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摘要：本文介绍沿海地区软基处理中水泥搅拌桩的应用，对水泥搅拌桩施工方法、质量控制进行探讨，对水泥搅拌桩产生质量问题进行分析并提出解决措施。
关键词：水泥搅拌桩；软土地基处理；施工；质量控制
1、工程地质情况
沿海地区某新建公路设计经过海滩边，淤泥层较厚，软塑状低液限粘土价低液限粉土，地基承载力较差，箱涵、盖板涵设计采用水泥搅拌桩进行路基加固，以增强地基强度。水泥搅拌桩处理的纵向范围为涵洞宽+4米控制，横向处理范围为涵洞出口坡脚线外1米。本标段水泥搅拌桩设计桩长为10～16米，设计桩径φ500mm，桩间距为1.4米，平面上呈正三角形布置，固化剂采用42.5MPa水泥，设计掺入量55kg/m，设计标准强度大于2.0MPa。
2、水泥搅拌桩施工
水泥搅拌桩施工是通过双搅拌轴式喷浆深层搅拌机将水泥浆和粘土进行强制拌和，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，同时也使桩基周围土体性质得到改善，桩体与桩间土形成复合地基共同承载外荷载，从而达到提高软土地基承载力的目的。
2.1、成桩试验
水泥搅拌桩施工之前必须进行成桩试验，以确定最佳钻进速度、提升速度、搅拌速度、单位时间喷入量等技术参数。同时掌握下钻和提升的困难程度，水泥浆搅拌的均匀程度，选择合理的技术参数及处理措施。试桩结束后及时整理数据并确定水泥浆液密度，确定合适的输浆泵的输浆量、预搅下沉速度、提升速度、复搅下沉、复拌提升速度等施工参数。
2.2、水泥搅拌桩施工工艺
施工程序为：整平原地面→测量放线→钻机定位→送浆→钻进喷浆搅拌→提升喷浆搅拌→重复钻进喷浆搅拌→提升搅拌→清洗→钻机移位。
2.3、施工操作要点
2.3.1测量放线
施工前测放出水泥搅拌桩高程控制点、平面控制点、对每根桩进行编号，计算出桩位坐标，测出桩位处施工前地面高程。在施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保水泥搅拌桩桩位的准确性。
2.3.2钻机定位
移动搅拌主机，使钻头对准所测定的桩位，调整机身井架与钻杆垂直度，将深度计调零。要求钻机中心位置偏差不大于50mm，并用水平尺或水准仪检校机座水平，钻机垂直度不大于1.0%。
2.3.3预搅下沉
预搅下沉前，必须根据所钻桩底高程校准深度计并量测钻头直径以便掌握钻杆钻入深度，复搅深度，保证设计桩长。启动搅拌机械，沿导向架搅拌下沉。
为保证首次切割搅拌均匀，预搅下沉速度要慢，转速要高。稳定转速后记录每米进尺耗时及钻速。预搅下沉必须保证达到设计深度、桩径及搅拌切割均匀。
2.3.4制水泥浆
下沉到一定深度后，开始制备水泥浆，并注入集料斗。水泥浆水灰比一般为0.45—0.55，由试验确定。
2.3.5喷浆搅拌
搅拌机下沉至设计深度后，提升20cm，开启灰浆泵，将水泥浆压入土中，边喷浆边旋转，同时严格按预定提升速度提升搅拌机。
2.3.6重复上下搅拌
启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开始喷浆，同时使钻杆沿导向架边下沉搅拌，下沉速度按设计要求进行，重复搅拌下沉至设计深度。下沉达到设计深度后，停止喷浆。
2.3.7施工注意事项
预搅时，应使土体完全破碎，以利于同水泥浆拌合均匀。
预备的水泥浆不能离析，因而水泥浆应在制浆机中不断搅拌，直至压浆时，才可缓慢地将其注入集料斗中。
预搅下沉时，尽量避免采用水冲下沉，只有遇到硬土层下沉太慢时，才可适量冲水。
提升喷浆时如遇机械故障或其他原因造成管路堵塞，必须马上记录此刻钻深，并立即查找、疏通，堵塞排除后，必须复搅，复搅、复喷的重疊长度不得小于1.0m。
如发现喷浆量不足时，必须整桩复搅、复喷，复喷喷入量不得小于设计值。
为确保加固强度和加固体的均匀性，压浆阶段不允许出现断浆现象，输浆管道不能发生堵塞，并严格控制搅拌机的提升速度。
当桩顶设计标高与现场地面标高相近时，应特别注意桩头搅拌质量，可待搅拌机提出地面停机后，再利用其自身重量对桩顶加固土层加压以保证桩顶的密实性。
取样试验，一般可在成桩后两周内，对桩体进行开挖，自开挖外露体中取样，测定现场加固体强度。因现场条件复杂，搅拌程度不同，一般认为，现场强度为试验室强度的1/3-2/3。
根据成桩确定的技术参数，采用四搅二喷的施工工艺，并控制钻头下沉和提升速度以及喷浆和停浆时间，保证加固范围内每一深度都得到充分的搅拌，按要求进行复核。
2.4、质量控制
水泥用量满足设计和施工规范要求，桩体强度和地基承载力满足设计要求，桩底、桩顶高程、桩位偏差、桩径、竖直度等符合施工技术规范和质量评定标准。
2.4.1水泥进场应送检，试验合格后才能使用。使用前要预先筛除水泥中的结块。
2.4.2水泥要严格按设计的配合比配置，为防止水泥浆离析，可在灰浆搅制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒入集料斗。保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成，使用前过筛并在3h内用完。浆液储量不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工；施工时输浆管路保持潮湿，以利于输浆。
2.4.3为使搅拌桩基本垂直于地面，要特别注意搅拌机的平整度和导向对地面的垂直度，使垂直度偏差值控制在1%以内，桩位偏差≤5cm。
2.4.4对输浆管经常检查，不得泄漏和堵塞，管道长度不得大于60m。定期检查钻头，保持钻头直径误差在[-1cm～+3cm]之间。
2.4.5严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面，确保喷浆长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。如因意外原因断浆，必须以最早的时间（3h以内）补喷，重叠复喷50cm以上，超过3h按照规定重新补打一根桩。确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量，每米用浆量误差不得大于5%。
2.4.6严格控制成桩速度，第一次下沉搅拌时只能使用低速档位，严禁使用中高速档位。每次上升或下沉，要求成桩速度必须均匀，中途不准换档，以防桩身水泥渗入量不均匀。下沉提升速度不大于0.8m/min。搅拌机提升至地面以下1m时要用慢速。当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头的均匀密实。
2.4.7供浆必须连续，一旦因故停浆，为防止断桩，将搅拌机下沉至停浆面以下50cm，待恢复供浆后再喷浆提升。
2.4.8加强复搅控制，特别是上部5m的复搅，复搅时在全桩长范围内以不大于规定的速度进行匀速复搅，以增加水泥土的均匀性且复搅宜一次完成。
3、水泥搅拌桩产生质量问题的原因及分析
水泥搅拌桩在实际施工中容易产生桩体疏松、断桩和桩体强度不均等质量问题，主要由于在施工过程中的疏忽，没有按照规范进行施工的原因。
桩体疏松是由于遇到松散杂填土层，造成浆体流失，采用二次钻进，重新喷浆。
断桩主要是钻头喷浆孔磨损、堵塞，造成喷浆中断；先提桩后喷浆或提钻速度过快，造成喷浆中断。解决办法是钻头或输浆管道堵塞，要立即停桩处理，并且经常检查管道，确保供浆顺畅。提升钻杆前要先喷浆再均匀搅拌提升。
桩体强度不均是由于钻头提升速度不均，使喷入土层的浆量忽多忽少；输浆管道轻微堵塞，造成水泥浆流量时高时低，喷浆不均。解决办法是控制提钻速度，确保均匀提升，均匀喷浆，均匀搅拌。经常检查管道，确保供浆顺畅。
4、结语
通过水泥搅拌桩在软土地基处理的应用，在地基中形成强度、刚度较大的桩体，桩基周围土体性质得到改善，提高了软土地基承载力，连续性好，施工速度快，质量可靠，耐久性好等优点，与其他加固方式相比，水泥搅拌桩具有施工时无振动、无噪声、无废水污染、施工操作简便、成桩工期短等优点。特别适合沿海软土地基处理，值得广泛推广和应用。在施工过程中严格按规范施工，才能保证水泥搅拌桩的施工质量。
关键词：水泥搅拌桩；软土地基处理；施工；质量控制
1、工程地质情况
沿海地区某新建公路设计经过海滩边，淤泥层较厚，软塑状低液限粘土价低液限粉土，地基承载力较差，箱涵、盖板涵设计采用水泥搅拌桩进行路基加固，以增强地基强度。水泥搅拌桩处理的纵向范围为涵洞宽+4米控制，横向处理范围为涵洞出口坡脚线外1米。本标段水泥搅拌桩设计桩长为10～16米，设计桩径φ500mm，桩间距为1.4米，平面上呈正三角形布置，固化剂采用42.5MPa水泥，设计掺入量55kg/m，设计标准强度大于2.0MPa。
2、水泥搅拌桩施工
水泥搅拌桩施工是通过双搅拌轴式喷浆深层搅拌机将水泥浆和粘土进行强制拌和，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，同时也使桩基周围土体性质得到改善，桩体与桩间土形成复合地基共同承载外荷载，从而达到提高软土地基承载力的目的。
2.1、成桩试验
水泥搅拌桩施工之前必须进行成桩试验，以确定最佳钻进速度、提升速度、搅拌速度、单位时间喷入量等技术参数。同时掌握下钻和提升的困难程度，水泥浆搅拌的均匀程度，选择合理的技术参数及处理措施。试桩结束后及时整理数据并确定水泥浆液密度，确定合适的输浆泵的输浆量、预搅下沉速度、提升速度、复搅下沉、复拌提升速度等施工参数。
2.2、水泥搅拌桩施工工艺
施工程序为：整平原地面→测量放线→钻机定位→送浆→钻进喷浆搅拌→提升喷浆搅拌→重复钻进喷浆搅拌→提升搅拌→清洗→钻机移位。
2.3、施工操作要点
2.3.1测量放线
施工前测放出水泥搅拌桩高程控制点、平面控制点、对每根桩进行编号，计算出桩位坐标，测出桩位处施工前地面高程。在施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保水泥搅拌桩桩位的准确性。
2.3.2钻机定位
移动搅拌主机，使钻头对准所测定的桩位，调整机身井架与钻杆垂直度，将深度计调零。要求钻机中心位置偏差不大于50mm，并用水平尺或水准仪检校机座水平，钻机垂直度不大于1.0%。
2.3.3预搅下沉
预搅下沉前，必须根据所钻桩底高程校准深度计并量测钻头直径以便掌握钻杆钻入深度，复搅深度，保证设计桩长。启动搅拌机械，沿导向架搅拌下沉。
为保证首次切割搅拌均匀，预搅下沉速度要慢，转速要高。稳定转速后记录每米进尺耗时及钻速。预搅下沉必须保证达到设计深度、桩径及搅拌切割均匀。
2.3.4制水泥浆
下沉到一定深度后，开始制备水泥浆，并注入集料斗。水泥浆水灰比一般为0.45—0.55，由试验确定。
2.3.5喷浆搅拌
搅拌机下沉至设计深度后，提升20cm，开启灰浆泵，将水泥浆压入土中，边喷浆边旋转，同时严格按预定提升速度提升搅拌机。
2.3.6重复上下搅拌
启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开始喷浆，同时使钻杆沿导向架边下沉搅拌，下沉速度按设计要求进行，重复搅拌下沉至设计深度。下沉达到设计深度后，停止喷浆。
2.3.7施工注意事项
预搅时，应使土体完全破碎，以利于同水泥浆拌合均匀。
预备的水泥浆不能离析，因而水泥浆应在制浆机中不断搅拌，直至压浆时，才可缓慢地将其注入集料斗中。
预搅下沉时，尽量避免采用水冲下沉，只有遇到硬土层下沉太慢时，才可适量冲水。
提升喷浆时如遇机械故障或其他原因造成管路堵塞，必须马上记录此刻钻深，并立即查找、疏通，堵塞排除后，必须复搅，复搅、复喷的重疊长度不得小于1.0m。
如发现喷浆量不足时，必须整桩复搅、复喷，复喷喷入量不得小于设计值。
为确保加固强度和加固体的均匀性，压浆阶段不允许出现断浆现象，输浆管道不能发生堵塞，并严格控制搅拌机的提升速度。
当桩顶设计标高与现场地面标高相近时，应特别注意桩头搅拌质量，可待搅拌机提出地面停机后，再利用其自身重量对桩顶加固土层加压以保证桩顶的密实性。
取样试验，一般可在成桩后两周内，对桩体进行开挖，自开挖外露体中取样，测定现场加固体强度。因现场条件复杂，搅拌程度不同，一般认为，现场强度为试验室强度的1/3-2/3。
根据成桩确定的技术参数，采用四搅二喷的施工工艺，并控制钻头下沉和提升速度以及喷浆和停浆时间，保证加固范围内每一深度都得到充分的搅拌，按要求进行复核。
2.4、质量控制
水泥用量满足设计和施工规范要求，桩体强度和地基承载力满足设计要求，桩底、桩顶高程、桩位偏差、桩径、竖直度等符合施工技术规范和质量评定标准。
2.4.1水泥进场应送检，试验合格后才能使用。使用前要预先筛除水泥中的结块。
2.4.2水泥要严格按设计的配合比配置，为防止水泥浆离析，可在灰浆搅制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒入集料斗。保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成，使用前过筛并在3h内用完。浆液储量不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工；施工时输浆管路保持潮湿，以利于输浆。
2.4.3为使搅拌桩基本垂直于地面，要特别注意搅拌机的平整度和导向对地面的垂直度，使垂直度偏差值控制在1%以内，桩位偏差≤5cm。
2.4.4对输浆管经常检查，不得泄漏和堵塞，管道长度不得大于60m。定期检查钻头，保持钻头直径误差在[-1cm～+3cm]之间。
2.4.5严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面，确保喷浆长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。如因意外原因断浆，必须以最早的时间（3h以内）补喷，重叠复喷50cm以上，超过3h按照规定重新补打一根桩。确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量，每米用浆量误差不得大于5%。
2.4.6严格控制成桩速度，第一次下沉搅拌时只能使用低速档位，严禁使用中高速档位。每次上升或下沉，要求成桩速度必须均匀，中途不准换档，以防桩身水泥渗入量不均匀。下沉提升速度不大于0.8m/min。搅拌机提升至地面以下1m时要用慢速。当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头的均匀密实。
2.4.7供浆必须连续，一旦因故停浆，为防止断桩，将搅拌机下沉至停浆面以下50cm，待恢复供浆后再喷浆提升。
2.4.8加强复搅控制，特别是上部5m的复搅，复搅时在全桩长范围内以不大于规定的速度进行匀速复搅，以增加水泥土的均匀性且复搅宜一次完成。
3、水泥搅拌桩产生质量问题的原因及分析
水泥搅拌桩在实际施工中容易产生桩体疏松、断桩和桩体强度不均等质量问题，主要由于在施工过程中的疏忽，没有按照规范进行施工的原因。
桩体疏松是由于遇到松散杂填土层，造成浆体流失，采用二次钻进，重新喷浆。
断桩主要是钻头喷浆孔磨损、堵塞，造成喷浆中断；先提桩后喷浆或提钻速度过快，造成喷浆中断。解决办法是钻头或输浆管道堵塞，要立即停桩处理，并且经常检查管道，确保供浆顺畅。提升钻杆前要先喷浆再均匀搅拌提升。
桩体强度不均是由于钻头提升速度不均，使喷入土层的浆量忽多忽少；输浆管道轻微堵塞，造成水泥浆流量时高时低，喷浆不均。解决办法是控制提钻速度，确保均匀提升，均匀喷浆，均匀搅拌。经常检查管道，确保供浆顺畅。
4、结语
通过水泥搅拌桩在软土地基处理的应用，在地基中形成强度、刚度较大的桩体，桩基周围土体性质得到改善，提高了软土地基承载力，连续性好，施工速度快，质量可靠，耐久性好等优点，与其他加固方式相比，水泥搅拌桩具有施工时无振动、无噪声、无废水污染、施工操作简便、成桩工期短等优点。特别适合沿海软土地基处理，值得广泛推广和应用。在施工过程中严格按规范施工，才能保证水泥搅拌桩的施工质量。