浅议搅拌桩在公路软基处理中的应用
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作者: 张富坚
【摘要】随着国内公路不断的建设，水泥搅拌桩工程普遍用于公路的地基处理加固工程。水泥搅拌桩是利用水泥和粉煤灰作为固化剂，通过特制的搅拌机械，将水泥固结剂与需加固深度范围内的软土强制拌和，使其固结成具有整体性、水稳定性和满足设计强度的水泥土。它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果。
【关键词】搅拌桩 公路 软基处理
一、施工场地及其他准备
1.施工场地一定要平整，且在一侧要开挖排水边沟，保证雨季场地不积水，给桩机组创造一个好的施工环境。
2.对于沟塘回填的路段，回填土每层填厚不得大于50cm，压实度不得小于70%，且不大于85%，以保证水泥搅拌桩的成桩效果。
3.建好水泥库，水泥库净面积不得小于42平方米，同时最大库存量不得小于80吨，确保水泥的检验周期及防止雨季由于水泥进场困难而导致停工的情况。
4.在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线，在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置。
5.将桩机钻头上的横向搅拌刀片增加至6个，并在井架的正面和侧面挂上垂球，用红油漆标示出垂球的中心位置。
6.召集所有现场施工负责人员及桩机组机长召开施工前技术交底会议，主要落实施工工艺、施工过程中的管理制度、资料的统一、检测要求及付款方式等，将项目部的管理方式及指导思想落实到每一个施工人员，有效提高他们的认识和警惕程度。为进一步保证工程的施工质量奠定良好的基础。
二、施工工艺
1.放线
搅拌桩按正三角形布置，测量人员根据图纸段落处理宽度及处理长度放出区域控制桩，经测量监理工程师确认后，按照图纸桩距逐点测定桩位并用长竹签做好标记，施工过程中特别注意桩位标志。
2.定位
开启步履式深层搅拌桩机，达到指定桩位，使钻尖对准桩位标志，其误差不大于5cm。然后调整液压腿使钻机平台保持水平。然后调整塔架垂直度，使钻杆保持垂直，桩身垂直偏差不超过1.5％，施工中对搅拌机的定位及垂直度进行认真检查并填写检查记录。
3.制备水泥浆
待水泥搅拌桩机下沉到一半深度时，即开始按照每种水泥配合比制备水泥浆。水泥浆使用机械拌制，做到一桩一罐，拌和时间不少于3分钟，用比重计测其比重，并检验稠度，且浆液必须过筛避免离析。比重与稠度应与强度制备试件时一致。拌制水泥浆的罐数、水泥用量及泵送时间设置专人记录。泵送时连续，且喷浆量及搅拌深度采用国家计量部门认证的检测仪器进行自动记录并打印，施工完成，附在施工原始记录后。
4.预搅下沉
启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送气，使钻头沿导轨下沉钻进至设计深度，钻进过程中桩机工作电流不宜大于70A，下钻速度宜控制在80cm/min。
5.喷浆搅拌提升
开启灰浆泵待浆液到达喷浆口时，须先喷浆搅拌30秒，待水泥浆与桩端土充分搅拌后反向旋转再边搅拌边提升至地面，当喷浆口距地面30－50cm时停止提升，喷浆搅拌30cm确保桩头密实均匀。因故停止喷浆时，将搅拌头下沉至停浆点以下1m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升，并再记录中记明这种异常情况及其深度。
6.复搅
关闭灰浆泵，为保证搅拌均匀，再次将钻杆下沉至重复喷浆搅拌下沉至桩顶以下1/2-1/3桩长（不小于5m），如喷浆量已达到设计要求时，就不再送浆，钻杆搅拌提升至地面，桩顶水泥浆凝固后将高出部分挖出。
三、施工技术控制
1.确定持力层必须准确，桩体一般最多以进入持力层50cm为宜，不宜过深，否则将会产生三个方面的危害：
1）由于底部压力过大，水泥浆无法渗入，底部无法成桩，最终导致桩长不足。
2）由于底部一般多为粘土或亚粘土，土质过硬，带浆下钻困难或无法下钻，土体无法拌碎。当不带浆下钻时，土体由于无法拌碎多会导致糊钻的情况，土体与钻头形成一个圆柱体形状，造成积压桩内土体，发生掉桩头或桩内水泥浆外溢的情况。
3）水泥搅拌桩施工一般多为下钻喷浆，如果进入持力层过深，为防止下钻堵管只能一直喷浆，但由于底部下钻速度其慢无比，导致底部水泥浆用量严重过多，造成水泥浆顺着钻杆溢出地面，且直接缩短了桩体的施工时间。
2.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。
3.在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂垂球，垂球重量不小于2kg，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是惘然。
4.为了保证水泥浆的配合比满足要求、每根桩所使用的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。
5.由于现场施工过程中，施工工人素质相对有限，拌制水泥浆时并不能严格按照书面上的要求去制作水泥浆，势必造成施工过程中水泥浆拌制和使用的混淆，对施工质量产生较大的隐患。为了防止此类现象的发生，必须在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置。因为每次拌制水泥浆所需的水泥是个定值，所以这样就完全足以避免水泥浆配合比不准确的情况。
四、施工质量保证措施
为保证施工质量，在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行。从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关。搅拌桩施工中尤其要抓好以下方面：
1.施工前现场地面应予平整，必须清除地上地下一切障碍物。
2.开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。
3.施工时，设计停浆(灰)面应高出操作面标高0.5米，在开挖时应将该施工质量较差段挖去。
4.保证垂直度：设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整。
5.桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于2厘米；桩径偏差不得大于4％。
6.水泥浆不得离析。制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2个小时。若停置时间过长，不得使用。
7.施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4-0.6MPa，并使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。
结论
面对水泥搅拌桩数量庞大的施工人员、管理人员，要建立一个处于受控状态下系统的管理网络。在施工时应使用定位卡以确保桩位的准确度和桩机的水平、垂直精度。各类管线接头必须接好扎牢。各种电器设备要有防雨措施，严防漏电事故发生。严格控制钻机下钻深度和停止搅拌面的高程，确保水泥桩长度符合设计要求。定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。
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