水泥搅拌桩施工技术在市政道路软基处理中的应用

崔堂灿

（深圳市交通公用设施建设中心，广东 深圳 518000）

1 工程概况

本工程借助深圳市某区A 段快速路为例展开分析。A 段快速路位于深圳市繁华地段，与其它快速线和立交桥互交互联，以南北走向为主线，南起北落皆与其它快速路相连接，相交道路较为繁多，地况较为复杂，主线全长3.047km，标准路幅宽70m（道路规划红线宽80m），设有两侧双车道辅道，主线双向6 车道。

2 水泥搅拌桩的作用机理

工程中如遇特殊土质或较厚土层，如淤泥土、素填土、耕表土等，都会使用水泥搅拌桩来作业。以下为水泥搅拌桩常用参数：

（1）采用单头搅拌桩，设计桩径550mm，间距1.2m，正三角形布置。

（2）搅拌桩水泥用量为66kg/m，水泥采用32.5 级矿渣硅酸盐水泥，水灰比为0.45～0.5，采用四搅两（或四）喷施工工艺。

（3）水泥土90d 桩身水泥土无侧限抗压强度超过1.5MPa。

（4）单桩承载力特征值不小于130kN，道路机动车道路基复合地基承载力特征值不小于140kPa，人行道及自行车道路基复合地基承载力特征值不小于120kPa。

水泥搅拌桩是一种软基加固法，主要用来改变软粘土的状态，通常由水泥加其它化学成分先成浆然后凝固而成。一般会在所需路基中加入凝固好的固化剂，使用专业搅拌钻机将其融入一体搅拌均匀，二者产生一定的反应，最终改变软粘土状态，使其更加坚固，成为达标使用的水泥桩体，最终成为满足施工需求的复合地基[1-2]。

3 水泥搅拌桩适用范围

水泥搅拌桩主要用料为水泥和土，选择一种合适的土质尤为重要，通常选用软土最适宜，这样便于和水有效相融合进而发生反应，其制成的固化剂更利于稳定地基。水泥搅拌桩的可适范围较广，具体有以下几方面的原因：

（1）工作运行时噪音较小，所以对地区的选择小，即使在市区内工作也不会影响到周围居民的生活。

（2）水泥搅拌桩不会损坏到所用场地以及周边土质，其破坏能力小，而且对周围环境的影响不大，具有很好的环保效果。

（3）水泥搅拌桩因其特有的对路基加固和土质的结合性，所以在后期建造中省去了防水这一工序，这无疑加快了整个施工工期。

由上可见，水泥搅拌桩适用于道路建造中的各个环境中，其在道路施工项目中有着不可替代的作用。

4 软基处理中水泥搅拌桩技术的施工流程

4.1 施工准备

水泥搅拌桩在施工的同时还会用到其他机械辅助协同施工，例如压缩机、钻机、粉浆机等，这样处理道路软基等系列工程更加便捷。压缩机不仅可以及时提供一定的压力，而且能有效制止喷浆带来的阻力。钻机有着较大的动力，其主要用在成桩作业中，工作时可根据实际情况灵活调节钻机的运速转速，从而方便施工。

建设水泥库时面积宜大不宜小，必须保证能够存放80t 左右的机械物料等，做好验收和检验工作，并采取防雨防潮等措施，避免因材料性能变质或其他不必要的问题而耽误施工，进而造成工期延误。水泥搅拌桩的选用应为R32.5 级，水泥直接选用标准的袋装即可，但是必须经监理工程师确认合格后才能使用，以保证产品合格的同时精准把控计量。水泥搅拌桩施工流程如图1 所示。

图1 水泥搅拌桩施工流程图

4.2 场地清理及放样

水泥搅拌桩施工对于场地要求较高，地面最好进行硬化处理，在工作开展前检查场地是否已经清理，确保地面足够平整且无积水[3]。钻孔定位一定要按照设计图纸来执行，将位置偏差控制在2cm 之内。确保场地高程无误，便于统计确认喷浆标高与停浆标高。放样测量以设计要求为基础，必须做到精益求精，可使用全站仪来辅助计量，准确布设桩位并设置明显标志，相关工作者定时检查。

4.3 试桩

一般根据施工设计要求以及场地的实际情况开展三次配合比测试，三次用于测试的土质应从场地的不同地方选取。如试件达标切忌存放在室外，应在室内维护成型。根据建设要求对试件进行强度测试，最终试验配置出最优配合比。

4.4 桩基就位

搅拌桩机运达指定位置后，必须由专业施工人员操作，操作前先侦查现场环境，给桩机的移动提供便利性，并保证施工安全性。检验其垂直度是否达标，误差应控制在允许的范围内，可用电锤检查，如发现差值超出1%及时调整。及时在桩机架上做好标记，以便展开后续的观测工作。搅拌桩的长度也要控制得当，一般不能短于设计要求桩长[4]。

4.5 钻孔定位

根据水泥搅拌桩钻机和后台拌合水泥搅拌机的需求摆放钻机的摆放位置。确定位置后仍要例行检测设备，确保机械没有任何性能问题方可继续正常作业。此外，要在保证机身稳定的前提下与桩位相对，并且满足施工设计对垂直度的要求。以上工作全部达标后再开展后续工作。

4.6 制浆与送浆

一定要严格按照设计标准配置制浆。配置水泥浆液时遵照特定的比例，搅拌时间不应太短，一般需持续5 分钟左右，完成后过滤，如若需要可按要求填充一定量的外加剂。送浆时把握好泵口的压力，根据施工现场的具体情况选择与之相适应的桩长，并选用相同的速度开始提升与输浆作业。

4.7 搅拌

在钻杆作业前明确灰浆的输送量。启动电机后适当放松、起吊钢丝绳，选用空压机送风，钻头沿着导轨下沉到施工规定位置。钻杆下沉和提升的速度不能过快或过慢，应符合施工要求，同时认真观测感应，以钻速来确定碰触到的土层。喷浆施工和搅拌作业按照要求开展，在匀速的同时保证泵出的浆液处于不断提高的状态，最终达到要求的标高。搅拌时间保持在在2 分钟以上，之后切断电源停止搅拌机工作。

在停灰口位置关闭灰浆泵，将搅拌机再次下沉到施工要求位置，随后提升搅拌，复搅3 次成桩。复搅完毕后及时把钻头复位；然后检查相关电机，核实是否有电源遗漏等问题，整个作业完成后将桩基运往其他孔位。操作人详细记录工作流程以及施工中出现的问题，并填写工作表。搅拌桩作业完毕后进行垫层作业，其厚度和密实度要达到设计标准，厚度一般为50cm，为了满足密实度的要求通常会继续碾压直到符合要求[5]。

5 水泥搅拌桩施工工艺以及要求

（1）水泥搅拌桩施工的场地必须无凹凸、无杂物，足够紧实平滑，如需填补使用粘性土料，切勿使用垃圾杂物。

（2）遇管线位置时，设计停浆面一般高出基础底面标高300～500mm，基坑作业时应挖除上部质量较差的桩段。

（3）桩的垂直度受两个方面的影响，所以要保证机架摆放足够平稳，还要确认导向架的垂直度偏差符合标准要求。具体来说，垂直度偏差不宜超过1.5%，桩位的偏差不宜大于50mm，桩径偏差不宜大于4%。

（4）在搅拌桩加固的地基上开挖基坑时，桩顶以上300mm 内土宜采用人工开挖的方法。

在搅拌工作时还要做好搅拌机的防护措施，要根据实际情况及时调整钻头进入的深度，在保证不损坏钻头的同时注意对周围土质的影响，应避免作业动静过大引发土质破碎情况，对此建议钻头以每圈下降1cm 的进程工作，同时加厚作业环境周边的土质。在作业进程中保持机器与地面平行，其偏差度控制在1%范围内，如发现值偏差较大应及时处理调整。机器运行所需的环境以及相关数据尤为重要，一定要加以重视，以免造成失误影响作业[6]。

6 水泥搅拌桩在在应用处理中的工艺流程

（1）对现场所有作业机械设置明确的编号，在钻机显眼处贴挂相关技术人、责任人等标牌。水泥搅拌桩作业时，确保所有管道已清洁且无阻塞拥堵现象，等到水全部流出后开始下沉。缩小其垂直度偏差的方法是在主机上挂置吊锤，以便及时发现偏差问题。

（2）一定要严格按照标准要求配置桩体掺合量和水泥浆用量，为了避免产生误差，可在机械上安装电脑系统来记录。首次下钻必须带浆，这样有利于管道畅通，但携带的浆应小于总喷浆量的50%，特别需要注意的是，下钻作业中要保持干燥。首次下钻和提钻作业全部采用低档，然后根据实际情况调高。水泥搅拌桩成桩时间应在40 分钟以上，并将其喷浆压力控制在0.4MPa 以上。

（3）为了保证工程质量，一定要重视喷浆和停浆的时间，在第一桩底作业时保留一定的时间，建议半分钟左右为宜，然后开始桩端喷浆。一旦喷浆作业开始必须做到连续作业，严禁中断停留，因此要提前检查好浆液备存情况，若中途出现少浆情况，按照规定要求采取复喷措施，喷浆量必须符合标准要求。如遇特殊情况被迫停止，应在一天之内紧急补喷，并认真、详细记录好对应的问题和处理方法。补喷重叠的部位大于100cm，如补喷工作在一天以后开始要用补桩来修复。

7 结束语

综上所述，要想高效高质完成道路建设工程，在施工中离不开运用水泥搅拌桩作业方式，其应用范围广、施工方便，而且成本低、推广快，还能有效减少能耗。在工程建造中相关建造者和责任人在注重速度效率的基础上也要关注环保节能要求，最终使我国的道路工程在量的基础上有质的飞跃。