水泥深层搅拌桩在市政道路工程软基处理中应用

水泥深层搅拌桩在市政道路工程软基处理中应用

谢耀心

广东 佛山  440683197312303412

摘要：市政道路工程施工过程中，通常遇到软基、岩溶等不良地质情况，需要对其进行加固处理，否则容易引发工程质量及安全风险。在处理软基过程中，水泥搅拌桩是常用技术之一，具有施工快捷、工艺简单、质量好等特点，已普及应用。文章对水泥搅拌桩在市政工程应用工艺、质量控制措施等进行深入探讨，以供广大同行参考。

关键词：水泥搅拌桩；软基处理；质量控制；市政工程

前言

我国地区辽阔，地质条件复杂，市政道路工程在施工过程中通常会遇到软基等不良地质，需要进行加固处理，才能满足设施与施工要求。

目前常用的软土地基处理技术较多，常用的有水泥搅拌桩、砂石桩、换填、强夯、预压、挤密桩、振冲等。水泥搅拌桩原理是通过把原有软土加入水泥进行搅拌，使到水泥颗粒以及软土颗粒共同作用，发生一系列的物理以及化学反应，其所形成的胶凝与网状结构物，也称水泥土桩复合地基，其具有良好的胶体和强度。水泥搅拌桩可提高地基承载力，降低沉降量，软基处理效果显著，目前这种施工技术在市政道路软基工程中得到了广泛地应用。

一、工程简况

某市政道路工程，总长度为2.12km；从勘察报告得知，部分施工区域存在填土层较厚、松散、均匀性差；存在较大地基沉降，承载力低，需要对其进行加固处理，方能满足设计与施工要求。

我们对造价、现场施工条件、地质条件以及工程进度等因素进行综合考虑，决定采用水泥搅拌桩处理软基。加固处理后的地基，应满足单桩承载力105kPa，复合地基承载力120kPa。桩柱的直径为500mm，

桩的间距离1.00m，布置成正方形状。

桩的平均长度为10.5m, 强度要达到1.6MPa以上，桩底必须穿越填土层，进到下部持力层要达0.5m以上。

二、施工准备

1、对施工现场进行清理，保持平整状态，满足桩机及各类桩材料的承重、运输和施工要求。

2、对需要进行搅拌桩作业的区域进行挖土，达到桩顶设计标高，

由于在进行搅拌桩施工期间容易出现水泥浆外泄，要提前出现沟渠，

避免水泥浆外泄导致污染附近环境。

3、以设计图纸为依据，进行放线，采用专业仪器，确定施工桩点位置及距离，并漆上红漆等进行标记。

4、搅拌桩进行作业的区域要进行合理规划布置，确定包括机械设备、

水泥、搅拌设备、存浆池等等的位置，以方便施工。

三、工艺试桩

在正式开展搅拌桩作业前，要先按照设计标准要求进行试桩，以掌握施工区域的成桩经验与各类施工技术参数。每个区域要试桩5根或以上，并确认试桩成功，之后总结经验后再全面指导桩的施工。

检验试验桩质量可以在7d后进行直接挖出；也可以在14d后取芯。通过上述方法，对水泥搅拌桩的成桩强度及均匀程度进行检验。通过对试桩进行检验确认本工程水泥搅拌桩施工参数如下：采用“四喷四搅”工艺；施工材料为P·042。5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比0.45-0.55；水泥掺入比为被加固土重的15％至18％。

搅拌机下沉以及提升速度为0.5-0.8m／mm，注浆额定压力要达到

5.0MPa或以上。

四、施工工艺

施工工艺及流程见图1

施工期间要做好以下工作：

1、对中。搅拌桩机要移至桩位上面，并调整其垂直度，钻头必须对准桩位。

2、预拌下沉。把钻头逐渐沿导轨切土下沉，达至设计深度，并控制钻进速度在0.8～1.0m／mm之间，并控制电机工作时的电流要小于60A。如下沉速度不达标，可在输浆系统中补入清水，利于钻进。

3、水泥浆配制。

搅拌机沉至相应深度时，要开始配制水泥浆，水灰比为0.45：0.55，

等到压浆前把水泥倒入集料斗。

4、提浆搅拌。

搅拌机沉至设计深度时，打开灰浆泵，把水泥浆加压进行软土中，

泵压宜控制在0.4-0.6MPa之间。

要采用旋转喷浆方式作业， 搅拌机提升速度要控制在0.6～1.0m／min之间。到达停浆面时，提升作业停止。注意停浆面高度要高出

设计桩顶标高50cm左右。

5、重复上述工序作业。把搅拌机边旋边沉进土体里，达到设计深度后，再把其提升到地面。

6、清洗。把适量清水倒入集料斗，打开灰浆泵，清洗管路中存有的水泥浆，以及搅拌头存有的土迹。

7、把上述工序再重复一遍，结束后把桩机移至其它桩位进行作业。

8、做好施工记录，包括每根桩的钻进与提升时间、提升速度、次数、钻进深度等，均要进行详细记录。

五、施工质量控制及检测

1、施工质量控制标准

水泥搅拌桩施工质量标准包括以下几方面：

（1）垂直度。

设施进入施工现场后，要保持平整，施工期间不出现倾斜、移动等问题。机架与钻杆垂直度要满足规定要求，如发现存在偏差时，要对其进行及时调整，并保证垂直偏差控制在规定允许范围内，要小于

1.0％。

（2）桩机就位时，一定要对中，并保证其误差小于20mm，桩径偏差小于4％。

（3）施工期间必须做好桩施工所用的水泥量、泵送浆液时间、以及

搅拌桩作业过程中每米下沉、提升的时间、速度等情况的记录工作。

搅拌时下沉和提升时间及速要严格控制，并保证在加固区域内作业时须充分搅拌，并适度控制搅拌提升速度小于

1.0m／min。

（4）作业期间，施工所用水泥浆不能存在离析问题，并且要在2h内尽快用完水泥浆，如出现停置时间太长，会影响泥浆质量，不能使用。

（5）保证加固作业均匀及强度，搅拌桩作业要连续进行，严控喷浆量。输浆时要连续供浆，保证有足够压力进行输浆。如需要停浆，则要把搅拌头下沉，到达停浆点0.5m之下位置。

待恢复供浆之后，再进行喷浆搅拌；若果停工时间超过40min或以上时，要用清水全面清洁，避免水泥在管道及设备上留有结块，对正常作业造成影响。

（6）施工过程中如遇到地下存在障碍物造成钻杆无法作业时，要及时通知业主、监理、设计等有关人员，共同研究解决方法。待问题解决后再进行后续工序施工。

2、质量检测标准

要做好水泥搅拌桩质量控制工作：

（1）成桩后7d内，应用轻型动力触探法，对桩身强度进行检验，

并按照总桩数的2％，至少3根或以上的根数进行抽检。

（2）成桩达到28d后，要对桩进行复合地基承载力试验，并按照总桩数的0.5％，至少3根或以上的根数进行抽检。

（3）成桩达到28d后，进行钻芯取样，对成桩的均匀性、桩身抗压强度等进行检验。

芯样直径要达到80mm或以上，钻入持力层内的厚度要达到3倍桩径或以上，检验点数量为桩数的0.5％，且达到3个点或以上。

3、质量检测结果

上述工程通过对6根桩抽芯检验，对芯样进行分析，确认桩身完整。

通过对芯样进行无侧限抗压强度试验，

桩身水泥土抗压强度达到

2.51至6.52MPa，远高于设计强度1.6MPa，由此可以得出结论，水泥土搅拌桩在填土层中施工取得良好效果。

此外，还选取3个点进行场复合地基载荷试验，根据S-P(位移—荷载)曲线确定的地基承载力为132kPa、146kPa和139kPa，均能满足设计要求。

结束语

通过水泥搅拌桩技术在市政道路工程软基加固应用，可以得出如下

结论：

1、水泥搅拌桩技术可以在软弱土层施工，并且效果显著，且质量可靠、经济成本合理，造价优势明显。该技术尤其适应填土层深厚的土质施工，经搅拌桩处理后，土体性质有极大改善，地基承载力明显提升。

2、施工期间，要认真观察和分析搅拌机作业时的下转速度、电流等相关参数的变化，并以此为依据，判断桩端能否到达持力层以及进入深度等是否达到预期要求，确保搅拌桩质量。

3、先要进行试桩作业，获得相关参数后，再分析设备性能及施工能力，是否满足设计要求，并以此为依据，确定搅拌桩施工工艺的最佳参数，为保证工程质量提供有力保障。

通过大量的实践例子表明，市政道路工程采用水泥搅拌桩施工技术进行处理软基，能有效改善地基土的性能，提高地基承栽力、减少地基沉降，软基得到有效加固，为整体道路工程顺利施工提供良好条件。

参考文献

[1]江剑煌，水泥搅拌桩施工技术在市政道路软基处理中的应用和发展，建设技术开发，2019（9）

[2]邵舟捷，水泥搅拌桩施工技术在市政道路软基处理中的思考，珠江水运，2020.05