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摘要：本文就水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用进行了探讨，结合了具体的工程实例，详细阐述了水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用，并提出了几点重要的施工工艺和施工控制要点，还对施工质量检测和效果进行了评价，以期能为水泥搅拌桩更好地应用在桥头软基处理中提供参考借鉴。
关键词：水泥搅拌桩；桥头软基处理；应用
软土是指以水下沉积的软弱黏性土或淤泥为主的地层，有时也夹杂有少量的腐泥或泥炭层。在道路施工中，软土地基存在极大的危害性，如果不处理或者处理不当，就会造成地基失稳，使道路沉降过大或产生不均匀沉降，导致路面结构层的损坏，特别是在道路与桥涵等结构物的连接处。因此，为了保障道路以及桥头的路面安全，就要对软土地基进行加固处理。近几年，在市政道路、公路、铁路、土建及电厂等大面积软地基处理施工中，水泥搅拌桩因其自身具有的独特优点而得到了广泛的应用。本文就水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用进行了探讨，以期能为水泥搅拌桩更好地应用在桥头软基处理中提供参考借鉴。
1 水泥搅拌桩的适用范围
影响水泥搅拌桩强度的主要因素包括水泥掺入量、搅拌桩的龄期、外掺剂、施工工艺及质量以及工程地质条件等。水泥搅拌桩主要适用于处理淤泥、淤泥质粘土、软弱的粘性土和粉土以及含水量较高但地基承载力不大于120kPa的软粘土地基。对欠固结土、泥炭土及地下水具有侵蚀性时，应通过试验明确是否适用。若土层中含有较多有机质或酸碱度较低的粘性土，使用水泥搅拌桩加固后的效果也较差。
2 水泥搅拌桩的优缺点
水泥搅拌桩的优点：①水泥搅拌桩将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，最大限度地利用了原土；②搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工，对周围环境影响小；③搅拌时不会产生地基侧向挤出，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；④水泥搅拌桩形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基、基坑工程围护挡墙、防渗帷幕、大体积水泥稳定土等。⑤设计灵活，可根据不同地基土的性质和工程设计要求，合理选择固化剂及其配方；⑥根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；⑦与钢筋混凝土桩基相比，能节约大量的钢材，从而降低造价。
水泥搅拌桩的缺点：①强度不是特别大，对复合地基承载力的提高有一定限度，一般情况下其承载力不大于160kPa；②施工技术要求较高，容易出现质量事故。③施工工期相对较长，需要进行压桩检测。
3 工程实例概况
某市政道路工程，全线长2.28km，其中桥头段及桥头过渡段均采用湿喷法水泥搅拌桩进行软基处理。水泥搅拌桩共计7600延米，水泥标号42.5号，掺入比例12%，桩长8.0m，桩径50cm，呈梅花形布置，桩间距1.5m，设计28d无侧限抗压强度应大于800kPa，7d桩体无侧限抗压强度应大于400kPa，桩顶铺筑30cm厚碎石垫层，垫层上下各铺设一层双向土工格栅，横向屈服力不小于50kN/m，设计其桥头段后容许沉降量设计要求不大于10cm。
工程地质情况自上而下分别为：
（1）杂填土：灰色，干～湿，稍密，表层有铺面，其下石块、砂、混凝土混杂，底部粘土为主。该层硬质含量30～60%，厚度1.5～2.50m。
（2）淤泥：深灰色，流塑，厚度10.90～11.50m。
（3）粉质粘土：浅灰、灰黄色，饱和，可塑，厚1.50～3.00m。
（4）残积砂（砾）质粘性土：褐灰，灰黄色，饱和，硬塑～坚硬，砂土状，>2mm粗粒6.7～24.5%，原岩为粗粒花岗岩，厚7.90～13.00m。
4 现场工艺性试桩
根据室内配合比试验结果，结合工程地质状况，施工前应该进行现场工艺性试桩，一般不得少于两根。通过现场工艺性试桩，掌握桩机下钻、提升的具体情况；确定钻头进入硬土层电流变化程度；从而确定水泥浆液密度和输浆泵的输浆量，掌握灰浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等施工参数。
5 施工工艺
5.1 平整场地。清除桩位处的一切障碍物（包括大石块、树根和生活垃圾等），场地低洼处用粘土回填并夯实，不得使用杂填土回填。
5.2 机械调整定位、对中。桩位对中误差不得大于5cm，垂直度偏差不大于1%。
5.3 调整导向架至垂直。垂直度偏差不宜超过1.5%。
5.4 预先搅拌下沉。先空转至搅拌头转速正常后方可下沉搅拌，下沉速度可通过挡位进行调控，其工作电流不应大于额定值。
5.5 搅拌浆液。水灰比控制在0.4～0.6范围内，每米深层搅拌桩水泥用量不小于50kg。
5.6 喷浆搅拌提升。下沉到设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后及时启动搅拌桩机及拉紧链条装置，边搅拌边喷浆边提升，提升速度按照0.5～0.8m/min進行。
5.7 搅拌钻头提升至桩顶以上50cm后关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度。
5.8 下沉至设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提到地面。
5.9 成桩后，用清水冲洗输浆管路，预防堵管。同时清除钻头上的泥土，检查其是否损坏、磨损，如遇损坏或磨损较大时，应及时更换或焊接维修。
6 施工控制要点
6.1 现场管理
本工程施工采用项目经理负责制。由项目经理组织施工、测量、试验、安全等有关人员参与工程的施工管理，并制定详细管理措施及质量保证体系，同时安排专人负责工程场地的清理、平整工作，并对现场所有桩基及桩位进行编号，便于加强管理。
6.2 施工过程控制
（1）配制浆液：浆液应严格按预定的配比拌制，并拌和均匀，以免影响桩体质量。 （2）压力控制：送浆压力为0.4～0.6MPa（桩上部用低压力，下部用较高压力，淤泥层中适当增加送浆压力）。搅拌提升速度，根据规范要求为0.5～0.8m/min，下沉速度控制在1～1.2m/min之间。
（3）泵送浆液：输浆管不能发生堵塞。泵送浆液前，管路应保持潮湿，便于输浆，供浆必须保持连续，一旦因故停浆，应使钻头下沉至停浆面以下0.5m，待回复供浆后再进行喷浆提升。如因故停浆超过3h，应重新布桩。
（4）严格按照试桩确定的参数进行施工作业，操作人员应严格记录每米的下沉时间、提升时间、送浆及停浆时间等有关参数的变化情况。
（5）为确定工程所用材料的质量和数量，应按规范要求的频率对进场水泥等材料进行检测，合格后方可使用，并建立检测及使用台帐制度。
（6）水泥搅拌桩施工完成后，桩体附近不能随意堆放重物，防止桩体产生变形。
7 施工中常见的问题及处理方法
7.1 喷浆未到设计桩顶面（或底端）标高，贮浆桶中浆液已排空。分析原因：投料数量不准确；灰浆泵输浆量偏大。处理方法：重新标定投料量；重新标定灰浆泵输浆量。
7.2 喷浆已到设计标高，贮浆桶中浆液剩余过多。分析原因：拌浆时加水过多；输浆管路部分有阻塞。处理方法：重新标定加水量；清洗输浆管路，保持输浆管路通畅。
7.3 桩位偏离设计位置。分析原因：桩机就位不准确；遇大石块后于深部发生横向位移。处理方法：清理浅部石块，严格控制偏差。
7.4 桩身发生倾斜。分析原因：搅拌轴发生弯曲；塔架承受冲击荷载时产生摇晃；遇到石块后从侧面挤过。处理方法：更换刚性好、垂直度高的搅拌轴；塔架主腿底采用球形铰链连接；清理浅部石块。
7.5 搅拌机达不到预定深度，但电流不变。分析原因：土质粘性过大，搅拌机自重不足。处理方法：增加搅拌机的自重或采取加压方式。
8 施工质量检测及效果评价
8.1 质量检测方法及结果
搅拌桩的质量检测方法主要有浅部开挖、轻型动力触探法、钻孔取芯法、静载试验法、动测法等几种，本工程主要采用浅部开挖和钻孔取芯法相结合的检测方法。
通过人工开挖验桩，目测搅拌桩的均匀性，测量成桩直径和间距。通过现场随机抽检，测量的桩径都大于500mm，桩間距均在±100mm之内，满足设计要求。同时，28d时现场钻孔取芯，水泥土搅拌均匀、没有水泥粒块，现场取芯率大于60%，5m以内水泥稠度均匀坚硬，现场标贯击数均达到10～20击，室内无侧限抗压强度均在0.15～0.45Mpa之间。检测结果表明所检测的水泥搅拌桩均能满足设计要求。
8.2 效果评价
从检测结果分析可见，经水泥搅拌桩加固处理后，地基稳定性得到增强，复合地基承载力明显提高，达到了稳定路基、控制沉降的目的。在实际施工过程中，从桩体完成施工到道路通车，桥头连接处未发生明显的沉降，较好地防止了桥头跳车现象。实践证明本工程运用水泥搅拌桩处理桥头软基方法是成功可行的。
9 结语
综上所述，水泥搅拌桩作为一种桥头软基的处理方法，既能缩短工期，又能节约投资，值得推广应用，但是在其应用过程中，要通过试验确定各种施工参数，并且要注意由于地质的变化，导致处理效果不稳定的现象，所以仍然需要在施工中不断总结经验。
参考文献：
[1] 邓庭立.水泥搅拌桩在市政道路加固桥头软基的应用[J].福建建筑.2013（05）.
[2] 陈冠一.水泥粉体喷射搅拌桩在加固桥头软基中的应用[J].施工技术.2006（S1）.
关键词：水泥搅拌桩；桥头软基处理；应用
软土是指以水下沉积的软弱黏性土或淤泥为主的地层，有时也夹杂有少量的腐泥或泥炭层。在道路施工中，软土地基存在极大的危害性，如果不处理或者处理不当，就会造成地基失稳，使道路沉降过大或产生不均匀沉降，导致路面结构层的损坏，特别是在道路与桥涵等结构物的连接处。因此，为了保障道路以及桥头的路面安全，就要对软土地基进行加固处理。近几年，在市政道路、公路、铁路、土建及电厂等大面积软地基处理施工中，水泥搅拌桩因其自身具有的独特优点而得到了广泛的应用。本文就水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用进行了探讨，以期能为水泥搅拌桩更好地应用在桥头软基处理中提供参考借鉴。
1 水泥搅拌桩的适用范围
影响水泥搅拌桩强度的主要因素包括水泥掺入量、搅拌桩的龄期、外掺剂、施工工艺及质量以及工程地质条件等。水泥搅拌桩主要适用于处理淤泥、淤泥质粘土、软弱的粘性土和粉土以及含水量较高但地基承载力不大于120kPa的软粘土地基。对欠固结土、泥炭土及地下水具有侵蚀性时，应通过试验明确是否适用。若土层中含有较多有机质或酸碱度较低的粘性土，使用水泥搅拌桩加固后的效果也较差。
2 水泥搅拌桩的优缺点
水泥搅拌桩的优点：①水泥搅拌桩将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，最大限度地利用了原土；②搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工，对周围环境影响小；③搅拌时不会产生地基侧向挤出，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；④水泥搅拌桩形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基、基坑工程围护挡墙、防渗帷幕、大体积水泥稳定土等。⑤设计灵活，可根据不同地基土的性质和工程设计要求，合理选择固化剂及其配方；⑥根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；⑦与钢筋混凝土桩基相比，能节约大量的钢材，从而降低造价。
水泥搅拌桩的缺点：①强度不是特别大，对复合地基承载力的提高有一定限度，一般情况下其承载力不大于160kPa；②施工技术要求较高，容易出现质量事故。③施工工期相对较长，需要进行压桩检测。
3 工程实例概况
某市政道路工程，全线长2.28km，其中桥头段及桥头过渡段均采用湿喷法水泥搅拌桩进行软基处理。水泥搅拌桩共计7600延米，水泥标号42.5号，掺入比例12%，桩长8.0m，桩径50cm，呈梅花形布置，桩间距1.5m，设计28d无侧限抗压强度应大于800kPa，7d桩体无侧限抗压强度应大于400kPa，桩顶铺筑30cm厚碎石垫层，垫层上下各铺设一层双向土工格栅，横向屈服力不小于50kN/m，设计其桥头段后容许沉降量设计要求不大于10cm。
工程地质情况自上而下分别为：
（1）杂填土：灰色，干～湿，稍密，表层有铺面，其下石块、砂、混凝土混杂，底部粘土为主。该层硬质含量30～60%，厚度1.5～2.50m。
（2）淤泥：深灰色，流塑，厚度10.90～11.50m。
（3）粉质粘土：浅灰、灰黄色，饱和，可塑，厚1.50～3.00m。
（4）残积砂（砾）质粘性土：褐灰，灰黄色，饱和，硬塑～坚硬，砂土状，>2mm粗粒6.7～24.5%，原岩为粗粒花岗岩，厚7.90～13.00m。
4 现场工艺性试桩
根据室内配合比试验结果，结合工程地质状况，施工前应该进行现场工艺性试桩，一般不得少于两根。通过现场工艺性试桩，掌握桩机下钻、提升的具体情况；确定钻头进入硬土层电流变化程度；从而确定水泥浆液密度和输浆泵的输浆量，掌握灰浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等施工参数。
5 施工工艺
5.1 平整场地。清除桩位处的一切障碍物（包括大石块、树根和生活垃圾等），场地低洼处用粘土回填并夯实，不得使用杂填土回填。
5.2 机械调整定位、对中。桩位对中误差不得大于5cm，垂直度偏差不大于1%。
5.3 调整导向架至垂直。垂直度偏差不宜超过1.5%。
5.4 预先搅拌下沉。先空转至搅拌头转速正常后方可下沉搅拌，下沉速度可通过挡位进行调控，其工作电流不应大于额定值。
5.5 搅拌浆液。水灰比控制在0.4～0.6范围内，每米深层搅拌桩水泥用量不小于50kg。
5.6 喷浆搅拌提升。下沉到设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后及时启动搅拌桩机及拉紧链条装置，边搅拌边喷浆边提升，提升速度按照0.5～0.8m/min進行。
5.7 搅拌钻头提升至桩顶以上50cm后关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度。
5.8 下沉至设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提到地面。
5.9 成桩后，用清水冲洗输浆管路，预防堵管。同时清除钻头上的泥土，检查其是否损坏、磨损，如遇损坏或磨损较大时，应及时更换或焊接维修。
6 施工控制要点
6.1 现场管理
本工程施工采用项目经理负责制。由项目经理组织施工、测量、试验、安全等有关人员参与工程的施工管理，并制定详细管理措施及质量保证体系，同时安排专人负责工程场地的清理、平整工作，并对现场所有桩基及桩位进行编号，便于加强管理。
6.2 施工过程控制
（1）配制浆液：浆液应严格按预定的配比拌制，并拌和均匀，以免影响桩体质量。 （2）压力控制：送浆压力为0.4～0.6MPa（桩上部用低压力，下部用较高压力，淤泥层中适当增加送浆压力）。搅拌提升速度，根据规范要求为0.5～0.8m/min，下沉速度控制在1～1.2m/min之间。
（3）泵送浆液：输浆管不能发生堵塞。泵送浆液前，管路应保持潮湿，便于输浆，供浆必须保持连续，一旦因故停浆，应使钻头下沉至停浆面以下0.5m，待回复供浆后再进行喷浆提升。如因故停浆超过3h，应重新布桩。
（4）严格按照试桩确定的参数进行施工作业，操作人员应严格记录每米的下沉时间、提升时间、送浆及停浆时间等有关参数的变化情况。
（5）为确定工程所用材料的质量和数量，应按规范要求的频率对进场水泥等材料进行检测，合格后方可使用，并建立检测及使用台帐制度。
（6）水泥搅拌桩施工完成后，桩体附近不能随意堆放重物，防止桩体产生变形。
7 施工中常见的问题及处理方法
7.1 喷浆未到设计桩顶面（或底端）标高，贮浆桶中浆液已排空。分析原因：投料数量不准确；灰浆泵输浆量偏大。处理方法：重新标定投料量；重新标定灰浆泵输浆量。
7.2 喷浆已到设计标高，贮浆桶中浆液剩余过多。分析原因：拌浆时加水过多；输浆管路部分有阻塞。处理方法：重新标定加水量；清洗输浆管路，保持输浆管路通畅。
7.3 桩位偏离设计位置。分析原因：桩机就位不准确；遇大石块后于深部发生横向位移。处理方法：清理浅部石块，严格控制偏差。
7.4 桩身发生倾斜。分析原因：搅拌轴发生弯曲；塔架承受冲击荷载时产生摇晃；遇到石块后从侧面挤过。处理方法：更换刚性好、垂直度高的搅拌轴；塔架主腿底采用球形铰链连接；清理浅部石块。
7.5 搅拌机达不到预定深度，但电流不变。分析原因：土质粘性过大，搅拌机自重不足。处理方法：增加搅拌机的自重或采取加压方式。
8 施工质量检测及效果评价
8.1 质量检测方法及结果
搅拌桩的质量检测方法主要有浅部开挖、轻型动力触探法、钻孔取芯法、静载试验法、动测法等几种，本工程主要采用浅部开挖和钻孔取芯法相结合的检测方法。
通过人工开挖验桩，目测搅拌桩的均匀性，测量成桩直径和间距。通过现场随机抽检，测量的桩径都大于500mm，桩間距均在±100mm之内，满足设计要求。同时，28d时现场钻孔取芯，水泥土搅拌均匀、没有水泥粒块，现场取芯率大于60%，5m以内水泥稠度均匀坚硬，现场标贯击数均达到10～20击，室内无侧限抗压强度均在0.15～0.45Mpa之间。检测结果表明所检测的水泥搅拌桩均能满足设计要求。
8.2 效果评价
从检测结果分析可见，经水泥搅拌桩加固处理后，地基稳定性得到增强，复合地基承载力明显提高，达到了稳定路基、控制沉降的目的。在实际施工过程中，从桩体完成施工到道路通车，桥头连接处未发生明显的沉降，较好地防止了桥头跳车现象。实践证明本工程运用水泥搅拌桩处理桥头软基方法是成功可行的。
9 结语
综上所述，水泥搅拌桩作为一种桥头软基的处理方法，既能缩短工期，又能节约投资，值得推广应用，但是在其应用过程中，要通过试验确定各种施工参数，并且要注意由于地质的变化，导致处理效果不稳定的现象，所以仍然需要在施工中不断总结经验。
参考文献：
[1] 邓庭立.水泥搅拌桩在市政道路加固桥头软基的应用[J].福建建筑.2013（05）.
[2] 陈冠一.水泥粉体喷射搅拌桩在加固桥头软基中的应用[J].施工技术.2006（S1）.