市政道路软土地基施工的水泥搅拌桩技术应用研究

市政道路软土地基施工的水泥搅拌桩技术应用研究

胡晨霞

身份证：330702199111075020

摘要：市政道路施工中，软土地基是经常会遇见的地基问题，给工程施工增加了一定的难度。水泥搅拌桩施工技术对于改善软土物理性质、提高力学强度、增加地基基础稳定性具有十分广泛的应用场景。因此，文章围绕市政道路施工中，水泥搅拌桩技术在处理软土地基方面的应用进行了研究。

关键词：市政道路；软土地基；水泥搅拌桩；应用

路基沉降控制是道路修建的重点，也是软土地基道路修建的难点，在我国很多城市道路修建中，经常面临着诸如淤泥质土等软土地基问题。由于软土具有含水量高（通常可高达40%-70%）、孔隙率高、渗透性差、可压缩性高、抗剪强度低等特点，若不进行处理，其地基承载力、工后沉降往往很难满足设计要求。目前，水泥搅拌桩逐渐成为路基工程中常用的沉降控制措施，并已经得到了广泛的应用。

一、工程概况

（一）工程基本情况

某城市道路工程起始桩号分别为K1+52.13和K2+54.36，建设的主要内容为地面道路施工。根据施工要求，工程设计在施工范围内使用内基1356根，埋入墩柱456个，地基承台153个，一次桥台56个，二次桥台65个，采用双联混凝土53联，单联钢箱10联，预制小箱梁75片。工程主体结构使用混凝土约为36.53万m3,钢筋5043万吨，钢箱量8543t。

（二）工程地质情况

经勘查，本工程主要底层分布情况如下：人工填土：土质较为松散，含水量较低，整体呈饱和状态，具有可塑性。淤泥质粉质黏土：饱和，流塑。圆砾：外表饱和，局部不饱和，稍密-中密状，局部掺杂大量粗砂粒，土质较轻，外表表现为棕褐色。黏土：湿，软塑状，局部呈流塑状。泥炭质土：湿度较高，比较密实，内含少量植物根部以及灰褐色的岩体碎块，孔隙间的填充物主要为细沙和黏粒。

拟建场地存在深厚软土，地基孔隙较多，且孔隙系数较大，其间掺杂着未分解完全的植物碎块，使得孔隙内的积水排出困难。地层大约含有63%的黏粒，对于本工程来说，若软土地基中的黏粒含量过高，将会导致地层的二次结合水量多于自然水量，使得结合水的固体性质对自然水产生较大程度的粘滞阻力，从而减弱土层的渗透能力。地基孔隙内的水分难以排出，土层中的含水量会逐渐升高，使得地基的抗剪强度降低，不仅加大了软土地基的处理难度，同时也会延误施工进度。

考虑到软土地基的特殊性，为保证工程的顺利施工以及工程的整体质量，基于实际施工情况，根据建设场地的工程概况，设计合理的软土地基桩基施工工艺，以提高整个地基和桩基的承载力，加快工程施工进度。

二、水泥搅拌桩软基施工要点

搅拌桩与预制桩有很大不同，搅拌桩是典型的非挤土型桩，通过搅拌使土体松散，然后利用水泥浆液使松散的土体变为桩体，实现软土加固。水泥搅拌桩主要施工工序包括：①定位下沉；②沉入至底部；③喷浆搅拌上升；④重复搅拌下沉；⑤重复搅拌上升；⑥成桩完毕。

实际施工中需注意下列要点：

（1）定位下沉过程中，以施工图表为依据，明确沉桩点的位置，同时通过设置临时桩加以标记，确保搅拌机可按照指示完成沉桩。

（2）固定现场搅拌机时，应保证其垂直度与平衡力，倾斜角度不应超过1%，以保证成桩后的垂直度。（3）水泥浆液应预先拌制，并按图纸要求与施工要求按分配比例调配施工需要的水泥浆液，在调配结束后将其存放于容器中。

（4）适当加快喷浆和搅拌的速度，当达到搅拌目的后，调整搅拌机下沉速度，使其处在理想状态。

（5）保证搅拌全方位实施，为达到良好的黏合状态，应将土体与浆液拌和均匀，适当提高搅拌速度能起到增强黏合的作用。

（6）施工结束后做好清洗与移位，因施工时集料器需反复利用，其内部容易积累污垢，所以在清洗时要引起重视，用温度较高的清水冲洗灰浆泵，清洗干净后方可移至下一桩位。

三、施工步骤

（一）测量精放样

在确定场地平整和完成测量粗放样后，将施工钻机移位到工作台处，在移动过程中，以桩基的中心点为坐标系原点，使用移动小车移动钻机，再用枕木把钻机垫平、稳固。钻机基本就位后，根据已经校验精度的测量控制网精准地放样出桩基的初始位置，之后利用人工方式复验桩基位置，检查是否符合预期要求。同时，在距离桩位10~20cm范围内，利用若干小铁钉围出引出桩孔范围。在放样过程中采用钢管对桩基位置进行固定和保护，便于之后钻孔施工中随时校验孔位。

（二）加长钢护筒打设

钢护筒应埋入软土地基中，并利用钢丝来维持其稳定性，为保证钢护筒能够准确地打设到预设位置，在打设过程中，选用ZX450H型液压式自动打桩机实现钢护筒打设。该打桩机的最大臂长为20m，最大打入深度可达10m。钢护筒主要起加固桩基的作用，若想取得最佳的加固效果，施工中的钢护筒的强度与刚度需达到一定要求。打设钢护筒时，利用精度较高的量测仪器，随时检测钢护筒在打设全程中是否始终处于垂直状态。同时，配合振动锤，防止钢护筒打设期间受阻情况发生。通常设定振动锤的激振力为1000~2000kN，空载振幅在10~20mm范围之间。按照以上准备，可保证钢护筒打设到位。

（三）钢筋笼吊装

在钢护筒打设完毕后，采用50t履带起重机吊装钢筋笼。为保证钢筋笼在吊起时能够均匀受力，避免因自重过重而出现变形现象，采用吊点吊装的方式。确保钢筋笼的下放中心点与孔位中心点重合，并缓慢放到桩孔中，之后使用水准仪测量钢护筒的顶端与孔位的距离，保证顶高程符合设计要求。在钢筋笼外围焊接两层钢筋头，且每层至少焊接15个钢筋头，确保钢筋笼的保护层达到一定厚度。同时保证桩长均超过6.5m，桩基上方的钢筋笼长度不超过顶高程的1/3。

（四）桩基成孔

将液压全套全回管钻机压入套管2~4cm，当钻机的第一节套管钻进地基的1/4后，立即安装下一节套管同时利用旋转钻杆进行取土，取土深度不低于1.5m。取土过程需与下压套管同步，并保证套管的底口要超前取土面20~25cm。

当第二节套管进入到地基的1/2后，利用旋挖钻机在取土位置进行护壁成孔，直至孔深达到桩基持力层。成孔过程中，要严格控制钻头的垂直度，做到随挖随测随纠偏，必要时可采用碎石块进行抛石纠偏。

（五）清孔

顺利成孔后应立即进行清孔处理，以保证成孔质量。利用活门式抽渣筒从孔口顶端到孔底对孔内进行反复掏渣，彻底清除井眼底部的泥沙和沉渣。当抽渣筒钢筋下垂后，表明孔内的沉渣厚度超标。重复上述掏渣操作，直到达到工程规范要求。

（六）泥浆制备

工程中选用泥浆自动制作机械完成泥浆的制备。泥浆制作机械具有一定的循环运输功能，可将泥浆储蓄池中的原始泥浆，通过过滤网进行过滤后，得到不含多余杂质的泥浆。之后通过循环程序，再次回到泥浆储蓄池进行循环操作，以提高泥浆纯度。泥浆制造机械的原始泥浆，需选取黏度与颗粒值均不超过30%的优质型黏土。

（七）灌注水下泥浆液

灌注水下泥浆液是进行桩基施工中的重要工序，配制好的泥浆要静置不少于24h。将泥浆泵的前端放入桩孔中，启动泥浆泵，开始灌浆。开灌之后要连续进行灌注，不得有停顿操作，且每次灌注的时间间隔至少为30min，保证泥浆有足够的初凝时间。

完成灌注的泥浆桩应比实际设计的高度高出10~20cm左右，并将多余的部分进行凿除，以提高泥浆灌注的整体质量。至此，完成在软土性地质条件下的桩基施工工艺。

市政道路工程中的桩基施工具有较多的不可控因素， 在软土地基等特殊地质条件下时，则会进一步增加施工的 难度。因此，需要针对软土地基特点，采取相应的桩基施 工方案，增强地基承载力，保证工程整体进度和施工质量。

参考文献

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