水泥搅拌桩在软土路基中及应用

1、.水泥搅拌桩在软土路基中的应用 水泥搅拌机的特点和作用在软弱地基上进行建筑工程时，由于施工技术或工程造价方面的原因，传统的施工方法，如挖除置换（人工挖孔桩）、桩基穿越（钻孔桩、静压桩）、人工加固（换土垫层）等措施，已不能适应日益复杂的工程需要。最佳的处理方法是对软土进行就地加固，最大限度地利用原状土的承载力或其他力学性能，深层水泥搅拌法即是这样一种原位加固方法。深层水泥搅拌法是通过各种深层搅拌机沿深度方向将软土与固化剂（水泥浆或水泥粉、石灰粉、粉煤灰，外加一定量的掺合剂）就地进行强制搅拌，使土体与固化剂发生物理化学反应，形成具有一定整体性和一定强度的水泥土加固体，沿深度方向形成的该加固体称为深

2、层搅拌桩。深层搅拌桩与天然地基组成深层搅拌桩复合地基。与其他施工方法相比较，深层搅拌法具有施工工期短、无公害、成本低等特点。这种施工方法在施工过程中无振动、无噪声、无地面隆起，不排污、不污染环境，对相邻建筑物不产生有害影响，具有较好的综合经济效益和社会效益 。由于水泥搅拌桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在高速公路建设领域应用得较为广泛 。在以往的工程实践中，水泥搅拌桩处理软土地基施工中常存在如下一些问题：水泥用量难控制；均匀性差、强度低；沉降得不到有效减少，达不到设计意图，甚至还有沉降量反而增大等，影响了加固效果。因此，在施工过程中

3、采取何种科学的施工工艺和有效的质量控制措施，确保水泥搅拌桩处理软基的加固效果，成了需要克服的难题。以下介绍水泥搅拌桩加固法在广州市华南路三期工程标施工中的应用，为水泥搅拌桩处理软基基础加固提供一典型的实例。 工程概况广州市华南路三期工程标，地处广州市白云区石井街道，工程地质条件较差，铁西路匝道地段为软土路基。根据钻孔地质资料，其上部地层（主要受力层）从上而下依次为耕植土（层厚平均 ）、淤泥（灰黑色，流塑状，局部夹淤泥质土层，厚度 ）、亚黏土（软塑，底部夹薄层粉细砂，厚度 ）和砂砾层（饱和，中密，含少量黏粒，地基承载力 ，厚度 ，为持力层）。由于淤泥、淤泥质土呈流软塑状，满足不了上部荷载对路基的

4、要求，因而导致路基在通车后将产生较大沉降。为保证该段路基的稳定，提高地基土强度和变形模量，以满足上部荷载对地基土承载力的要求，设计院对该段软土地基采取水泥搅拌桩加固处理设计方案。 水泥搅拌桩设计 （）强度控制标准。设计要求施工完后，水泥搅拌桩桩身 d后的无侧限抗压强度不小于 ，单桩复合地基承载力不小于 。（）材料及配合比设计。设计要求水泥搅拌桩固化剂采用普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于，水灰比控制在。现场实际采用广东英德龙山水泥有限责任公司生产的海螺牌普通硅酸盐水泥，水泥用量根据室内配比试验，按 /， /， /现场安排根桩进行试桩，最后采用 /做为施工配合比。水灰比采用。（）水泥搅拌桩孔位布置。

5、水泥搅拌桩孔位按正方形分布，桩直径为 ，桩间距为 。（）水泥搅拌桩桩深设计。根据钻孔地质资料，设计暂定桩长 ，实际桩长以打到砂砾持力层为准。实际施工中，桩长在 之间，以 左右最多。（）施工参数选择。设计要求施工参数通过工艺性试桩确定。因此，现场安排根桩进行试桩，取得如下施工参数：钻进速度 /；提升速度 /；搅拌转速 r/；喷浆管道压力 ；钻进复搅与提升时管道压力 ；搅拌钻头穿越淤泥层时电流表读数为 ，进入砂砾层时，突变为 。 水泥搅拌桩施工 正式施工前准备工作 材料准备每批水泥进场后，检验其出厂质量保证单的规格及出厂日期，按比例抽样送检。水泥运至施工现场，堆放覆盖。 机械组装吊车起吊塔架，安装

6、起吊装置和导向架，吊装水泥搅拌机，安置电气控制设备，安装水泥浆拌和机、灰浆泵、仪表、工作平台，安装配电板，管线连接。最后试运转。 劳动力组织每台搅拌机配备约名人员，其中操作工、司泵工、记录员、上料工各名。 桩位放样根据设计提供的坐标、处理范围、桩距和排距，对桩位进行实地放样，并用竹签标示。 施工设备机具本段水泥搅拌桩采用台型 单搅拌轴深层搅拌机施工，设备包括电气控制装置、水泥浆拌和机、集料斗、仪表控制装置等。 施工工艺 施工顺序根据多台机同时作业、现场施工条件、工程地质条件等，施工顺序采取分区段、从里往外的方式进行。 施工程序施工准备桩机就位预搅下沉喷浆搅拌提升重复搅拌下沉、搅拌提升桩机移位。

7、 施工技术要点（）水泥搅拌机就位时，应调整钻机平台、导向杆，使钻机倾斜小于，钻头对中桩位误差 ，同时检查钻头直径，测定钻杆长度，记录集料斗中水泥浆初始读数及钻杆初始标高。（）下钻时使钻头边旋转边钻进，保持速度 /，转速 r/，下钻到离桩底 时，调整钻速，保持 /，使压浆前的土体充分松动、粉碎，有利于第一次压浆。（）钻杆提升过程必须保持与喷浆一致，喷浆过程中，如发现套管漏浆或堵管则应立即停止喷浆。经常观察供浆计量仪的数字变化，若发现明显减少或突然停止，要立即记录，以利于补浆或复搅。（）供浆必须连续，拌和必须均匀。（）保证水泥用量。水泥用量是水泥搅拌桩成桩质量的关键。要保证水泥用量必须限制钻头提升

8、速度，并保证钻杆转速，同时喷浆管道压力应保持在 之间。每打完一根桩后，要及时计算该桩实际所用的水泥量是否与 /的水泥用量标准相符。（）水泥搅拌桩必须确保进入砂砾持力层。根据试验结果，搅拌钻头穿越淤泥层时电流表读数为 ，进入砂砾层时，突变为 。因此当钻进时的电流表读数明显上升时，说明已进入持力层。但有一种特殊情况，未钻至设计标高，电流表读数却上升，这时应继续钻进，这时电流表读数又下降，这种情况很可能是遇到较硬夹层的原因。（）成桩后，破除桩头时必须用人工凿桩头以免损坏桩身。 特殊情况下的处理措施（）在钻进过程中，当卡管时，采取实行慢速钻进；提出钻头，改进钻头；钻进位置较浅时，改用其他方法疏松土层后

9、再钻；如果是提升钻杆时卡钻，则暂停喷浆，待正常后再复喷等措施。（）在喷浆过程中，喷浆不畅或堵塞时，应该采用检查灰浆泵运行情况，调整喷浆压力；提出钻头清理喷嘴；清除固化料中的杂物和大颗粒；喷浆不畅时，操纵喷浆阀门由关到开，由开到关，反复多次等方法处理。 效果检验与评价 效果检验 水泥搅拌桩水泥用量分析本施工路段共完成水泥搅拌桩根，计 ，共用去水泥，平均灌入水泥 /，比试桩配合比/的用量稍多。 载荷试验设计图纸要求，水泥搅拌桩数量大于 根时，按桩数的确定试验桩数。本段需试验桩数为根。水泥搅拌桩龄期达 后，监理在施工段范围内选择了根桩，由广州建设工程质量安全检测中心做单桩复合地基载荷试验。在试验过程

10、中，随着荷载的逐级增加，压板的沉降量逐渐递增，没有出现突变现象。在各级荷载作用下，沉降均能达到稳定标准。在最大试验荷载 达到稳定标准时，压板的总沉降量在 之间，沉降量都不大，承压板周围土体没有出现挤出和隆起现象。根据试验的各曲线，各点的单桩复合地基承载力均达到 ，均满足设计要求。 钻孔取芯试验和开挖检查设计要求钻芯数量为桩总量的，本段需钻芯数量为根。施工结束 后，监理在施工段范围内选择了个钻芯桩点，由广东有色工程勘察设计院进行钻孔取芯。从钻取的芯样中可见：芯样桩身为深灰色，水泥土基本连续，完整性较好（个别完整性一般），水泥分布较均匀（个别局部水泥分布均匀性一般），胶结较好或一般，芯样多呈柱状、

11、块状短柱状，芯样总体质量较好。桩底持力层基本上都为砂砾层，个别为可塑粉质黏土，桩底持力层符合设计要求。检测的实际桩长与施工桩长基本相符。所取的根桩芯样无侧限抗压强度只有一根桩达不到设计要求（强度为 ），其余均大于 ，强度普遍在 之间。从现场开挖水泥搅拌桩剖面可见：水泥搅拌桩整体性较好，水泥分布较均匀，桩身直径、桩位符合设计要求。 沉降观测本软基处理段在进行路基填土施工前，按照公路软土地基路堤设计与施工技术规范对路基的沉降与稳定观测的要求布设观测站，对处理后的软土地基的下沉量进行观测。软土地基开始填筑到路基填土完成，时间约 ，测得的沉降量平均约 ，填土完成后，再按每 d观测一次，共观测次，其沉降量分别为： ， ， 。从测得的数据看，其下沉量累计只有 ，并在填土 后，基本不再下沉。其工后沉降量很小（设计要求工后沉降 ），表明水泥搅拌桩加固处理对控制沉降效果良好。 效果评价从上述效果检验分析可见，软土地基经水泥搅拌桩加固处理后，地基土强度和变形模量提高，地基稳定性增强，复