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摘要：基于我国地大物博且经济发展不均衡的国情，交通设施建设成为促进我国国民经济增长的重要基础。而受环境复杂、土质不良的影响，许多交通设施需要在沙土、沼泽、泥浆等地基上建设，如何保障路基软基的加固处理效果，成为制约我国交通基础设施建设的重要难题。文章在分析深层水泥搅拌桩技术概况的基础上，探讨了其在路基软基加固处理中的应用，以期为具体工程提供些许参考。
关键词：路基软基；水泥深层搅拌桩；加固处理；应用
中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：
Abstract: Based on economic development in China is a vast land and unbalanced situations, transportation construction in our country to promote the growth of national economy of the important basis. By environment and complex, soil bad effect, many traffic facilities need in the sand, swamp, such as mud on foundation construction, how to keep the roadbed reinforcement effect of soft foundation, become restricting our transportation infrastructure construction of important problem. This article analyzes the deep cement mixing pile technology based on the general situation, discusses the roadbed reinforcement of the application of the soft foundation treatment, so as to provide some reference for specific projects.
Key Words: Soft subgrade base; Cement deep mixing pile; Reinforcement; application
随着我国社会经济的发展，公路、铁路建设明显增加，而沿海等地区常见的软土路基加固处理成为工程建設中十分棘手的问题。近年来，我国参照国际上先进的路基软基处理方法，使交通基础设施建设水平得到了保障，水泥搅拌桩便是其中一种较为成熟的软基加固方法。水泥搅拌桩可以分为粉体搅拌法和深层搅拌法两种，文中主要针对深层水泥搅拌桩的应用，加以详细论述。
一、深层水泥搅拌桩技术的概况
深层水泥搅拌桩是一种较为先进的软基加固处理技术，在软土中加入用作固化剂的水泥，并强制搅拌，使软土、水泥产生物理化学反应，从而提高软土的整体性、强度和水稳定性，保证路基软基具备较高的强度和变形模量。
1.深层水泥搅拌桩的技术原理
路基软基在加入水泥固化剂后搅拌形成水泥加固土，在设计时考虑上部荷载要求确定固化剂、化学添加剂的比重，通常固化剂的比重在7%到20%之间，水泥加固土的性能提升来源于软土与水泥、化学添加剂的复杂反应。
第一是水解和水化反应，水泥掺入软土中将生成铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等水化物，这些水化物进一步形成水泥石骨架；第二，团粒化作用，水泥与软土作用产生的水化物与土颗粒能够形成复合胶原体，这些复合胶原体比表面积和分子链很大，能够通过离子交换等作用形成水泥土团粒结构；第三，硬凝反应，水泥中含有的钙离子和氧化铝、二氧化硅等作用产生硅铝酸钙晶体，这些晶体有针状、稻草束状等多种形状；第四，碳酸化作用，水泥在水化作用下产生的氢氧化钙受酸性介质影响吸附二氧化碳生成碳酸钙晶体。通过这些反应能够使软土形成水稳定性、强度等性能较好的水泥土复合体，整体共同承担荷载。
2.深层水泥搅拌桩技术的优势
深层水泥搅拌桩使用软土和水泥作为主要原料，能够充分利用施工现场的软粘土等各种土类，因而使用该技术的路基软基变形小，而且由于不需要运输其它砂石料，施工效率较高，工期能够得到保证，对路基软基的挖泥和弃土量也很少，噪音很小，对周边环境几乎没有影响，加固效果也较为理想。
二、深层水泥搅拌桩在路基软基加固处理中的应用
虽然深层搅拌法具有诸多优点，但适用范围局限于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120 KPa的黏性土等地基。如果地基土含水量大于70%，或pH值小于4，或含有伊利石等矿物，或有机含量高，使用深层搅拌法加固效果较差，如果地基土中卵石、碎石较多，使用需慎重。
1.施工准备工作
首先，应平整施工场地，存在低洼处需要回填粘土而不能是杂土，存在大块石、生活垃圾等障碍时需要予以清除；其次，为便于计算，需要选择质量合格的、统一的水泥，在使用前需要抽取水泥样品进行检验；再次，为便于控制，施工机械需要有打印机等设备，监理工程师需要每天查看一次电脑记录；最后，为保证机械性能，施工前需要由项目经理部协同监理工程师对机械进行检查，确认合格后才能开工。
2.进行试桩
试桩时，如果路基软基属于泥炭土，或是存在有侵蚀性的地下水，需要进行试桩以确定深层水泥搅拌桩的适用性，如果是冬季施工，还需要考虑低温的影响；为保证加固效果，通常要搅拌多次，然而搅拌过久工效势必会降低，这需要试桩来协调施工质量与工效之间的关系，确定最佳的水灰比、搅拌次数、泵送时间、下钻速度等各项参数；为保证施工效果，必须在每个标段进行五根以上试桩，试桩成功后才能正式施工，检验工作可以在7天后开挖取出，还可以在28天后取芯，对搅拌均匀情况和水泥土固化情况进行检验。
3.施工程序
施工程序依次是桩位放样、钻机就位、检验钻机并调整、正循环钻进到既定深度、开高压注浆泵、反循环提钻且喷水泥浆至基准面下0.3m处、重复搅拌且喷水泥浆到既定深度、提钻到地表，在该桩施工结束后，继续下根桩作业。
4.施工控制
采用32.5级普通硅酸盐水泥，如地下水有侵蚀性，需采用抗侵蚀性水泥，水泥掺入量在加固湿土的15%到20%，水灰比在0.45到0.55之间，可掺入2%的石膏、0.05%的三乙醇胺、0.2%的木质素碳酸钙；为保证施工质量，需要安排专人负责深层水泥搅拌桩全过程施工的管理，机械要编号，人员要悬挂标牌确定到位；在开钻前，需要先用水清洗管道，确认管道没有堵塞现象且水排尽后下钻；施工时需确保搅拌桩机平稳，桩位偏差在50mm以下，垂直偏差在1%以下，桩长与直径满足设计要求；按照设计和试验确定的参数规范施工，搅拌连续、均匀；设一个搅拌池和一个泵送池，水泥需过筛，泵送应连续，安排专人对浆液罐数、外掺剂用量等进行控制，重点检查搅拌桩水泥用量、复搅次数、搅拌提升时间、水泥浆罐数和压浆过程；第一次下钻不能带水下钻，带浆下钻应将喷浆量控制在总量一半以下，下钻与提钻时应低速操作，通常成桩时间应在40min以上，喷浆压力需保持在0.4MPa以上，并分别进行30s的磨桩端和磨桩头；成桩过程中如果因故停止3个小时以上，需要拆卸管道清洗，恢复施工时需要搭接0.5m；停浆面需要高出桩顶设计标高3m到5m，施工质量较差的部位开挖需要人工挖除；搅拌深度需要使用精确的监测仪器记录；施工需从中间向外围推进，或从一侧推向另一侧；严格进行路基软基沉降观测，对施工质量较差的部位应填筑0.5m厚碎石垫层和两层土工隔栅予以加固，其中碎石垫层需满足空隙在31%以下、K30不小于130MPa/m的要求，土工格栅铺设需要拉直拉平、对齐对好，使用聚丙烯双向土工格栅，并确保其幅宽在5m以上、网孔直径在8cm到12cm之间、纵横向每米屈服抗拉强度不小于80KN/m、伸长率不大于10%。
5.质量检验
成桩7天后可以进行搅拌均匀性、初探试验，在28天后可以钻孔取芯检验。在成桩28天后，由监理工程师负责随机抽检，抽检桩数不少于3根、不低于总桩数的0.2%，检验最大荷载量为设计荷载两倍。另外，从外观看，桩体应圆匀、凝体无松散、桩顶平齐、群桩间距均匀。
总结：
综上所述，深层水泥搅拌桩具有便于操作、节约成本、污染小等诸多优点，适用于路基软基的加固处理。只要做好施工准备等各项工作，便能有效保障施工质量，发挥深层水泥搅拌桩的应用优势，提高交通设施建设的质量和效益。
参考文献：
[1] 高伟. 深层水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用[J]. 交通世界(建养.机械), 2011,(07)
[2] 田晓东. 水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的应用[J]. 中国新技术新产品, 2011,(13)
[3] 赵鹏. 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]. 交通世界(建养.机械), 2011,(08)
[4] 王晓东, 张伟. 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]. 黑龙江交通科技, 2011,(07)
[5] 叶志敏. 深层水泥搅拌桩在地基处理中的应用研究[J]. 科技传播, 2011,(13)
[6] 李福昌, 程春. 浅谈水泥深层搅拌桩的施工质量控制[J]. 科技风, 2010,(20)
关键词：路基软基；水泥深层搅拌桩；加固处理；应用
中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：
Abstract: Based on economic development in China is a vast land and unbalanced situations, transportation construction in our country to promote the growth of national economy of the important basis. By environment and complex, soil bad effect, many traffic facilities need in the sand, swamp, such as mud on foundation construction, how to keep the roadbed reinforcement effect of soft foundation, become restricting our transportation infrastructure construction of important problem. This article analyzes the deep cement mixing pile technology based on the general situation, discusses the roadbed reinforcement of the application of the soft foundation treatment, so as to provide some reference for specific projects.
Key Words: Soft subgrade base; Cement deep mixing pile; Reinforcement; application
随着我国社会经济的发展，公路、铁路建设明显增加，而沿海等地区常见的软土路基加固处理成为工程建設中十分棘手的问题。近年来，我国参照国际上先进的路基软基处理方法，使交通基础设施建设水平得到了保障，水泥搅拌桩便是其中一种较为成熟的软基加固方法。水泥搅拌桩可以分为粉体搅拌法和深层搅拌法两种，文中主要针对深层水泥搅拌桩的应用，加以详细论述。
一、深层水泥搅拌桩技术的概况
深层水泥搅拌桩是一种较为先进的软基加固处理技术，在软土中加入用作固化剂的水泥，并强制搅拌，使软土、水泥产生物理化学反应，从而提高软土的整体性、强度和水稳定性，保证路基软基具备较高的强度和变形模量。
1.深层水泥搅拌桩的技术原理
路基软基在加入水泥固化剂后搅拌形成水泥加固土，在设计时考虑上部荷载要求确定固化剂、化学添加剂的比重，通常固化剂的比重在7%到20%之间，水泥加固土的性能提升来源于软土与水泥、化学添加剂的复杂反应。
第一是水解和水化反应，水泥掺入软土中将生成铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等水化物，这些水化物进一步形成水泥石骨架；第二，团粒化作用，水泥与软土作用产生的水化物与土颗粒能够形成复合胶原体，这些复合胶原体比表面积和分子链很大，能够通过离子交换等作用形成水泥土团粒结构；第三，硬凝反应，水泥中含有的钙离子和氧化铝、二氧化硅等作用产生硅铝酸钙晶体，这些晶体有针状、稻草束状等多种形状；第四，碳酸化作用，水泥在水化作用下产生的氢氧化钙受酸性介质影响吸附二氧化碳生成碳酸钙晶体。通过这些反应能够使软土形成水稳定性、强度等性能较好的水泥土复合体，整体共同承担荷载。
2.深层水泥搅拌桩技术的优势
深层水泥搅拌桩使用软土和水泥作为主要原料，能够充分利用施工现场的软粘土等各种土类，因而使用该技术的路基软基变形小，而且由于不需要运输其它砂石料，施工效率较高，工期能够得到保证，对路基软基的挖泥和弃土量也很少，噪音很小，对周边环境几乎没有影响，加固效果也较为理想。
二、深层水泥搅拌桩在路基软基加固处理中的应用
虽然深层搅拌法具有诸多优点，但适用范围局限于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120 KPa的黏性土等地基。如果地基土含水量大于70%，或pH值小于4，或含有伊利石等矿物，或有机含量高，使用深层搅拌法加固效果较差，如果地基土中卵石、碎石较多，使用需慎重。
1.施工准备工作
首先，应平整施工场地，存在低洼处需要回填粘土而不能是杂土，存在大块石、生活垃圾等障碍时需要予以清除；其次，为便于计算，需要选择质量合格的、统一的水泥，在使用前需要抽取水泥样品进行检验；再次，为便于控制，施工机械需要有打印机等设备，监理工程师需要每天查看一次电脑记录；最后，为保证机械性能，施工前需要由项目经理部协同监理工程师对机械进行检查，确认合格后才能开工。
2.进行试桩
试桩时，如果路基软基属于泥炭土，或是存在有侵蚀性的地下水，需要进行试桩以确定深层水泥搅拌桩的适用性，如果是冬季施工，还需要考虑低温的影响；为保证加固效果，通常要搅拌多次，然而搅拌过久工效势必会降低，这需要试桩来协调施工质量与工效之间的关系，确定最佳的水灰比、搅拌次数、泵送时间、下钻速度等各项参数；为保证施工效果，必须在每个标段进行五根以上试桩，试桩成功后才能正式施工，检验工作可以在7天后开挖取出，还可以在28天后取芯，对搅拌均匀情况和水泥土固化情况进行检验。
3.施工程序
施工程序依次是桩位放样、钻机就位、检验钻机并调整、正循环钻进到既定深度、开高压注浆泵、反循环提钻且喷水泥浆至基准面下0.3m处、重复搅拌且喷水泥浆到既定深度、提钻到地表，在该桩施工结束后，继续下根桩作业。
4.施工控制
采用32.5级普通硅酸盐水泥，如地下水有侵蚀性，需采用抗侵蚀性水泥，水泥掺入量在加固湿土的15%到20%，水灰比在0.45到0.55之间，可掺入2%的石膏、0.05%的三乙醇胺、0.2%的木质素碳酸钙；为保证施工质量，需要安排专人负责深层水泥搅拌桩全过程施工的管理，机械要编号，人员要悬挂标牌确定到位；在开钻前，需要先用水清洗管道，确认管道没有堵塞现象且水排尽后下钻；施工时需确保搅拌桩机平稳，桩位偏差在50mm以下，垂直偏差在1%以下，桩长与直径满足设计要求；按照设计和试验确定的参数规范施工，搅拌连续、均匀；设一个搅拌池和一个泵送池，水泥需过筛，泵送应连续，安排专人对浆液罐数、外掺剂用量等进行控制，重点检查搅拌桩水泥用量、复搅次数、搅拌提升时间、水泥浆罐数和压浆过程；第一次下钻不能带水下钻，带浆下钻应将喷浆量控制在总量一半以下，下钻与提钻时应低速操作，通常成桩时间应在40min以上，喷浆压力需保持在0.4MPa以上，并分别进行30s的磨桩端和磨桩头；成桩过程中如果因故停止3个小时以上，需要拆卸管道清洗，恢复施工时需要搭接0.5m；停浆面需要高出桩顶设计标高3m到5m，施工质量较差的部位开挖需要人工挖除；搅拌深度需要使用精确的监测仪器记录；施工需从中间向外围推进，或从一侧推向另一侧；严格进行路基软基沉降观测，对施工质量较差的部位应填筑0.5m厚碎石垫层和两层土工隔栅予以加固，其中碎石垫层需满足空隙在31%以下、K30不小于130MPa/m的要求，土工格栅铺设需要拉直拉平、对齐对好，使用聚丙烯双向土工格栅，并确保其幅宽在5m以上、网孔直径在8cm到12cm之间、纵横向每米屈服抗拉强度不小于80KN/m、伸长率不大于10%。
5.质量检验
成桩7天后可以进行搅拌均匀性、初探试验，在28天后可以钻孔取芯检验。在成桩28天后，由监理工程师负责随机抽检，抽检桩数不少于3根、不低于总桩数的0.2%，检验最大荷载量为设计荷载两倍。另外，从外观看，桩体应圆匀、凝体无松散、桩顶平齐、群桩间距均匀。
总结：
综上所述，深层水泥搅拌桩具有便于操作、节约成本、污染小等诸多优点，适用于路基软基的加固处理。只要做好施工准备等各项工作，便能有效保障施工质量，发挥深层水泥搅拌桩的应用优势，提高交通设施建设的质量和效益。
参考文献：
[1] 高伟. 深层水泥搅拌桩在公路软基处理中的应用[J]. 交通世界(建养.机械), 2011,(07)
[2] 田晓东. 水泥搅拌桩在高速公路深层软基处理施工中的应用[J]. 中国新技术新产品, 2011,(13)
[3] 赵鹏. 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]. 交通世界(建养.机械), 2011,(08)
[4] 王晓东, 张伟. 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]. 黑龙江交通科技, 2011,(07)
[5] 叶志敏. 深层水泥搅拌桩在地基处理中的应用研究[J]. 科技传播, 2011,(13)
[6] 李福昌, 程春. 浅谈水泥深层搅拌桩的施工质量控制[J]. 科技风, 2010,(20)