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摘要：本文通过紫云大道（南引道）升级改造工程软基水泥搅拌桩施工实践，详细介绍了水泥搅拌桩施工方法和工艺流程，质量检验和控制方法，以供大家参考、借鉴。
关键词：水泥搅拌桩；施工方法；质量控制
1、工程概况
紫云大道（南引道）升级改造工程该合同段线路全长4.609km，位于广东省肇庆市高要区金渡镇，地势总体为北高南低，其中路基软基部分路线穿越农田及养殖池塘，局部穿越厂房和民房。
其中右幅有640m线路跨越软土路基段施工采用水泥搅拌桩，起止桩号为右幅K3+660～K4+300地质情况为：表层种植土，厚度0.4～1.1m，中层为含有机质高液限粘土，厚度0.3～5.3m，下层为中液限粉质土或残积中液限粘质土。经土工试验，软土的物理力学特性：含水量大，一般为30%～51%，饱和度均大于95%，液限36%～51%，塑性指数为15～20，天然容重约为16～19KN/m3；孔隙比大，一般在1.01～1.4之间；压缩性高，压缩系数大于0.3MPa-1，属高塑性土；抗剪强度低，其抗剪粘聚力在10KN/㎡左右，抗剪内摩擦角在1°左右；透水性差；属典型的软土路基段。设计采用水泥搅拌桩进行加固，使地基固结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基，从而达到提高路基质量，加快施工进度和降低工程造价的目的。
2、加固方案
为了避免路基不均匀沉降或沉降不稳定，本项目部分施工段采用水泥搅拌桩加固处理软土地基，设计桩径50㎝，桩长8.0～17.0m，按梅花形布置，如图一所示：S位桩间距，一般路段为1.4m，涵洞过渡段为1.3m。
图一 水泥搅拌桩断面图与平面布置图
3、工艺性试桩
为了掌握水泥粉喷搅拌桩施工技术控制参数和施工质量控制方法，正式施工前，在施工场地先做5根试验桩，对设备和工艺进行调整，给全面展开施工提供了可靠的保证。工艺性试桩主要参数：钻进速度V=2～3档（30～50cm/min）；进入持力层时电流表读数I≥60A；桩底持续喷浆搅拌时间≥30S；提升喷浆速度≤30cm/min；喷浆压力0.6～1.0Mpa；水泥浆水胶比0.5；早强剂掺量（水泥掺比）0.8%；水泥浆搅拌时间≥30min（每拌）。
4、施工方法
4.1、工艺流程
施工准备→成桩试验→确定工艺参数→搅拌机定位→预搅下沉→提升→喷浆搅拌→重复上下搅拌→清洗→移位→质量检验→加固效果评价。
本工程搅拌桩设计为四喷四搅。
4.2施工准备
按设计文件及施工现场实际情况，编制实施性施工方案，安排施工顺序流程。按设计桩位布置图排列编号i行j列（施工中按每20m为一作业区，沿线路纵向定为行，横向为列）。场地先排水清表土（腐质土）后铺设土工布（300g/m2）一道，然后填50cm厚中粗砂垫层作桩机操作垫层。在检测合格的场地内，测定搅拌桩桩位，用一次性竹筷插入桩位中心，并用石灰粉标明每个桩位。
4.3施工
（1）、按照试桩确定的配合比制备水泥浆，并存放在集料中，水泥浆水灰比宜为0.50～0.60；
（2）、吊机就位后，悬吊搅拌机到指定位置，对正桩位，保持起吊架垂直。设备就位后必须平整，确保施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不大于1%，桩位对中偏差不得大于50mm。施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，如发现偏差过大，必须及时调整。
（3）、待搅拌机冷却水循环正常后，启动搅拌机，缓慢放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉。
（4）、下沉速度由电机电流监测表控制，搅拌头预搅下沉时电机的工作电流不得超过60A，如果下沉速度太慢，阻力太大，可通过输浆管适当送水稀释土体，减少摩擦力以利钻进。
（5）、下沉到一定深度时将按设计配合比拌制水泥浆，倒入集料斗中。搅拌机下沉至设计深度（桩底进入淤泥层下的持力层不小于0.8m），开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆、边旋转，按设计要求的提升速度均匀提升搅拌机。施工中采用流量泵控制喷浆速度，注浆泵出口压力保持在0.4～0.6MPa。
（6）、施工中要严格控制搅拌机的上升和下沉速度，提升和下沉速度不得超过1m/min。提升至地面以下1m时，放慢提升和旋转速度，将出地面时，停止提升，搅拌30s，以保证桩头密实。如因故障短时间停浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待回复供浆后再喷浆搅拌。如停浆40分钟以上，必须对输浆管路全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。
（7）、为使软土与水泥浆搅拌均匀，在旋喷完成后，关闭灰浆泵，再次将搅拌机下沉至设计要求深度，边搅拌边提升至地面，进行重复搅拌。
（8）、施工中因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时应及时通知监理和设计人员，以便及时采取补桩措施。
（9）、再次提升出来以后向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，将管道中残存的水泥浆清洗干净，钻机移位于下一个桩位施工。
4.4桩头处理
砂垫层清理到桩顶位置后，开始人工进行多余部分的桩头凿除，采用小锤、短钎进行施工，不得用机械进行挖掘。
4.5桩顶垫层
桩头处理完毕后，回填桩位处碎石垫层至设计标高。垫层的碾压方式和密实度要求根据设计要求进行，避免振动过大，破坏搅拌桩体。
4.6工料机配置
(1)、机械设备
根据搅拌桩机的工作效率，综合考虑各种因素，每台桩机24小时生产效率暂按150m计算，按照工期和工作量需要，需安排搅拌机5台，双搅拌轴、中心管喷浆式，叶片直径根据孔径选定；灰浆泵5台；
(2)、材料要求
材料按设计要求选定。水泥采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥掺量不少于55kg/m，水采用自来水，不使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。固化剂浆液严格按预定的配合比拌制，制备好的浆液不离析，不停置时间过长，超过2小时的浆液不得使用，浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。现场拌制设专人记录固化剂、外加剂用量。
（3）、劳动组织
每机组配备施工人员7人，其中：现场指挥1人，负责现场安全、质量及深层拌制施工指挥、协调各工序间操作关系；司机2人，按指挥发出的信号，操纵搅拌机下沉、提升、喷浆、停浆，观察和检查打桩机械运转情况；司泵工1人，负责灰浆制备、运转泵送系统，清洗输浆管路；记录1人，负责测定搅拌桩每米的灌浆量，发现断浆及时报告，记录各种数据，复查桩位、水泥配合比等；起重工1人，负责移动起重设备，清除搅拌头附着的泥团；钳工1人，负责全套搅拌机械的修理、维护。
5、施工及质量控制
5.1、严格控制搅拌机的钻进和提升速度、供浆与停浆时间，确保成桩质量。
5.2、控制下钻深度、喷浆高程及停浆面。桩端必须原位喷浆搅拌一段时间。
5.3、成桩过程中，以一次喷浆继续二次搅拌或二次喷浆四次搅拌为宜。复揽时应避免浆液上冒。
5.4、成桩过程中，当因故停浆继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5m。若停机超过2h，应在原桩位旁边进行补妆处理。
5.5、当钻进搅拌中遇有阻力较大，钻进太慢，应增加搅拌自重，然后启动加压装置加压或边输入浆液边搅拌钻进。
5.6、配制好的浆液不得离析，拱浆应连续，固化剂与外掺剂的用量、泵送浆液时间必须有专人记录。
5.7、随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。
5.8、浆体喷射搅拌桩桩顶高程应符合施工图要求。
5.9、浆体喷射搅拌桩桩体无侧限抗压强度、桩长及桩身均匀性应符合施工图要求。
5.10、浆体喷射搅拌桩处理后的复合地基承载力应符合施工要求。
5.11、钻机成孔和喷射过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止污染环境。
6、质量标准及检验方法
6.1、浆体喷射搅拌桩质量检验标准（见表1）
表1 浆体喷射搅拌桩质量检验标准
5、结 语
终上所述, 水泥搅拌桩作为一种软基加固技术,在紫云大道（南引道）升级改造工程软基处治中得到了成功实践。该路段软基处理的成功,不仅有效地减少了地基沉降量,提高了软土地基承载力,为后续路基施工质量优良提供了保障,同时也为施工单位在以后的同类施工中积累了宝贵的经验。
参考文献：
[1] 《建筑地基处理技术规范》.中国建筑工业出版社，2013.
[2] 《公路施工手册·路基》.人民交通出版社，2003.
[3] 相关技术规范
论文作者:陈丽丽
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
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