水泥搅拌桩软土地基处理技术工程应用分析

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　　 摘要：水泥搅拌桩软基处理技术对于施工工艺的要求较高，因此必须采取严格措施控制好施工质量。文章结合某软基处理工程，较为详细的介绍了水泥搅拌桩的施工工艺以及质量控制标准，具有较强的实践指导价值，可为相关专业技术人员参考。
　　关键词：软基处理；水泥搅拌桩；施工工艺；施工质量
　　
　　1 工程基本情况
　　 某高速公路地处冲淤积平原，整个公路路线都是处于第四系的沉积物覆盖区，其地层包括第四系全新统冲、洪积成因的沉积物及上更新统马兰组地层。地层土系主要为淤泥质粘土、粘土、细砂。该公路路基工程K23+125-K24+850段，所处区域为虾池及渔池段，该段由于长年积水，水位随着季节以及生产的变化而不同，底部多含有淤泥，淤泥厚度0.0-1.0米。其物理力学指标一般为：w=31.1-67.1%,e＝0.911-1.636,IL=0.69-1.63,a1-2=0.32-1.15。特点是天然含水量较大，孔隙比较大，为高压缩性土，地基土容许承载力低，绝大部分需进行软基处理。经专家研究，采用水泥搅拌桩就行软基处理。
　　 设计要求：水泥搅拌按正三角形布置，桩径为50cm，桩间距由密到疏进行渐变，水泥掺入量为加固土体质量的15%，水灰比0.5，28天无侧限抗压强度不低于1.5Mpa，90天单桩承载力不小于150KN，单位复合地基承载力不小于130Kpa，140Kpa,150Kpa（对应桩间距1.5米、1.4米、1.2米）。
　　 2 水泥搅拌桩施工技术分析
　　 2.1 处理范围
　　 （1）桩基构造物两侧处理范围
　　 首排搅拌桩距基础外缘60cm，处理长度为基础外缘50m，第一个20m段搅拌桩间距1.2m，第二个20m段搅拌桩间距1.4m，第三个10m段搅拌桩间距1.5m，搅拌桩处理宽度为坡角线以外0.5m。
　　 （2）箱形构造物两侧及基础下部处理段
　　 搅拌桩间距1.2-1.5米，按等边三角形布置，基础下部处理宽度为基础线外0.3米，处理长度为基础外缘线间两侧各30cm，桩间距1.2米。结构物两侧搅拌桩处理宽度为坡角线外0.5米，基础外缘两侧第一个10m间距1.2米，第二个10m间距1.4米，第三个10m间距为1.5米。基础外缘与路走向呈斜角时，布置桩位轴线与基础外缘平行，即与路线走向呈同等斜角。
　　 （3）软土地基路基段
　　 搅拌桩按三角形布置，桩间距1.5米，搅拌桩处理宽度为坡角外0.5米。
　　 2.2施工工艺流程
　　 地上、地下清障、地面整平→施工放样→搅拌机定位调平→配置水泥浆→搅拌机钻头下沉至设计深度→边喷浆边提升搅拌提升至桩顶→重复喷浆搅拌下沉→喷浆搅拌至桩顶→关闭搅拌机，清洗→移至下一根桩。
　　2.3 施工工艺
　　2.3.1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。2.3.2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。
　　2.2.3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。
　　2.3.4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。
　　2.3.5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。
　　2.3.6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。
　　3 施工质量检测标准
　　 水泥搅拌桩的质量控制贯穿于施工的全过程，施工质检人员严格控制施工工艺质量。施工中随时检查施工记录和计量记录，并依照施工工艺对每根桩进行质量评价，评价项目包括：水泥用量、水泥浆稠度、及比重、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷浆压力、喷浆时间、复搅深度及停浆处理方法等。
　　
　　表1 水泥搅拌桩检查项目
　　
　　 （1）成桩7天后，采用浅层开挖桩头，目测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量，并测量成桩直径，开挖深度为停浆面以下1.5m处。检查频率为每工点总桩数的0.1％。
　　 （2）在成桩28天后，钻芯取样（用双管单动取样器钻芯取样）做无侧限抗压强度试验，每根桩取3个试件（桩的上中下），频率为总桩数3％。同时从钻取的芯样中检查搅拌的均匀性、桩体的完整性、桩长及桩底是否穿过软土层。
　　 （3）成桩28天后，对单桩承载力及复合地基承载力进行检测，并推算其90天的承载力是否达到设计要求。检测频率为每施工段桩总数的0.2％，并不少于3根。
　　4 结束语
　　水泥土搅拌桩地基处理技术，就是利用水泥及少量添加剂注入地基土体并进行搅拌而形成的水泥土混合桩，该技术对于施工工艺要求较高，操作不好就容易出现施工质量问题。常见问题主要有水泥与土在进行混合搅拌时不均匀，致使局部区域出现水泥量少或无水泥现象；由于深层搅拌桩属于隐蔽工程，且要求施工速度快，施工质量监控难度大，个别情况会出现桩身长度不够现象；此外还有由于桩身固结的速度较慢，在对桩身上部进行截桩头时如果用力过猛，会导致桩身出现断桩现象。因此，在施工过程中，相关工作人员需要严守岗位，严格按照制定的施工方案进行施工，同时成立施工质量管理小组，监督工程施工，以确保工程满足设计、规范要求。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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