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浅谈深层水泥搅拌桩软土路基处理技术

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：白磊

[导读] 摘要：软土路基作为一种在公路施工中较为常见的特殊路基，其具有含水率高、孔隙比大，抗剪强度低等特点，如若处理不当，将导致路基失稳或不均匀沉降，致使路面破坏。

        中国一冶集团有限公司湖北武汉 430000
        摘要：软土路基作为一种在公路施工中较为常见的特殊路基，其具有含水率高、孔隙比大，抗剪强度低等特点，如若处理不当，将导致路基失稳或不均匀沉降，致使路面破坏。常见的软土路基处理方式有浅层换填，机械强夯，排水固结，化学加固方法等，当路基中软土分布较广、埋设较深、呈夹层分布时，常采用深层水泥搅拌桩进行软基加固。本文结合工程实例，对深层水泥搅拌桩进行软土路基处理的施工工艺及控制要点进行介绍，希望给类似工程一些参考借鉴。
        关键词：深层；软基；加固；搅拌桩
        1 引言
        深层水泥搅拌桩主要是利用水泥做固化剂，通过专用机械设备将水泥喷入处理的软土地基内，并在喷注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和化学反应，生产水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，从而提高路基的承载能力，到达加固软土路基的作用。相对其他处理方法，该方法具有处理深度大、施工工期短、操作简单等优点，适用于处理埋设较深或者在地表以下呈夹层分布的淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土地基。
        2 工程背景
        阳大路拓宽改造工程位于武汉市新洲区，工程总长度为10km。现状阳大路为双向四车道，道路宽度为25.5m，拓宽改建后的新阳大路宽60m，项目区域地形平坦开阔，属于长江一级阶地，多分布菜地。工程地质水文地质条件简单，不良地质主要表现为部分地区发育有层状、零星状软土，主要为流塑状淤泥和软塑-流塑状淤泥质土，具有含水量高、高孔隙率、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等不良特点。一般软土发育层厚较小，少量路段有层状发育较厚软土，部分区域附近软土埋深2.6-14.8m，厚度达10余米。
        为保障路基稳定和满足施工后沉降的要求，根据软土的性质和厚度以及路堤填土高度本项目软土地基采用一般路基浅层换填处理和水泥搅拌桩加固两种处理方式。其中，对软土深度大于3m，最大深度不超过20m的地基基础采用水泥搅拌桩复合地基处理措施，水泥搅拌桩采用湿法双向搅拌，桩径为0.5m，间距1.5m、1.7m两种，采取梅花型布置。
        3 工艺流程
        搅拌桩施工工艺流程为：

        搅拌桩工艺流程图
        4 主要施工方法
        4.1施工准备
        ①试验准备：备好满足设计要求的水泥，并按规定频率进行抽检试验。
        ②施工现场准备：根据路面标高以及路面结构层厚度等确定搅拌桩顶标高，整平场地至桩顶标高，场地低洼时应填好粘土，不得回填杂土。
        ③正式大面积施工前，进行工艺试验桩，确定最佳搅拌次数、泵送压力、泵送时间、搅拌机提升速度、下钻速度以及喷浆时间等参数。
        4.2测量放线
        本项目水泥搅拌桩布置在现有阳大路两侧，单桩桩径500mm，间距有1.5m、1.7m两种形式，呈梅花型布置。施工时应分段分行测放出桩心轴线，用白灰线连续标记，并用竹签按设计桩间距要求，精确标出每根桩位置。
        4.3施工技术参数
        1）根据设计要求，搅拌桩水泥参入量56Kg每延米，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，桩身抗压强度（28d）不小于0.8MPa，复合地基承载力不小于100KPa。
        2）水泥搅拌桩采用单轴双头水泥土搅拌桩钻机施工，浆喷法施工工艺，桩顶1.0至1.5m的范围内进行二次喷浆搅拌，并人工修整。
        3）喷浆提升速度
        湿喷法施工质量关键是控制喷浆量和水泥浆与土搅拌均匀性，施工中应严格控制喷浆提升速度。
        喷浆提升速度按下式计算：

        式中：υ—搅拌头喷浆提升速度（m/min）；
        Q—灰浆泵排量（m3/min）；
        γd、γ—分别为水泥浆、土的重度（KN/m3）；
        F—搅拌桩截面积（m2）；
        aW—固化剂掺入比（%）；
        αc—水泥浆水灰比；
        4）搅拌桩搅拌速度和提升速度参考值

        4.4施工操作要点
        1）平整场地、施测桩位
        开始施工前，先平整场地后检测地面高程，根据地面高程和施工图设计确定其打设深度。在场地清理之后施测路线中线桩，并用竹签标出桩位。
        2）钻机调试、就位
        钻机到场后，需要对其进行调试、试运转，确定没有故障后将钻机钻杆对准桩位，调整导轨垂直度，符合要求后方可开始钻进。
        3）安装水泥浆制备系统
        浆液严格过滤，过滤后送集料斗备用，且经常搅拌以防沉淀，水泥浆水灰比控制在0.5～0.55之间。
        用压力胶管连接灰浆泵出口与深层搅拌桩机的送浆管出口。
        4）试运转
        测试搅拌机的搅拌与下沉（提升）过程是否正常，送浆管路与供水管路是否通畅，各种仪表的显示与检测是否正确等。
        5）喷浆搅拌下沉
        施工时，用输浆胶管将储料灌浆泵与搅拌机接通。先启动灰浆泵，将水泥浆泵送至钻头出浆。然后启动搅拌机正向旋转，使搅拌机沿导向架搅拌切土边搅拌边喷浆下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。
        6）喷浆搅拌、提升
        深层搅拌机下沉到设计深度后，停钻灌注水泥浆一段时间，一般为10～20s，直至孔口返浆，然后启动主机反向旋转，按设计确定的提升速度，边提升，边由搅拌叶片浆水泥浆与土体搅拌。钻头提升到桩顶设计高程时，停止提升，但仍保持搅拌和喷浆数秒，保证桩头质量。
        7）关闭搅拌机，清洗
        贮料罐中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直到基本干净，并将粘附在搅拌头的泥土清洗干净。
        8）移位至下一根桩
        搅拌机移位到下一根桩，重复以上工序，完成下一根桩。
        5 施工注意事项
        1）施工时需严格控制喷浆标高和水泥用量，确保桩长，压浆阶段不允许发生断浆现象。若提升时发生断浆现象，应将搅拌头下沉，再继续喷浆搅拌提升，严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
        2）施工过程中如遇停电或机械故障等原因中断喷浆，必须复喷，接桩长度不小于1米。如若发现喷浆量不足时，应进行整桩复打，复打的喷浆量不小于设计用量。
        3）施工时严禁采用高档快速钻进，钻进速度不大于1.0米/分钟，提升喷浆速度不大于1.0米/分钟。施工过程中，搅拌头每旋转一周其提升高度不得超过16mm。
        4）定期检查成桩直径和搅拌均匀程度，对使用的钻头应定期复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。
        5）施工须严格按照设计图纸进行，注意施工现场的整洁，严禁大面积污渍场地。
        6）本工程桩顶、桩底高程不一致，整体呈顺坡，在施工时，做好各桩高程控制工作，以免造成材料的浪费和返工。
        6 结语
        阳大路拓宽改造工程在软土路基处理中采用深层水泥搅拌桩软土路基处理技术，良好的解决了深层软基分布面积较广、在土层中夹层发育、难以直接处理的难题。其处理完毕后路基整体沉降量较小，抗侧滑能力得到加强，较大的缩短了施工工期。在道路施工深层软基处理中，适合进行推广使用。
        参考文献：
        [1]杨敏.浅谈水泥搅拌桩在路基软基处理中的应用[J]，科技展望，2015（12）：20.
        [2]管军、解国光.施论水泥深层搅拌桩施工工艺及质量控制[J]，四川水泥，2016（11）：11.
        [3]马跃腾.水泥深层搅拌桩技术在市政道路软基处理中的应用，大科技，2010（9）：259-260.
        [4]金鑫.路基软基处理中水泥深层搅拌桩的应用，工程技术，2017，7：5.