论文部分内容阅读
【摘要】随着我国公路建设的迅猛发展，各地的道路建设规模逐渐扩大。在公路建设中，软基问题是不可避免的，处理好软基对于公路质量非常重要。本文以实例进行分析，介绍了水泥搅拌桩复合地基技术，希望能够对软基处理提供好
的技术参考。
【关键词】软基；水泥搅拌桩；施工
中图分类号：TQ172文献标识码： A
一、前言
公路建设的重要环节就是地基处理。对于软基地基的处理具有很大的施工难度。在各种软基处理技术中，水泥搅拌桩是一种非常有效的技术，对施工环境影响小、设计灵活、无附加沉降，得到了广泛的应用。本文将重点对水泥搅拌桩技术进行探讨。
二、水泥搅拌桩复合地基技术
1、施工原理
水泥搅拌桩复合地基技术的施工原理为：选用水泥（或石灰）材料作为施工所用固化剂，在特定搅拌机械设备的强制搅拌作用下，將固化剂（浆液或粉体）与地基软土拌和成桩，加工成具有一定强度和性能，并且具有整体性和水稳性的水泥加固土，以此作为承载建筑设施的复合地基。通过搅拌作用，提高软土地基土强度和增大变模，实现软土地基的加固效果。
2、施工优点
水泥搅拌桩复合地基技术的施工的优点包括如下几个方面：
（1）对软土地基的原土能够尽最大程度的利用；
（2）在进行搅拌过程中对地基侧向挤压作用较小，因此施工对周围建筑设施基本无影响；
（3）施工具有较大的灵活性，可以根据软土地基的施工情况科学选择固化剂及其配方；
（4）施工完成后土体重度变化较小，对软弱下卧层不致产生附加沉降；
（5）在整个施工过程中不产生振动和噪音，并且无污染作用，即使在居住区以及密集建筑群中也比较适用。
三、水泥土搅拌桩软基处理特点
公路软基采用水泥土搅拌桩进行处理，在地基加固过程中无振动、无噪声，对环境无污染。对土无侧向挤压，同时对于邻近建筑物影响很小；能自立支护挡土，不需要支撑和拉锚，则可以根据公路软基处理要求作成柱状、壁状、格子状和块状等加固形状；桩体连接成壁后有隔水帐幕作用，墙壁不会渗水，一般基坑不需要采取降水措施；可有效地提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24MPa和0.65MPa，而天然软土地基强度仅0.006MPa；同时施工期较短，造价低廉，效益显著。冬季施工时应注意负温对处理效果的影响，因此还可将其应用于墙下条形基础、大面积塔料厂房地基，在公路路基开挖时用于防止坑壁及边坡侧滑、坑底隆起等。
四、水泥土搅拌桩软基处理技术要求
在工程应用中水泥土搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等软基。当地基土的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。冬期施工时，还应当注意到负温对处理效果的影响。
1、水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须经现场试验确定其适用性。水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为坚向承载的复合地基，基坑工程围护挡墙、被动区加固和防渗帐幕，以及大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状和块状等形状。
2、对公路软基确定处理方案前，应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、分层情况，地下水位及PH值，土的含水量、塑性指数和有机质含量等。
3、材料和机具要求。水泥土搅拌桩地基加固软土的固化剂可选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥，也可用其他有效的固化材料。掺入量除块状加固可用被加固湿土质量的7%～12%外，其余宜为12%~20%。对于水灰比要求，针对湿法的水泥浆水灰比可选用0.45～0.55。为增强流动性、利于泵送，可掺入水泥重量0.2%～0.25%的本质案磺酸钙减水剂，但它有缓凝性，为此，用硫酸钠（掺量为水泥用量的1%）和石膏（掺量为水泥用量的2%）与之复合使用，以促进速凝、早强。外掺剂则可以根据公路软基工程需要选用具有早强、缓凝、减水和节省水泥等性能的材料，但应避免污染环境。所采用的机具设备主要包括深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速度量测设备等
五、施工前期准备工作
水泥搅拌桩复合地基施工中主要使用PH-5、PH-7粉浆两用型桩机，这种桩机最大加固深度可达18m以上。桩机配置的搅拌刀片受底盘高度限制最多只能配置四。另一种桩机为STB-1型专用水泥搅拌桩桩机，采用的轴管行走部分施工受装机限制，不方便移动，在移动桩机时均需要通过枕木铺垫将水泥桩桩机调平。桩机配置的搅拌刀片可根据地基土质的实际情况增加到6～8个左右。为了确保水泥搅拌桩复合地基施工的施工资料规范化，在施工前需配置电脑，可以方便控制单桩施工时间、避免出现施工资料、施工桩长与实际不符的情况发生。在施工前应确保场地平整，如果工程项目所在地区雨水较多，则应在场地一侧开挖排水沟，保证桩机施工周围没有积水。在水泥搅拌桩桩机的井架上准确做出深度标示线，并在桩机钻头落地时做出“零”起点标记。在施工前还应配置好桩机的搅拌刀片
六、施工工艺
某道路二期工程位于某市境内，全长6.3km。设计标准为城市主干道，路基宽度40m，双向四车道，设计时速50km/h。
1、施工工艺流程
场地平整、压实→测量放线定出桩位复核→地面试喷，桩机就位、对中，双向控制导向架垂直度→喷浆搅拌下，拌制浆液、送浆→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌下沉→重复喷浆搅拌提升→桩机移位→施工下→根桩→全部完成
（1）清理施工现场
施工前按照技术规范的要求进行场地清理，填压实至场地平整标高线位置，砌筑临时排水边沟。
（2）施工测量
在施工道路周围组建闭合导线施工布控网，依据施工布控网数据和设计图纸求测设桩位。
（3）搅拌桩机的定位和对中
依据图纸要求测量好搅拌桩桩位后，将搅拌桩机移动到达桩位并对中。
（4）导向架垂直度的调整采用全站仪，经纬仪和吊线锤来双向控制导向架的垂直度，偏差应在1.5%以内。
（5）搅拌并制作浆液用水泥标号42.5R普通硅酸盐水泥拌制浆液。
（6）喷浆和下沉搅拌
搅拌桩机装置启动后打开灰浆泵，把浆送到搅拌头的出浆口，等待搅拌头正常运转之后，钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度在施工时要重点掌控好，工作电流符合要求并控制在额定电流值范围内。
（7）喷浆和搅拌提升
搅拌桩机搅拌下沉到达设计要求的深度后，启动搅拌桩机提升的装置，边喷浆边搅拌提升，按施工规范确定的提升速度控制在0.5m/min到0.8m/min范围内，并且使浆液和土体搅拌均匀，施工至桩顶0.5m以上。
（8）第一次重复喷浆搅拌下沉
搅拌钻头提升至桩顶以上0.5m后，重复喷浆搅拌下沉到达设计深度，下沉速度需符合施工规范要求。
（9）第二次重复喷浆搅拌提升
施工下沉到达设计深度后，一边喷浆并重复搅拌向上提升，直到提升至地面上再关闭灰浆泵。
（10）搅拌桩机移位
每根桩施工完后，移动搅拌桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
2、搅拌桩施工控制要点
(1)在送浆压力方面:压力最好控制在0.6～1.1MPa的范围之内，由于本标段软基处理区域土质较软弱强度不高及施工桩长较深，须桩上部送浆压力较小，桩下部送浆压力较大，淤泥层及残积粉质粘土层中适当增大送浆压力，重点加固淤泥层和残积粉质粘土层。
(2)要严格依据施工现场情况控制水灰比，使水泥浆具有较好的加固效果和易性和，不堵塞管道便于施工。
(3)依据设计要求严格控制水泥用量，每米的水泥用量不得小于设要求计值。
(4)搅拌提升和下沉速度:提升速度不大于0.8m/min;下沉速度控制在1.0～1.3m/min之间。
(5)复搅次数:二次。采用“四喷四搅”工艺，上、下各喷浆搅拌两次。
(6)要频繁检查在施工过程中拌头直径，保证直径≥0.55m，保证成桩直径不小于0.55m。搅拌桩穿过软土层及粉细砂层，并进入沙层或粘土层0.5m以上。
(7)严格控制搅拌桩垂直度，偏差不大于1.5%桩长。
3、水泥管理工作
在施工中，做好水泥的管理工作对于水泥搅拌桩施工复合地基施工管理具有重要意义。良好的水泥管理工作应确保：建立水泥台帐，方便施工人员控制现场和进行相互对比；准确控制施工中每天的水泥消耗量，由施工管理人员每天清点每桩机的水泥量，检查水泥消耗是否正常；控制水泥进场，进场时应确保水泥性能满足施工要求，并由桩机组和旁站人员共同清点和签字确认水泥进场量；水泥堆放整齐，做到原库存水泥和新进水泥分开存放，杜绝胡乱堆放水泥现象；出台详细的水泥管理制度，针对施工现场水泥台帐制定合理的水泥管理方案。
七、结束语
总之，水泥搅拌桩技术对于软基处理具有非常重要的意义，它以其自身特点发挥着越来越大的作用，也推动了我国建筑事业的发展。
参考文献
[1]李超雄.长短桩结合的水泥搅拌桩复合地基承载力理论研究与工程实践[J].广东水利水电，2010(9)：22-24.
[2]殷爱国，刘明辉.水泥搅拌桩复合地基在郑焦城际铁路软基处理中的应用[J].路基工程，2010(4)：62-66.
[3]王良发.水泥搅拌桩复合地基体系在软土地基处理中的应用[J].西部交通科技，2011(7)：99-101.
的技术参考。
【关键词】软基；水泥搅拌桩；施工
中图分类号：TQ172文献标识码： A
一、前言
公路建设的重要环节就是地基处理。对于软基地基的处理具有很大的施工难度。在各种软基处理技术中，水泥搅拌桩是一种非常有效的技术，对施工环境影响小、设计灵活、无附加沉降，得到了广泛的应用。本文将重点对水泥搅拌桩技术进行探讨。
二、水泥搅拌桩复合地基技术
1、施工原理
水泥搅拌桩复合地基技术的施工原理为：选用水泥（或石灰）材料作为施工所用固化剂，在特定搅拌机械设备的强制搅拌作用下，將固化剂（浆液或粉体）与地基软土拌和成桩，加工成具有一定强度和性能，并且具有整体性和水稳性的水泥加固土，以此作为承载建筑设施的复合地基。通过搅拌作用，提高软土地基土强度和增大变模，实现软土地基的加固效果。
2、施工优点
水泥搅拌桩复合地基技术的施工的优点包括如下几个方面：
（1）对软土地基的原土能够尽最大程度的利用；
（2）在进行搅拌过程中对地基侧向挤压作用较小，因此施工对周围建筑设施基本无影响；
（3）施工具有较大的灵活性，可以根据软土地基的施工情况科学选择固化剂及其配方；
（4）施工完成后土体重度变化较小，对软弱下卧层不致产生附加沉降；
（5）在整个施工过程中不产生振动和噪音，并且无污染作用，即使在居住区以及密集建筑群中也比较适用。
三、水泥土搅拌桩软基处理特点
公路软基采用水泥土搅拌桩进行处理，在地基加固过程中无振动、无噪声，对环境无污染。对土无侧向挤压，同时对于邻近建筑物影响很小；能自立支护挡土，不需要支撑和拉锚，则可以根据公路软基处理要求作成柱状、壁状、格子状和块状等加固形状；桩体连接成壁后有隔水帐幕作用，墙壁不会渗水，一般基坑不需要采取降水措施；可有效地提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24MPa和0.65MPa，而天然软土地基强度仅0.006MPa；同时施工期较短，造价低廉，效益显著。冬季施工时应注意负温对处理效果的影响，因此还可将其应用于墙下条形基础、大面积塔料厂房地基，在公路路基开挖时用于防止坑壁及边坡侧滑、坑底隆起等。
四、水泥土搅拌桩软基处理技术要求
在工程应用中水泥土搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等软基。当地基土的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。冬期施工时，还应当注意到负温对处理效果的影响。
1、水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须经现场试验确定其适用性。水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为坚向承载的复合地基，基坑工程围护挡墙、被动区加固和防渗帐幕，以及大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状和块状等形状。
2、对公路软基确定处理方案前，应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、分层情况，地下水位及PH值，土的含水量、塑性指数和有机质含量等。
3、材料和机具要求。水泥土搅拌桩地基加固软土的固化剂可选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥，也可用其他有效的固化材料。掺入量除块状加固可用被加固湿土质量的7%～12%外，其余宜为12%~20%。对于水灰比要求，针对湿法的水泥浆水灰比可选用0.45～0.55。为增强流动性、利于泵送，可掺入水泥重量0.2%～0.25%的本质案磺酸钙减水剂，但它有缓凝性，为此，用硫酸钠（掺量为水泥用量的1%）和石膏（掺量为水泥用量的2%）与之复合使用，以促进速凝、早强。外掺剂则可以根据公路软基工程需要选用具有早强、缓凝、减水和节省水泥等性能的材料，但应避免污染环境。所采用的机具设备主要包括深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速度量测设备等
五、施工前期准备工作
水泥搅拌桩复合地基施工中主要使用PH-5、PH-7粉浆两用型桩机，这种桩机最大加固深度可达18m以上。桩机配置的搅拌刀片受底盘高度限制最多只能配置四。另一种桩机为STB-1型专用水泥搅拌桩桩机，采用的轴管行走部分施工受装机限制，不方便移动，在移动桩机时均需要通过枕木铺垫将水泥桩桩机调平。桩机配置的搅拌刀片可根据地基土质的实际情况增加到6～8个左右。为了确保水泥搅拌桩复合地基施工的施工资料规范化，在施工前需配置电脑，可以方便控制单桩施工时间、避免出现施工资料、施工桩长与实际不符的情况发生。在施工前应确保场地平整，如果工程项目所在地区雨水较多，则应在场地一侧开挖排水沟，保证桩机施工周围没有积水。在水泥搅拌桩桩机的井架上准确做出深度标示线，并在桩机钻头落地时做出“零”起点标记。在施工前还应配置好桩机的搅拌刀片
六、施工工艺
某道路二期工程位于某市境内，全长6.3km。设计标准为城市主干道，路基宽度40m，双向四车道，设计时速50km/h。
1、施工工艺流程
场地平整、压实→测量放线定出桩位复核→地面试喷，桩机就位、对中，双向控制导向架垂直度→喷浆搅拌下，拌制浆液、送浆→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌下沉→重复喷浆搅拌提升→桩机移位→施工下→根桩→全部完成
（1）清理施工现场
施工前按照技术规范的要求进行场地清理，填压实至场地平整标高线位置，砌筑临时排水边沟。
（2）施工测量
在施工道路周围组建闭合导线施工布控网，依据施工布控网数据和设计图纸求测设桩位。
（3）搅拌桩机的定位和对中
依据图纸要求测量好搅拌桩桩位后，将搅拌桩机移动到达桩位并对中。
（4）导向架垂直度的调整采用全站仪，经纬仪和吊线锤来双向控制导向架的垂直度，偏差应在1.5%以内。
（5）搅拌并制作浆液用水泥标号42.5R普通硅酸盐水泥拌制浆液。
（6）喷浆和下沉搅拌
搅拌桩机装置启动后打开灰浆泵，把浆送到搅拌头的出浆口，等待搅拌头正常运转之后，钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度在施工时要重点掌控好，工作电流符合要求并控制在额定电流值范围内。
（7）喷浆和搅拌提升
搅拌桩机搅拌下沉到达设计要求的深度后，启动搅拌桩机提升的装置，边喷浆边搅拌提升，按施工规范确定的提升速度控制在0.5m/min到0.8m/min范围内，并且使浆液和土体搅拌均匀，施工至桩顶0.5m以上。
（8）第一次重复喷浆搅拌下沉
搅拌钻头提升至桩顶以上0.5m后，重复喷浆搅拌下沉到达设计深度，下沉速度需符合施工规范要求。
（9）第二次重复喷浆搅拌提升
施工下沉到达设计深度后，一边喷浆并重复搅拌向上提升，直到提升至地面上再关闭灰浆泵。
（10）搅拌桩机移位
每根桩施工完后，移动搅拌桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
2、搅拌桩施工控制要点
(1)在送浆压力方面:压力最好控制在0.6～1.1MPa的范围之内，由于本标段软基处理区域土质较软弱强度不高及施工桩长较深，须桩上部送浆压力较小，桩下部送浆压力较大，淤泥层及残积粉质粘土层中适当增大送浆压力，重点加固淤泥层和残积粉质粘土层。
(2)要严格依据施工现场情况控制水灰比，使水泥浆具有较好的加固效果和易性和，不堵塞管道便于施工。
(3)依据设计要求严格控制水泥用量，每米的水泥用量不得小于设要求计值。
(4)搅拌提升和下沉速度:提升速度不大于0.8m/min;下沉速度控制在1.0～1.3m/min之间。
(5)复搅次数:二次。采用“四喷四搅”工艺，上、下各喷浆搅拌两次。
(6)要频繁检查在施工过程中拌头直径，保证直径≥0.55m，保证成桩直径不小于0.55m。搅拌桩穿过软土层及粉细砂层，并进入沙层或粘土层0.5m以上。
(7)严格控制搅拌桩垂直度，偏差不大于1.5%桩长。
3、水泥管理工作
在施工中，做好水泥的管理工作对于水泥搅拌桩施工复合地基施工管理具有重要意义。良好的水泥管理工作应确保：建立水泥台帐，方便施工人员控制现场和进行相互对比；准确控制施工中每天的水泥消耗量，由施工管理人员每天清点每桩机的水泥量，检查水泥消耗是否正常；控制水泥进场，进场时应确保水泥性能满足施工要求，并由桩机组和旁站人员共同清点和签字确认水泥进场量；水泥堆放整齐，做到原库存水泥和新进水泥分开存放，杜绝胡乱堆放水泥现象；出台详细的水泥管理制度，针对施工现场水泥台帐制定合理的水泥管理方案。
七、结束语
总之，水泥搅拌桩技术对于软基处理具有非常重要的意义，它以其自身特点发挥着越来越大的作用，也推动了我国建筑事业的发展。
参考文献
[1]李超雄.长短桩结合的水泥搅拌桩复合地基承载力理论研究与工程实践[J].广东水利水电，2010(9)：22-24.
[2]殷爱国，刘明辉.水泥搅拌桩复合地基在郑焦城际铁路软基处理中的应用[J].路基工程，2010(4)：62-66.
[3]王良发.水泥搅拌桩复合地基体系在软土地基处理中的应用[J].西部交通科技，2011(7)：99-101.