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摘要：在当今快速发展的时代，水泥搅拌桩的使用领域可以说是越来越广泛，尤其在公路工程软基处理中应用非常普遍。当然在不同的领域水泥搅拌桩的基本原理是相似的。其基本原理是通过专门的搅拌机械装备将固化的主剂混入到软基中，固化的主剂与水泥两者发生化学反应从而可以使得均匀的搅拌。在此过程中水泥与土混合在一起生成水化物最后就会有凝胶体生成，凝胶体就会将土颗粒凝结，同时土质中的钠离子和钙离子进行交换并有稳定的离子生成，从而土质的强度和韧度就会增强，进一步提高软基中的承载力。
关键词：水泥搅拌桩；公路工程；软基处理
1水泥搅拌桩技术
水泥土搅拌桩，是一种针对软弱土层进行加固的工艺技术，将水泥作为固化剂，通过搅拌设备，在地基深层对水泥和软土层进行强制搅拌，通过相应的物理化学反应，使得软土能够固结成具备较高强度和稳定性的优质基础。通常来讲，在土木工程中，水泥土搅拌桩的加固机理包括了三个过程：一是水泥水解和水化，但是其对于水的需求较大，如果土层中含水量低，同时选择喷粉施工，会导致施工难度增大，水解反应和水化反应无法顺利实现，影响加固效果；二是碳酸化，在施工环节，水泥搅拌桩由于水泥与土壤的不充分混合，必然会存在土块和水泥块，在这种情况下，若要提升总体强度，需要做好充分搅拌，确保水泥能够均匀分布到土壤中；三是黏土颗粒与水泥水化物的反应，如离子交换反应、凝硬反应等，与水泥水化反应密切相关，要求土壤含水量适中。
2水泥搅拌桩在公路施工中的应用
2.1工程概况
某高速公路工程K3467+420位置上跨地方道路，区域属于湖沉积地段，以亚黏土、淤泥质夹沙土等构成，基础承载能力严重不足，地下水位较高土壤含水量超过30%，饱和度超过95%。考虑到公路施工对于基础沉降的研究，技术人员在基础处理环节应用了水泥搅拌桩，桩体长度为8－12m，桩径0．6m，以梅花形布置，桩间距在1．5m左右。
2.2施工准备
一是图纸审核，对设计施工图纸进行全面细致的审核，确保图纸的合理性和可操作性，如果发现问题，需要督促设计单位及时进行整改，为施工提供有效的指导；二是现场清理，清除地面存在的杂物、石块等，为施工提供一个良好的场地条件；三是测量放线，对照施工图纸，明确所有水泥土搅拌桩的位置，做好标记，保证放线的准确性；四是配比设计，要求技术人员必须依照现场地质条件和动力搅拌资料，做好配合比试验，以保证水泥搅拌桩的实际效果；五是工器具和材料准备，在该工程中，选择普通硅酸盐水泥，需要做好水泥性能和强度检验，确认合格后才能使用。
2.3施工工艺
1）孔位标明：在经过整平处理后的场地上，结合测量放线，标出钻孔位置，将误差控制在2cm内，并且通过对场地高程的测量，确定喷浆标高和停浆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2）桩机就位：在标明钻孔位置后，应该将搅拌桩机运到施工现场，在确定最先施工的孔位位置进行固定，做好对中调平，同时利用吊线锤或者经纬仪，调整导向架垂直度，确保其不能超过桩长的1%，为后续施工奠定良好基础。3）浆液预拌：搅拌机预搅拌下沉环节，需要同步开启水泥浆液预拌工序，确保可以在压降前将预先拌制好的浆液输入到集料斗中。以该工程为例，选择了普通硅酸盐水泥，设计水灰比0.45，水泥搅拌桩水泥用量不少于50kg/m。4）搅拌下沉：在所有准备工作完成后，可以启动深层搅拌机，等到搅拌头转速达到正常标准，沿导向架引导钻杆下沉，下沉的过程中需要同步搅拌，并且通过档位对下沉速度进行调整，确保设备工作电流在额定值以内。5）搅拌提升：当搅拌头下沉到设计深度后，可以开启喷浆泵，利用管路将预先配置好的浆液传输到搅拌头出浆口，待确认出浆后，启动搅拌桩机，收紧链条装置，依照设计环节计算得到提升速度（0.7m/min），一边喷浆一边搅拌一边提升钻杆，确保水泥浆液可以和土体均匀混合。6）循环施工：一是重复下沉，搅拌钻头提升到桩顶上约400mm高度，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉操作，下沉的速度需要控制在设计要求的数值范围内；二是重复提升，即对（5）环节的重复操作。
2.4质量控制
一是在正式施工前，需要做好必要的技术交底工作，确保现场施工人员和管理人员都能够明确水泥土搅拌桩的施工流程和质量要求，严格依照标准和规范进行施工操作；二是需要设置多级质量管控体系，如施工人员自检、质量检测员复检、项目负责人终检等，切实保证每一道工序的施工质量；三是应该做好设备和原材料的控制，确保搅拌桩机运行稳定，另外水泥的保存应避免受潮变质的问题，水泥浆液严格依照设计配比进行配制，避免随意更改的情况；四是在施工过程中，需要做好检查工作，对施工记录进行分析，对每一根水泥土搅拌桩的质量进行测定，如果发现不合格桩体，需要从实际情况出发，进行相应的补桩或者临桩加固作业。
2.5质量检验
水泥搅拌桩施工完成后3d内，可以利用轻型动力触探装置，检查桩身均匀性；施工完成7d后，可以通过浅部开挖桩头的方式，观察搅拌桩是否均匀，成桩直径是否合理；28d后可以利用双管单动取样器进行取样，测试样品抗压强度，确认合格后，进行单桩承载力试验。路基整体施工完成后，需要开展复合地基承载力试验。对于质量检验中发现的不合格产品，应该采取加强临桩或者补桩的措施进行处理，以保证路基施工的整体效果。
3水泥搅拌桩的作用
3.1促进围护结构的止水
水泥搅拌桩的作用有很多其中最主要的是促进围护结构的止水，在施工过程中存在许多不符合要求的方面，比如说喷浆料不多，喷浆与搅拌不充分不均匀甚至存在搅拌桩搭接问题。水泥搅拌桩施工流程简单，并且造价较低，在路桥工程中处理软基时大大促进了围护结构的止水，特别遇到池塘和洼地时将水泥作为固化剂的主剂发挥其止水桩的作用，主要包括两种类型，一种是中间不插型钢，只用来止水，如果需要挡土则要结合其他的工艺来完成，另一种就是既可以用来止水有可以用来挡土墙，主要适用于较浅的基坑，这种是在搅拌桩状体内插H型钢，相对来说此桩身的强度低一些。
3.2加固土桩体和软弱地基，提高地基承载力
一种非常有效的形式当属于路桥工程软基处理中水泥搅拌桩，此方式是通过搅拌桩机中将水泥喷入土体中混合后并进行了充分的搅拌，混合后会使得土与水泥发生化学反应，从而可以使得土体变硬进而提高地基的承载力。水泥搅拌桩以桩的方式加固土桩体和软弱地基并对其加强巩固，对土中的高应力区来说大大增大，从而极大提高土桩体和地基的承载力。
3.3减少地基不均匀沉降
减少地基不均匀沉降主要是通过水泥的水解、水化反应以及水泥混合物与粘土的碳酸化反应和物理化学反应，其所形成的复合地基是桩体与桩周软土掺在一起的。这种地基相对来说强度比较高，对地基的承载力有所提高，从而对公路的稳定性有所加强以及减少地基不匀称沉降的作用。
4结论
通过施工作业可以发现，水泥搅拌桩能够改善对软土工程的性质，并且最大程度地提高地基的承载力和稳定性从而达到沉降的目的，这都是利用了桩体的作用，并对路桥工程的软基处理创造了尤为重要的效果。必要的是在施工前做试验桩，主要是对大面积施工质量施工参数的确定。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等须有专业的人员认真仔细的记录。软基处理中应用水泥搅拌桩缩短了工期降低了造价，而且避免了对周围环境及土体的破坏，这一系列的优点在公路工程中都发挥了很大的实质性作用。
参考文献：
[1]时贞祥.双向水泥搅拌桩在软基处理中的应用[J].水利水电施工，2016，（03）：29-31.
[2]陈龙.水泥搅拌桩在城市道路软基处理中的应用[J].黑龙江交通科技，2016，39（05）：35+37.
论文作者:赵忠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：水泥论文; 地基论文; 浆液论文; 水化论文; 承载力论文; 固化剂论文; 是在论文; 《基层建设》2018年第2期论文;