市政道路建设工程中水泥土搅拌桩加固地基施工技术

市政道路建设工程中水泥土搅拌桩加固地基施工技术

康萌萌

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摘要：不同地域的地质环境条件均不一致，很多市政道路建设工程面对着复杂多样的地质情况，所以针对我国地质条件特点，市政道路建设工程中软土地基的加固处理至关重要。为了更好地服务于软土地区的市政道路建设工程，有必要进一步研究水泥土搅拌桩加固地基施工技术。

关键词：市政道路；水泥土搅拌桩；加固；地基施工；技术

1水泥土搅拌桩加固机理

水泥土搅拌桩是一种结合灌注桩与碎石桩优点的地基加固措施。它采用特定的机械将水泥在一定压力下搅入地基土中，并以搅拌的方式使得水泥与地基土相融合，同时通过控制机械导管的位置来控制加固范围和深度。为了加快浆液固结时间，需根据所加固地基土的性质，在浆液中掺入适量减水剂或石灰土。这也可以提高相应土体的强度和变形模量。此外，搅拌速度和施工工艺也会影响地基土体的强度，常见的“四喷四搅”施工工艺可保证泥浆与原地基土较好地混合，减少出现较大块状水泥的情况。具体加固机理如下：

(1）水化作用。水泥浆液在与土体充分融合后，会发生一系列的水反应，其中胶状的氢氧化钙可以将土粒黏结起来，形成强度有所提高的土块。同时，土体中一些钙、钠、钾等离子，也会伴随着浆液水化，使土颗粒出现抱团现象，从而起到提高原土体强度的作用。

(2）硬化作用。水泥浆液中的钙离子会与土体中的三氧化二铝或石英沙发生化学反应，形成类似结晶的块体，并且随时间推移，该晶块还会变得更硬，从而起到提高原土体强度的作用。

2泥土搅拌桩加固地基施工技术设计

2.1确定水泥土搅拌桩设计参数

在进行水泥土搅拌桩加固地基施工时，设计水泥搅拌桩参数，首先是设计布桩形式，一般来说不同的水泥土搅拌桩布桩形式所形成的地基加固效果各不相同，本文综合市政道路建设工程的特性。

在矩形的布桩形式下，各水泥搅拌桩不仅有着足够的稳定性，而且其加固范围完全满足市政道路建设工程中地基加固施工要求。然后确定水泥搅拌桩的桩间距，其中桩数的计算公式如下所示：

式中，N表示市政道路建设工程中水泥搅拌桩的数η量；表示水泥搅拌桩的面积置换率；S1表示水泥搅拌桩的横截面面积；S2表示市政道路地基加固的面积。桩间距则需要在式（1）桩数的基础上，根据稳定验算来设计，通常为桩径的2倍以上。最后确定水泥搅拌桩的桩长与桩径，从水泥搅拌桩承载力的角度出发，其桩长应该在18m以下，而桩径的确定需要结合搅拌机械，如果是单轴的搅拌桩机，可以将桩径设计为600mm，如果是深层搅拌桩机，可以将桩径设置为1200mm。本文确定了水泥搅拌桩的设计参数，其影响着桩身承载力以及沉降变形速率，所以在进行市政道路建设工程中水泥搅拌桩加固地基施工时，需要确定最优的设计参数。

2.2施工前准备

2.2.1机械准备

在水泥搅拌桩施工之前，施工单位要充分准备工程所用机械设备，根据工程特点选择设备规格型号和数量。压缩机、钻机、喷浆机等都是水泥搅拌桩必不可少的设备。水泥搅拌桩动力支持为压缩机设备，压缩机产生的压力气源可以保证路基内部充分注入水泥浆液。成桩阶段主要依靠钻机设备，可通过正向钻进、反向钻进完成成桩制作。喷浆机械主要包括浆液储罐、计量装置和发送装置，可以发送浆液。在正式施工前，设备管理人员通过现场调试确保所有设备正常运转，并记录调试合格的设备，避免混淆使用。施工前，还要明确划分岗位职责，确保施工人员明确自身工作职责后顺利完成各项施工活动。

2.2.2材料准备

水泥库是施工前需要重点准备的场地，专门用于储存水泥材料，并仔细检查水泥材料的状况，确保水泥材料储存质量，避免浪费。施工前，应由专业的质检机构检验水泥材料的参数，确定其质量符合施工标准。

2.2.3场地准备

在正式操作之前，应清理干净施工场地的石块等杂物，平整路面，合理设置排水沟，为顺利完成施工活动创造有利条件。如果现场存在凹凸不平的位置，应利用设备或人工进行填补或压平，为成桩质量优化提供保障。

2.3钻进成孔

在确定了水泥搅拌桩的设计参数后，需要严格按照相关参数进行钻孔施工，钻孔之前，使用推土机将市政道路建设工程中地基加固场地平整，并对施工现场的水质与地下管线等进行检测，确保用水安全以及施工顺畅。然后按照水泥搅拌桩的相关设计参数，采用全站仪进行桩位放样操作，并对桩位做好标记。最后控制钻机就位，进行钻孔施工，在实际的市政道路地基加固施工中，为保障水泥搅拌桩的成桩质量，本文采用不受地下水位限制的长螺旋钻机进行钻孔施工，该钻机主要由桩架与钻进系统这两个部分构成，在长螺旋钻机的桩架结构中，由卷扬机组、钢丝绳等组成的卷扬机构至关重要，为保障水泥搅拌桩的成桩质量，本文对长螺旋钻机的卷扬机构进行了一定的改装，将原始转速固定的控制方式改为无级变速控制方法，在一定程度上可以提升钻孔的灵活性。在长螺旋钻机就位后，将钻头对准桩位。

2.4水泥浆液质量控制

(1）水泥搅拌桩施工前，应将水泥原材料P·O42.5级普通硅酸盐水泥送检，检验合格后，方可进场，进场后按规定的检验频率500t/批次再进场送检。

(2）水泥搅拌桩桩机现场设置水泥罐储存水泥，水泥罐外壁应光滑、无破损，以防止水泥受潮、固结，影响水泥强度值。

(3）水泥浆液的水灰比应严格控制在0.5～0.6，通过定期检测水泥浆比重控制施工水灰比。

(4）要想保护水泥浆液质量，必须采用符合要求的拌和用水，加强水泥浆液的搅拌控制，尤其是拌和时间，一般不得少于3min。根据现场施工情况分次拌和的，为了保证施工的连续性，必须保证水泥浆液连续拌制使用。

(5）水泥浆液要随拌随用，不得离析，储存时间不得过长，防止凝结结块，一般不得超过2h。

(6）检测水泥浆比重，保证水灰比符合设计要求。

2.5深层搅拌施工

(1）浆液制备完毕后进行深层搅拌施工，保证水泥浆液与软土充分融合。该工程施工方法为“两喷四搅”，喷浆设备为湿喷机械。第一次按照总浆20%～40%的范围控制喷出量，第二次喷浆在提钻时完成，全部喷出剩余的浆液，此过程中需要搅拌4次。

(2）在第一次喷浆后启动搅拌装置，在设计位置下放钻头后维持1～2min的搅拌时间，在搅拌装置达到设计深度后进行反向搅拌逐渐向上。采用同样的方式完成第二次、第三次搅拌，但不喷浆，搅拌过程中钻机的钻进速度不能超过1.0m/min，在达到设计深度后，钻头进行第四次搅拌施工，维持1～2min的搅拌时间后提钻。

结论

我国道路网规模得到了突飞猛进的增长，水泥搅拌桩有着工程造价低、施工效率高等优势，用在市政道路建设工程中加固地基，可以得到良好的社会与经济效益，所以本文依托某实际市政道路建设工程，详细分析并研究了水泥搅拌桩加固地基施工技术，并通过钻孔取芯检测了水泥搅拌桩的质量，验证了文中所提施工技术的有效性。地基加固效果直接关系到道路的使用寿命，所以本文研究水泥土搅拌桩加固地基施工技术对提升市政道路建设工程的稳定性有着重要意义。

参考文献：

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