水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的应用与质量控制

　　摘要：水泥搅拌桩在高速公路软土路基方面有很强的实用性，是进行深层软基处理的一种有效方法。本文结合某公路路基的处理,介绍了水泥深层搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的具体应用及其重要的质量控制。
　　关键词：水泥搅拌桩；深层软基处理；施工工艺；质量控制
　　1.前言
　　水泥深层搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通深层搅拌机械在地基深处将软土和固化剂强制和均匀，使水泥与软土发生反应，生成水泥土加体，提高地基复合承载力，减少路基填筑沉降量。美国在二战后研究开发成功一种就地搅拌桩（MIP），1953年日本从美国引入这种方法，国内在1977年10月开始进行深层搅拌桩的室内实验和施工机械的研制工作。泥搅拌桩是进行软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。由于水泥搅拌桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗竖向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在公路建设领域应用得较为广泛。
　　2.施工工艺
　　2.1施工机械
　　水泥搅拌桩的施工机械为钻机、粉浆机和压缩机。
　　钻机是水泥搅拌桩的主要成桩机械，应具有动力大、操作灵活、能按不同速度均匀地正向钻进和反向提升、能前后左右自行移动的功能。喷浆设备是定量发送浆体材料的设备，包括储灰罐、发送装置、计量控制装置等，是施工的关键设备。压缩机为水泥搅拌桩施工提供一定压力的气源，使水泥浆液克服喷浆口土体阻力而喷入土中。
　　2.2机械设备和原材料的检验
　　每台桩机必须配盘可以控制桩身每米喷浆量的记录器，且记录器上应当准确地自动记录操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数。桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。每台桩机钻架相互垂直的两个面上各设置一个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。钻头直径的磨损量不得大于1cm。
　　所用水泥:(1)必须经过试验室抽检。满足规范的要求。并尽量不采用那些产量较小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥;(2)堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。
　　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。
　　2.4作业流程
　　清理场地→施工放样→钻机定位→钻进到设计深度（预搅）→成桩→调平→送风→喷浆、搅拌、提升→离地面50cm停止喷灰→复搅（一边搅拌一边喷浆）下沉→至桩底停止搅拌、喷浆1min→搅拌提升至桩顶→关闭电源，钻机移位。
　　3.施工过程监控要点
　　项目经理部指派专人负责水泥桩的施工，全过程旁站监理搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂干钻机明显处，确保人员到位，责任到人。水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。为了确保桩体每米掺和量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
　　水泥搅拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥掺量12%每米掺灰量46.25kg、高效减水剂0.5%。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个挡位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不得小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内，补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。
　　4.质量检验
　　水泥搅拌桩除了在成桩试验进行质量检验，取得了符合要求的施工工艺流程和工艺参数外，当正式施工后，还需随机抽查检验，以判断整体施工质量是否符合设计要求。
　　（1）检验检测方法：水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。取芯时，取芯位置应取在桩径12处，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的空间，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象。钻孔取芯频率为2‰。
　　（2）本项目业主只要求做复合地基承载力试验，一般路基段复合地基承载力>150KPa，桥头和通道、涵洞基底及台背复合地基承载力>180KPa，所以我们也只做复合承载力试验，满足设计要求即可，否则须通过增加搅拌桩数量、减少桩距的方法进行处理。
　　（3）对搅拌桩取芯后留下的孔洞采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
　　
　　5.结语
　　公施工过程要加以控制,搅拌桩的整体质量一定要满足设计和规范要求。路软基处理属于隐蔽工程，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，质量得不到保证。
　　参考文献:
　　[1]杨雅芳.深层搅拌法加固桥头地基施工工艺及应用[J].铁道标准设计,2004(6).
　　[2]李时亮.搅拌桩在铁路深厚软基处理应用中相关问题分析[J].铁道标准设计,2004(11).
　　[3]丁玲.浅议水泥搅拌桩在软土地基中的应用[J];山西建筑;2010年25期
　　[4]向金鹏;刘建文;软土地基处理中的水泥搅拌桩施工质量控制[J];科技创新导报;2010年01期
　　

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