某市政道路深层搅拌桩施工方法及经济效益对比分析

徐俊剑

摘 要：本文以某标段道路为例，结合自己的多年的实际经验，从深层搅拌桩施工质量控制和质量检验等方面分析其经济效益。

关键词：市政道路，深层搅拌桩，经济效益

Abstract: this article with a section of road, for example, combined with his many years of practical experience, from deep mixing pile construction quality control and quality inspection the economic benefit is analyzed.

Keywords: municipal road, deep mixing pile, economic benefits

中图分类号：U41 文献标识码：A文章编号：

1工程概况

某标段工程为市政道路，路幅宽50米，设计时速为60km/h。

本标段为海相沉积兴化平原地貌单元，场地地下水主要赋存于卵石、残积砂质粘性土和风化基岩的孔隙中，地下水类型为承压水，稳定水位埋深0.00~3.38米，稳定水位标高2.85~3.88米，地下水对混凝土结构不具腐蚀作用，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下不具腐蚀作用，在干湿交替作用下具弱腐蚀作用，对钢结构具腐蚀作用。其岩性简述如下：

（1）人工填土层：以素填土、耕植土为主，局部为杂填土。素填土为土黄色、灰黄色，松散，稍湿-湿，由亚粘土、砂粒及少量碎石组成，主要分布在田埂、涌边、塘边地带；杂填土呈杂色，由碎石、砂土等组成，呈松散状，多分布在村庄公路两旁；耕植土呈土黄色，主要为粘性土，局部为松散状砂土，含植物根系。层厚0.5~2.6米不等。

（2）粉质粘土Ⅰ：灰褐色，湿，可塑，含少量铁锰质结核及少量砂粒，物质组成较均匀，岩芯切面光泽反应较光滑，干强度中等，韧性中等，无摇震反应，为中等压缩性土层，层厚1.3~2.2米不等。

（3）淤泥：灰黑色、青灰色，流塑，饱和，可见有机质，具淡臭味，物质组成均匀，岩芯切面光泽反应较光滑，干强度中等，韧性稍底，无摇震反应，为高含水量、高压缩性、低强度的软弱土层。层厚3.3~5.6米不等。

（4）粉质粘土Ⅱ：灰黄色，灰色，可塑，砂粒含量少，物质组成较均匀，岩芯切面光泽反应较光滑，干强度中等，韧性中等，无摇震反应，为中等压缩性土层，层厚2.1~3.3米不等。

（5）淤泥质土:青灰色、灰黑色，流塑～软塑，饱和，含有少量有机质，具淡臭味，物质组成均匀，岩芯切面光泽反应较光滑，干强度中等，无摇震反应，为高含水量、高压缩性、低强度的软弱土层。层厚3.6~5.8米不等。

（6）卵石层：灰色、灰黄色，稍密～中密，成份由卵粒、砾粒、砂粒及少量泥质组成，卵粒直径一般为2～4cm，最大可达8cm以上，分选性差，卵石成份以火山熔岩及侵入岩为主，质地坚硬，呈微风化状态，层厚约0.7米。

（7）残积砂质粘性土：灰色、灰黑色，可塑～硬塑，成分由粘性土和石英砂粒组成，原岩为中、粗粒花岗岩，可见残余的原岩结构，砂粒约占30%，砾粒约占5～10%，物质组成均匀，岩芯切面光泽反应稍光滑，干强度中等。层厚2.6~7.1米不等。

深层搅拌桩设计要求：桩径为500mm；桩长为要求穿过淤泥层进入下伏持力层0.5m以上，一般桩长10～17m，桩间距为1.3～1.5m，呈梅花型布置；水泥渗入量为搅拌桩水泥用量不小于60kg/m；设计强度为≥1.5MPa。

2 深层搅拌桩施工质量控制

2.1深层搅拌法加固机理

深层搅拌法利用水泥作为固化剂，通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软土与水泥浆强制拌和后，首先发生水泥分解，水化反应生成水化物，然后水化物胶结与颗粒离子交换，团粒化作用，以及硬凝反应，形成具有一定强度和稳定性的水泥加固土，从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能，达到加固软土地基效果。

2.2影响搅拌桩施工质量的主要因素

2.2.1现状调查

本工程地质条件复杂，特别是淤泥层与粘土层重复出现，根据我司以往的施工经验，搅拌桩施工受地质条件影响较大，容易出现搅拌桩施工质量不稳定的情况，合格率偏低。为此，项目部首先对本工程已施工的600条搅拌桩进行质量检查，发现主要存在以下质量问题，如

根据以上调查，可知本工程已施工的600根搅拌桩，不合格桩数达到90根，合格率仅为85％。其中桩身强度不合格桩达到73根，占不合格品的81.1％。因此，桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题。

2.2.2确定原因

桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题，对此，经过现场调查、查看工程地质报告、对作业人员进行问卷调查等一系列措施，确定造成桩身强度不合格的主要原因有以下4个：

a.未制定不同地质的速度控制标准。施工过程中没有按地质不同调整搅拌上提下搅速度，都是统一速度0.6m/min。

b.未控制每根桩浆液用量。浆液配制量未按每根桩不同土质深度算出，有时用量过剩，有时不足。

c.水泥现场临时存放点无有效防护。运至现场水泥有部分无防水措施，容易受潮。

d.新老工种搭配不合理。经调查，大部分工人工龄都在三年以上，有部分桩机工人工龄却不满一年。

2.3对策制定及实施

2.3.1对策制定

针对以上4个主要原因，制定了如下对策：

对策1：做各种地质情况的搅拌试验，根据试验数据制定不同地质的速度控制标准。

对策2：按不同地质情况确定每根桩的浆液用量。

对策3：在每台桩机搅拌器边搭设临时储存工棚，储存位置底部用木板垫高。

对策4：将所有工人召集起来，按工龄长短重新分配组合，主要技术人员由年富力强的工人担任。

2.3.2对策实施

实施1：制定各种地质的提升速度控制标准。

按本工程三种主要地质各取一个试验区域，每种地质按不同搅拌喷浆速度各试打10根搅拌桩，测量记录每米水泥用量，再抽芯检验各种提升速度下的搅拌均匀程度和桩身强度。列出记录对比表格：

按以上试验记录表格分析：在填土层中由于砂与水泥浆结合良好，骨料强度高，搅拌桩强度较高，提升速度宜适当加快，过慢反而使水泥结块，浪费水泥。在淤泥层中由于淤泥与水泥浆结合较差，搅拌桩强度偏低，故搅拌速度宜适当放慢。在粘土层中施工，搅拌提升速度宜适中。

根据试验结果，按照搅拌均匀和桩身强度≥1.5MPa的要求，制定速度控制参数如下表：

实施3：水泥现场临时存放点采取有效防护措施

在水泥浆搅拌机附近用彩条布搭设临时储存棚，填高地面，用木板架高，防止水浸，临时储存棚只供存当天使用水泥，严禁过量储存，随时用完随时从仓库运输。

实施4：操作工人重新搭配，新老结合，以老带新。

将所有桩机工人召集起来，重新核实操作工龄。实施时将操作工人的按工龄重新搭配，每台桩机配三年以上操作工龄的工人3人，二年操作工龄的工人1人，一年操作工龄的工人1人。使所有桩机工人新老搭配合理。

3搅拌桩质量检验

经过采取以上措施，搅拌桩施工完成后，对本工程搅拌桩进行了抽查，抽查桩数2780根，情况如下：

由上表可知，实施质量控制措施后，抽查的2780根桩中，不合格的桩数仅为171条，搅拌桩施工合格率为93.8%，说明搅拌桩施工合格率已得到大大提高。

4经济效果

本工程搅拌桩设计水泥渗入量为60kg/m（按平均提升速度0.6m/min）；实施质量控制措施后，不仅提高了搅拌桩的质量，而且减少了水泥用量。经过工程完工后总水泥用量计算，平均每米实际水泥用量为58.6kg，每米减少水泥量为1.4 kg。本工程共有搅拌桩269166.7米，共节约水泥376833.38 kg，以当时水泥价格330元/吨计算，节约资金：376833.38kg×330元/吨÷1000 kg/吨＝124355.02元。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。