探究深层水泥搅拌桩在道路工程软土地基处理中的应用

李兰平

（广东冠粤路桥有限公司,广州511450）

1 引言

由于软土地基具有含水量大、压缩性强等特点，基于软土进行道路工程建设时，极易导致较大的沉降，造成路面裂缝、塌陷、断裂等病害，严重影响行车安全。为提高道路工程建设质量，在施工过程中，可根据工程项目的特点使用深层水泥搅拌桩先对软土进行处理，提升地基的各项力学性能，从而提高道路工程的建设质量。需要注意的是，工作人员在施工期间，需要规范操作，妥善对软土地基进行处理，降低道路坍塌事故出现的概率，提高道路工程承载力，打造高质量的道路工程。

2 深层水泥搅拌桩技术概述

为保证道路工程的施工质量，提高行车安全性，我国相关规范对道路建设标准做出了系统的规定。在软土分布区域，可以采用深层水泥搅拌桩技术对软土进行处理，使地基的各项性能满足相关规范和工程项目的要求，从而保证施工质量。在深层水泥搅拌桩的施工过程中，通常选用PH-5D深层搅拌桩机对水泥与黏土进行深层搅拌，通过一系列的化学反应加速软土的固结，并起到加固的作用。施工过程中，应注意控制其垂直度，严格控制喷浆量及停留时间，及时用清水对水泥搅拌桩设备进行清理，否则，极易造成水泥搅拌桩设备故障。选择设备时，需要根据工程项目的实际情况选择功率合适的设备，在提高道路工程建设质量的同时，降低能源消耗。

3 深层水泥搅拌桩工艺流程

3.1 施工准备

在施工过程中，深层水泥搅拌桩对环境要求较高，在深层水泥搅拌机入场前，施工现场必须达到“三通一平”（水通、电通、路通，场地平整），使搅拌桩机能够正常工作。在施工过程中，需要严格把控材料质量问题。通常情况下，选用普通硅酸盐水泥。在水泥进场后，需要取样检测，保证水泥各项指标合格，从而使工程建设质量达到要求。监理人员在设备入场前，需要对设备的合格证、检验证明等证明进行审查，并组织专业小组进行人为检查，严格执行相关施工规范，保证设备使用安全[1]。

3.2 搅拌桩定位

机械设备进场前，应对搅拌桩施工区域内地表的淤泥与杂物进行清除，并进行场地平整、加固，做到地基坚实平整，确保沿线道路平整、畅通，施工场地布置以能行走50 t大吊车为准。施工前应做好管线保护，清理障碍物，然后铺设导木，安装导轨，在导轨上安装底盘（底盘上下为钢板中间夹槽钢焊成），并临时固定，在底盘上搭设塔架。塔架拼装完成后，利用塔架进行深层搅拌桩机吊装，同时，安装灰浆制备系统，包括工作平台、制浆设备及泵送设备、灰浆流动制备站，并做好管线连接工作，最后进行机械调试[2]。

3.3 试验段施工

在施工过程中，设备初次使用时极易出现安全隐患，这些隐患无法目测识别，需要根据实际情况调整水泥搅拌桩的配比以及各施工参数。因此，在工程项目正式实施前，需要进行试验段施工，以保证施工质量。具体应注意的要点是：（1）可对不同地势的土层进行试验，通过多次检验，确定各项参数；（2）确定水泥搅拌桩最大承受压力，使其满足工程项目的需要；（3）选择合适的原材料，制订深层水泥搅拌施工规划，降低工程量，选择最佳搅拌方式[3]。

3.4 预拌下沉

预拌下沉是深层水泥搅拌桩技术非常重要的施工环节，一般包含3个工序：（1）搅拌前，必须启动搅拌电机，让其沿导向杆逐渐下沉，并严格控制下沉速度。为了确保下沉速度均匀，通常选择输浆系统进行控制。（2）搅拌过程中必须结合搅拌施工实际情况，对出现的突发问题进行处理。比如，搅拌过程中往往会遇到石块、硬质东西，此时必须合理降低搅拌速度，防止钻机叶片被石块折断。（3）砂浆与泥土搅拌过程中，为了将二者搅拌均匀，可适当增加提升与钻入次数，有效减少钻机下沉。由于施工现场地质情况复杂，施工过程中若遇到无法正常作业的情况，需要第一时间和监理工程师沟通可行方案，并结合施工实际情况对其进行合理调整，避免工期延误。另外，施工过程中，要确保钻机的垂直度。

3.5 配置水泥浆液

在施工过程中，为保证施工质量，通常使用混凝土制作水泥浆液，并严格按照成桩试验的配合比拌制浆液，保证搅拌桩的质量，提高地基的承重能力。通常情况下，由于水泥浆液成分配置要求较高，施工过程中也可使用硅酸盐水泥代替混凝土[4]。

3.6 喷浆搅拌提升

严格按照试桩配合比拌制完成后，为了防止浆液离析，应尽快用于施工，不得长时间放置，超过2 h的浆液应废弃。浆液倒入集料斗时，应加筛过滤，避免浆内块状物损坏泵体。在提升钻杆、喷浆搅拌时，应使钻头反向边旋转，边喷浆，边提升，提升速度宜控制在0.5~0.8 m/min。当钻头提升至距离底面1 m时，宜慢速提升；当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒，保证桩头搅拌均匀。施工过程中，应随时记录喷浆压力、喷浆量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。当发现喷浆量不足时，应整桩复打。当施工中因故停浆时，应使搅拌头下沉至停浆面以下0.5 m，待恢复供浆后再喷浆提升。当停机超过3 h时，应拆卸输浆管路，清洗后方可继续施工，以防止浆液硬结堵管。成桩后要对成桩质量进行严格的检验，保证其可以满足相关施工标准和要求。

3.7 多次搅拌下沉、提升

下沉搅拌是指在泥浆处理过程中，始终保持搅拌状态，确保泥浆喷射传送量达标。（1）在进行下沉搅拌时，需要技术人员进行泥浆配比试验，根据设计泥浆使用量控制施工进程。（2）进行下沉搅拌的同时，还需要进行喷浆处理，施工时，应启动电机并放置空压机，为钻头提供动力。钻头按照轨道进行下沉，在钻头下沉过程中，需要工作人员严格把控速度，保证钻头下落到指定位置。（3）由于钻杆提升至一定高度后会出现喷浆现象，因此，工作人员进行下沉搅拌时，应对灌注桩施加一定的外力，通过高速坠落产生的压力将水泥夯实，并进行反复碾压操作，提升工程建设质量。通常情况下，在泥浆喷射过程中，需要深层水泥搅拌的桩持续搅拌，并且每次暂停要控制在2 min以内，以此增强设备使用安全性，延长设备使用寿命[5]。

3.8 清洗

在搅拌桩全部完成后，要及时对搅拌机进行清洗，把搅拌机各个管道中残余的泥浆和搅拌头上的软土清除干净，防止下一次水泥桩施工时出现管线阻塞的情况，增加不必要的成本。

4 加强深层水泥搅拌桩在路基软基处理中的质量控制措施

4.1 施工检测

施工过程中，应进行及时的施工质量检测，主要检测内容如下：

1）设备检查。设备在施工中，要定期保养，需要对多次下沉的搅拌装置进行日常检查。由于其叶片在搅拌过程中极易出现腐蚀或破损现象，并且由于其时常与泥浆混为一体，极易造成设备故障。因此，需要及时清理干净叶片上的泥渣，不仅可以提高水泥深层搅拌机施工效率，还能避免出现混凝土凝结，引发人员安全问题。另外，钻头磨损问题也常发生，管理人员要对其进行检查，发现破损的钻头要及时更换，确保施工质量。

2）成品检测。施工完成后，必须对试桩进行成桩质量检测，一般情况下，试桩不应少于7根，7 d后直接开挖取出，14 d后取芯，通过对桩身各段水泥土原状土样的室内无侧限抗压强度试验，以及取出的芯样各段的标准贯入度试验的标贯击数，可以可靠准确地判定桩身各段的强度，也可测定桩身的变形情况。从而指导后续搅拌站施工，确保工程质量。

4.2 确保桩身水泥用量及耐腐蚀剂用量

水泥的使用量也会在很大程度上影响桩体强度，水泥量过大会造成浪费，太少又会使桩体强度过低，所以，应严格控制水泥使用量，确保桩体的水灰比和送浆压力和试验得出的数据一致。

5 结语

综上所述，由于我国幅员辽阔，地形复杂，在道路工程建设中，常遇到软土地基，为保证施工质量，在施工前应先对软土地基进行处理。根据工程项目的实际情况，可采用深层水泥搅拌桩技术进行软土地基的处理，从而显著提高地基的承载力，使其满足施工需要。希望通过本文对深层水泥搅拌桩施工技术的介绍，能为相关工程项目提供借鉴，促进该技术的推广使用。