较高，土壤含水量较大，超过了30％，土壤天然空隙率大于95％，超过了饱和度。从施工场地所处位置来看，正好处于软弱土区域，并且本工程中对桥头的填方较高，因而对其工后的沉降要求也提出了很高的要求。为了能够满足工程需要，决定采用水泥搅拌桩进行桩基加固处理。
2 施工准备工作
在采用水泥搅拌桩进行桩基加固施工前，首先要做好相应的准备工作，包括场地处理和测量放线、施工材料质量把关和水泥浆液配合比试验、施工机具准备、技术交底、试桩等。
2.1 场地处理
为了保证水泥搅拌桩机组的顺利施工，必须要保证场地的平整。对于一些低洼或凸起的地方要进行回填或铲平处理，并且要保证施工场地的整洁，所有与施工无关的障碍物都要清除，并且为了为机械可以在场地随意行走，还要确保地面具备一定的强度，如果地表过软，可以通过铺设一层砂石垫层的方式来增强地表强度。另外，为了避免雨天积水，还要在场地一侧开挖一定的排水边沟。
2.2 测量放线
场地平整之后，要进行测量放线，确定施工标高，应该在桩机的井架处做好标示线，以保证钻头落地时可以正好落在预定的地点。
2.3 施工材料质量把关和水泥浆液配合比试验
在水泥搅拌桩施工中，水泥作为主要的施工材料，必须要在水泥进场前对其质量进行检验，对于受潮结块的水泥严禁使用，以免造成喷浆阻塞。同时，还要对水泥的强度等技术指标进行查验。确定水泥质量符合要求之后，要进行水泥浆液配合比试验，因为配合比的设计是否合理也会对水泥搅拌桩的加固效果产生直接影响。本工程结合当地的地质条件，考虑到搅拌机的搅拌动力，对配合比进行了科学试验。
2.4 施工机具准备
在施工前要将所有需要用到的机械器具准备好，并且要
保证其工作性能处于良好稳定状态。在水泥搅拌桩的施工中，重点要做好桩机的选择。目前国内施工单位最常见的桩机主要有PH-5、PH-7粉浆两用型桩机和STB-1型专用水泥搅拌桩桩机。粉浆两用型桩机在施工中行走更灵活，施工效率高，但是会受土质的限制，使用范围有限。而专用桩机则可以在所有的土质中进行水泥搅拌桩施工，但是其行走移动较为困难。通过综合考虑，本工程决定选用STB-1专用型桩机进行施工。
2.5 技术交底
在施工前要做好技术交底工作，包括设计人员、施工人员和技术管理人员都要参与进来，将施工工艺、施工方案和设计图纸落实到具体工程中，同时还要明确施工管理制度和各方职责，以保证施工顺利进行。
2.6 试桩
这主要是为了确定最佳的施工工艺参数，如搅拌次数、水灰比、泵送时间、泵送压力、钻杆提升速度、下钻速度、复搅深度等，这样，可以避免在正式施工中进行多方调整，影响施工进度和施工质量。在本工程中，通过试桩决定对施工工艺进行一定的改进，即由原来的“两喷四搅”，优化为“两喷六搅”，这样，不但可以提高成桩质量，还有利于实现规模化施工。
3 施工工艺及技术要点分析
3.1 施工工艺
本工程中，水泥搅拌桩施工的施工工艺主要包括；桩位放样、钻机就位、预搅钻进、拌制水泥浆、喷浆搅拌提升以及重复搅拌等几个环节。其中在桩位放样过程中要确保每根桩的位置都符合平面布置图纸要求，误差要控制在5cm之内。桩机就位时要保证底部保持水平、钻杆和导向架保持竖直、钻头与桩位保持在一条线上。然后开动桩机，按照试桩所获得的工艺参数进行钻进，之后将配制好的水泥浆泵入土壤中并进行均匀搅拌，之后在重复搅拌直到成桩。
3.2 施工技术要点
（1）为保证桩体搅拌均匀，桩机钻头应焊接至少6个横向搅拌刀片，且在每个横向刀片上焊接1～2个竖向搅拌刀片，同时保证桩体的竖向搅拌效果，竖向搅拌刀片长度＞5cm，宽度≥2cm。
（2）在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂质量不小于2kg的垂球，防止施工时桩机倾斜，最终导致检测时桩体无法检测到底，到时候桩体质量固然再好也无法达到加固要求。
（3）为了保证水泥浆的配合比满足要求，每根桩所使用的水泥浆量均匀充足，且考虑方便现场施工人员的操作和旁站人员的监督。若所施工的桩长皆为统一长度，可将单根桩所需的水泥浆一次拌制或分两次拌制完成；当桩长较短时也可一次拌制2～3根桩所需的水泥浆，使用时可在水泥浆罐的罐壁上焊接出每根桩需用水泥浆的深度刻度线。
（4）当施工过程中发现地层某深度出现硬层时，可根据当地情况进行相应的处理：当此段硬层小于50cm时，若下钻相对比较容易，可稍稍放大回浆量，短时间内穿透此硬层。若下钻比较困难，不得任其缓慢钻进，一方面要及时增大回浆量，另一方面要在动力头上加大配重，并在最下面的两个横向搅拌刀片上焊接锋利的破土刀片，使其能够迅速穿透此段硬土层。当此段硬层大于50cm时，可将此土层作为持力层，无须继续深入。防止此段土层难于拌碎，水泥浆深入困难，最终造成此处出现断桩或造成桩体整体不合格的情况。
（5）为确保桩体喷浆和搅拌的均匀性，针对STB-1型桩机施工时必须限定每延米的施工时间，一般每延米的施工时间控制在≥4min/m，此施工时间是指在正常施工情况下，当地质较复杂时，应适当增加施工时间。
4 施工质量检验
在公路工程的水泥搅拌桩施工中的质量检验包括水泥桩原材料检验和成桩质量检验两方面。
4.1 水泥浆质量检验
水泥的质量要得到保证，所有进场的水泥都要有相应的合格证、质检证明，并且入场前还要进行抽查检验。水泥本身材料质量的因素排除后，就要对水泥浆的质量进行严格检验。检验方法主要有泥浆密度计、玻璃密度计等两种方法，由于前者的操作较为复杂，对保养要求较高，且测试精度很难得到保证，因此，本工程采用后者进行水泥浆质量检验。具体做法是：检验前先做好标定工作，然后在需要测试就可以直接在供浆池中进行检验，操作简单方便。但是这样的测试方法也存在一定的不足，即在检验时需要停止搅拌，且要过较长的时间等供浆池中的浆液都平静下来之后才能进行检验，因为若存在浆沫会影响到读数精准度，不但耗时较长，还会影响工程的连续施工。为此，本工程技术人员决定对水泥浆质量检验方法进行改进，即利用1L的容量瓶和精度为1g的电子秤来检验水泥浆的密度。这样，不但能够保证测试结果的精度，而且还可以直观的查看水泥浆的状态。
具体操作为：
（1）室内标定容量瓶体积，校准电子秤。
（2）在搅拌中的供浆池取样，通过玻璃漏斗缓慢倾入容量瓶至刻度线，若有外壁沾浆，可用纸巾或湿润毛巾拭净，然后秤量。
（3）计算：r=m/v，得水泥浆密度。
4.2 成桩质量检验
要想确保水泥搅拌桩的加固效果，就要对其成桩质量进行相应检验。一般在公路工程中，需要在成桩的3d后、7d后和28d后分别进行不同形式的质量检验。
（1）在成桩3d后，桩体的强度还相对较弱，此时需要用轻型动力触探的方式来查看桩身是否具有较高的均匀性。
（2）在成桩7d后，桩体已经达到一定强度，此时可以采用浅部开挖桩头的方式来检验桩体成型质量。
（3）在成桩28d后置，桩体的强度已经基本达到预期设计强度，可以用利用双管单动取样器进行钻芯取样，并对取样进行抗压强度试验，以确定桩体强度和最终均匀性。
在桩身强度满足试验荷载条件时，还要进行单桩承载力试验；水泥搅拌桩地基处理完成后必须进行复合地基承载力试验。对不合格的桩应根据其位置和数量等情况，采取补桩或加强邻桩等措施。具体检查项目及方法见表1。
表1 水泥搅拌桩质量检验表
5 施工中的注意事项
（1）在桩机开钻之前，必须要对整个施工系统进行检验，尤其是泵送水泥浆的管道，更是要用清水进行清洗并检验，确保管道中没有杂物堵塞其中。清洗后将其中的水排净才可以开始下钻。另外，下钻时会了避免钻头出现偏斜而造成桩体倾斜，最好在主机上方悬挂一个吊锤，并使其与钻杆一起对钻进方向进行有效控制。
（2）在对成型的桩体质量检验时，需要根据现场记录报告和电脑记录仪的记录内容，重点查看每根桩的水泥用量、是否存在断浆现象、喷浆搅拌过程中的提升速度和复搅的次数等几方面内容，以确保水泥搅拌桩的施工参数达到设计要求。
（3）本工程采用“两喷六搅”的施工方式，在首次下钻时需要带浆下钻，并采用低档操作，这样是为了避免管道被泥土堵塞。同时，首次下钻的喷浆量应该是总量的一半，并且不能带水下钻。但要确保喷浆的压力≥O.4MPa。
（4）若在施工中发现搅拌机的喷浆量不能达到设计要求，就要采取整桩复搅的补救措施，并且复喷的喷浆量至少应该达到设计用量。另外，如果在施工中突然出现了断电或桩机故障的问题不得不中断喷浆，则在钻机提升后要马上用素土进行回填，并在恢复施工后重新喷浆复搅，以保证水泥搅拌桩的施工质量。若停工时间大于12h，还要采取一定的补桩措施。这需要现场监理人员和施工技术人员结合实际，灵活处理。
6 结语
综上所述，水泥搅拌桩在公路工程施工中具有着施工操作较为便捷、环境污染低、施工工期较短等优点，有着广泛的应用。在施工过程中，我们需要采取科学有效的监控手段，抓好每一个施工环节，以保障公路工程的施工质量。
参考文献：
[1]易卫锋.探讨水泥搅拌桩施工技术在公路软土路基上的应用[J].中国水运（下半月）.2013（03）.
[2]曹光雄.浅谈水泥搅拌桩施工工艺及质量检测[J].黑龙江科技信息.2013（26）.
论文作者:高芳利
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/29
标签：水泥论文; 水泥浆论文; 桩机论文; 质量论文; 质量检验论文; 工程论文; 强度论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;