延安公路管理局宝塔公路管理段 陕西省 716000
摘要：软土地基施工过程是整个公路工程中最为关键的环节，如果地基没有处理好，则可能使局部公路工程的质量无法达到标准，甚至在施工中则会出现严重的质量事故。随着我国市场经济发展进程的不断加快，公路工程安全稳定性的要求越来越严格。这种情况下，工程各部分结构的作用稳定性和耐久性，就会受到抗剪能力不够、孔隙大且含水量大等问题的影响。为此，研究人员应从软土地基特征、影响及技术选用入手，来提高软土地基处理技术应用的科学合理性。
关键词：公路工程；软基处理；水泥；搅拌桩；应用
引言
水泥搅拌桩是通过加入固化剂而使地基达到一定强度的桩体。一般会选用水泥粉或水泥浆等进行，通过压缩空气进入软土地基，利用机械作用将二者进行有效搅拌从而发生物理化学反应，具有一定强度的水泥搅拌桩与桩间软土共同构成复合地基，从而提高地基复合承载力。这种地基更加稳定，沉降现象大幅度减少，体现出其优势所在。近些年随着公路建设规模越来越大，软土地基路基成为工程中常遇难题，路基含水量较高，大孔隙情况多见，因此具有高压缩性，这些问题对公路稳定造成负面影响，安全性大幅度降低。为了解决这些问题就需要进行软基处理，这是整个公路建设关键所在。为了满足需求，各种软基处理技术逐渐应用在实践当中，在这其中水泥搅拌桩处理软弱路基技术值得推广。
一、水泥搅拌桩施工技术概述
水泥搅拌桩技术是以水泥作为固化主剂，运用搅拌桩机将水泥送入土体并进行有效搅拌，使水泥与土充分接触并发生一系列物理化学反应，使软土硬结，达到强化软土地基的作用，提高地基强度。
1作用原理
1.1水泥在软土中的水解、水化反应。普通水泥的化学成分包括氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等化合物组成。在水泥与软土接触、搅拌过程中，水泥颗粒会与软土中的水发生水解、水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙等化学物质，以悬浊液形式存在，具有一定的胶结作用，在凝结后便形成了水泥土桩增强了土的胶结强度。
1.2粘土颗粒与水泥化物的作用。在水泥化合物形成后，有些水化物将自身硬结，这便是水泥石骨架。另一部分水化物则是结合了周围的粘土颗粒，由于粘土颗粒具有一定的活性，结合后生成新的矿物。这一作用的发生在时间、搅拌程度等方面有着一定的要求。因此，水泥搅拌桩技术在施工时应控制喷粉量，钻机钻进与提升速度。尽量搅拌均匀，使土块粉碎，将水泥与土质充分接触。
2优缺点
水泥搅拌桩技术具有以下几点明显优势。首先，适用土质类型较广，可加固深度大，目前我国国内水泥搅拌桩技术的加固深度最大值达到30m。其次，水泥桩搅拌技术施工工期较短，相应的成本较少，且无公害、无噪声、无环境污染，符合当下绿色生态理念。第三，施工机械化程度高，水泥桩搅拌技术的施工过程主要依赖水泥搅拌桩机械，在我国生产此类机械的厂家众多，机械可选择性也较高，在施工过程中机械化操作可解放劳动力，有效提高工程效率。
二、水泥搅拌桩技术在公路软基处理中的应用
1.水泥搅拌桩施工前的准备工作
1.1场地平整工作
水泥搅拌桩的现场在施工前应该进行平整工作，清理场地的杂草、树根、块石等对成桩造成影响的杂物和垃圾，以保证场地平整，符合施工需求。另外如果场地场地低洼时不能填杂土，而是填粘土，要保证场地机械设备的通行，如道路有障碍时应该铺设碎石等以利于机械设备通行。
1.2试桩
试桩是保证公路工程施工质量的一个重要的措施，要根据施工场地的环境和地质条件进行试桩，不同的地质条件都要分别进行试桩，每一种地质条件都要有不同的跟桩，从而获得更多的试桩参数以使数据更加准确。通过试桩可以得出提升速度、下沉、水泥浆的配合比等重要参数，从而有针对性地制定施工的计划。
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1.3桩位的设置和钻孔的定位
在施工前，应该按照图纸的要求画出桩位的平面布置图，然后根据平面图在施工现场确定每个桩位的位置，同时做好标记工作。水泥搅拌桩的钻机和水泥搅拌机到位后，要根据现场的实际情况进行微调，同时钻机要进行试运行，确保正常运转。之后进行钻孔的定位，保持桩机的机身平衡，对准桩位，然后启动钻机进行钻孔，保证下沉的速度稳定。
1.4移位
当复搅完成后，要停止主钻机的工作，将钻头提出地面，要回填50厘米的沙砾垫层并碾压密实，同时将桩机位移到下一个空位，施工人员要做好记录。
2.水泥搅拌桩过程中的质量控制
2.1在开钻前，要用清水清理管道，并对管道进行检查，确保管道的通畅。要经常检查桩基的垂直度，如果发生倾斜，要立刻采取措施使其复位，保持垂直。在每一台机器上配备电脑自动记录仪，对每米的桩体的水泥用量进行记录，以使其符合设计的要求。施工的检测人员要配备专门的仪器对水泥浆的拌制质量进行检测。
2.2由于水泥浆的配合比指标对于工程的质量具有重要的影响，因此要对水泥浆的配合比进行试验，根据试验所得的最佳配合比，然后进行现场的成桩工艺试验，使其满足施工的要求。
2.3在水泥搅拌机的安装过程中，要对钻机进行准确的安装和就位，同时安装好机器后要进行调试，以使其达到最佳状态。在钻机正常施工作业过程中，要定时对钻机进行检查，对机器的运行参数、运行状态和性能等进行详细的记录，以以便随时掌握其工作状态。为了确保桩底、桩身的质量，在第一次喷浆后要停止，大约停止30秒钟。如果是采用“叶缘喷浆”式的搅拌头进行施工时，应该使喷浆口的位置在搅拌叶片的最外侧，这样在搅拌叶片的转动过程中，水泥浆液可以均匀地喷洒在桩体范围内的土壤上，这样能使桩机在工作过程中桩身的质量保持均衡，同时还可以有效地解决喷浆过程中的不均匀的问题，从而确保水泥搅拌桩的施工质量。
2.4在施工过程中，要保证每个桩开钻后不断地喷浆，不得出现尚未喷浆前就进行钻杆提升作业的情况出现。如果发现储浆罐的储浆的数量过低的时候，则不许进行下一个桩位的施工，直到准备充足后再进行施工，一般情况下，储浆罐的浆量不能小于一个桩50公斤。在水泥搅拌桩施工过程中，如果发现喷浆量不足，则要立刻进行整桩的复搅工作，并在24小时内进行补喷作业，同时施工人员要进行好补喷的记录。
2.5当水泥搅拌桩施工完成之后，要在一周左右的时间内开挖桩头，深度约在1米5左右，然后使用触探仪对其直径及质量进行检测，检测其是否达到要求。另外还要对桩头的完整性进行分析，如果不符合设计要求，就要根据施工图纸进行调整，使其符合要求。完成这些工作之后，对水泥搅拌桩取芯之后留下的空间要用同等强度的水泥砂浆进行回灌，把孔洞密封。
3.水泥搅拌桩技术在公路工程软基处理中的实际应用
3.1施工前，要根据公路工程软基的加固程度选择合适的机器，如果缺少必要的计量装置则不可用于施工中。在搅拌桩施工中要选择质量好的材料，以确保施工质量。公路软基施工中的固化剂是一项重要的材料，必须严格按照设计的要求进行采购，使其达到施工要求，否则会对后期的工程施工造成严重的影响。
3.2在施工过程中送浆液时，要保证管道有足够的湿度，同时也要严格控制水泥浆的配合比，使得水、水泥和外加剂的使用保持均匀，同时施工人员要详细记录送泵和收泵的时间以备查。
3.3施工人员在施工过程中要特别注意，当搅拌桩的桩顶高度接近设计的高度时，要在桩顶一米到一米五之间适当地增加喷浆的搅拌，如果桩顶的高度和喷浆口的高度一致时，要停止搅拌机的提升，再进行15秒的搅拌作业，从而有效地确保桩头厚实均匀。
结束语
我国公路工程建设范围的扩大，对其中软基处理的相关应用的研究也在不断进行。水泥搅拌桩作为软基处理的重要方法之一，由于其适用范围广、成本低等突出优势被广泛运用。文章简要介绍水泥搅拌桩技术的相关知识，以温州绕城高速西南线工程为例具体介绍水泥桩搅拌技术在公路软基处理中的应用，旨在为我国未来水泥搅拌桩技术的研究提供参考。
参考文献：
[1]徐丽玲.水泥搅拌桩技术在公路工程软基处理中的应用[J].交通建设与管理，2015，(Z2):107-108+111.
[2]周益红.水泥搅拌桩在公路互通立交软基处理工程中的应用研究[D].华南理工大学，2012.
论文作者:艾晓明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/26
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