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摘要：随着经济的发展，我国公路建设飞速前进，同时在建设中存在大量的软土地基需进行处理，为此本文结合工作中实践经验，龙江工业路分离式立交工程设计为例，针对采用水泥深层搅拌桩进行软基处理的方法进行深入的分析及其研究，总结了水泥搅拌桩的施工质量检验方法及其措施，为同类型软基路段的软基处理具有一定的借鉴意义。
关键词：水泥搅拌桩施工工艺质量措施检验
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
软土地基具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点。若未进行软基处理，直接在天然地基上修建高速公路，通车后可能会出现路基不均匀沉降、路面开裂等病害，影响路基的稳定、行车的安全，增加运营养护成本。因此，选择适当的软土地基处理方法，提高处理水平，对降低公路工程全寿命周期成本具有重要现实意义。
水泥搅拌桩是一种利用水泥做固化剂, 通过深层搅拌将软土和固化剂强制拌和,使二者形成具有较高强度的水泥加固体的一种复合地基处理方法。具有易操作、无振动、噪音小、不挤土、无地面隆起、无污染，对施工场地要求低等优点，被广泛应用于工程实践中。
2 工程概况
龙江工业路分离式立交桥工程位于佛山市顺德区龙江镇，路线地处珠江三角洲网河区中部，全长2.25km，是在原公路（一级公路）基础上的快速化改造工程（旧路路基宽39.0m）改建后增加了辅道（两侧各加宽7.0m）（路基宽度为53m）。项目采用一级公路标准兼城市道路功能，主路设计速度100km/h，桥头及路面加宽部分应进行软基处理。
地质报告显示：在深度20.0m范围内的地基土层主要有人工填土层、淤泥质土层及其淤泥质粉砂、粉质粘土层。该地区土质强度较低，均匀性较差，以高压缩性土为主。地下水有两层，第一层为埋深较浅的孔隙潜水，第二层为埋藏于19.0m以下的粉土层中的承压水。勘察期间地下静止水位在0.3m-1.8m之间，水位标高为0.99m-1.92m，地下水丰富，主要类型为承压水和潜水，场地第四系砂土层为孔隙含水层，强风化层为孔隙含水层，其余岩土层相对隔水（详见表1），地下水对混凝土无腐蚀性。根据工程实际情况，综合技术及经济考虑，设计决定采用水泥搅拌桩进行软基处理。处理方案为：直径为50cm水泥搅拌桩，矩形布置，桩间距为1.5m，计算表明，处理后复合地基承载力可达到120kPa以上。
表1
3 水泥搅拌桩施工过程的控制及其问题
3.1 施工中的控制要点
在施工过程中，项目经理要派专门的人员协助检查工作。所有的机械要进行编号,对施工现场的技术人员、水泥搅拌桩的负责人、管理人员、桩距的制定人员、钻机的负责人要标注在牌子上并挂在醒目的位置，保证所有工作人员的到位。水泥搅拌桩在开始工作之前，要清理所有的器械，确定管道的通畅。施工的过程要特别注意的是水泥搅拌的配比:水灰比范围控制在0.45-0.55之间、水泥土强度随水泥掺入比增加而增长, 一般水泥掺入比每增加2 % , 水泥土强度增加5 %~ 20 %,规范规定范围为7 % ~ 15 %, 对于高含水量地基,掺入比15 % 往往强度难以达到要求, 但当掺入比大于20%, 强度增长较小, 且经济性较差, 实际工作中一般取值范围为7 % ~ 20 %。本项目采用的水灰比为0.5，水泥掺量13％，每延米的掺灰量为50-55公斤。水泥搅拌桩施工中应采用少量多次喷浆的方法,采用"四喷四搅"的方法施工,施工中应严格控制喷浆量及搅拌下沉、提升速度,保证桩体质量。钻机下沉、提升速度不宜大于0.8m/min，首次下钻和提钻都要采用低档操作，第二次搅拌的时候可提高一个挡位。首次下钻时为避免管道堵塞喷浆量要较小，应小于总量的1/2，并且严禁带水下钻。正常的喷浆的压力大于400kPa，凝固时间大于40分钟；首次提钻喷浆时要在桩底停留30秒，且在桩顶部位停留大约30s，余浆在上提的过程中再全部喷入桩体。在施工的过程中要严格按照规范要求来进行操作。
3.2 施工中需要注意的问题
项目负责人要派专门人员进行现场负责，而且要落实个人责任制。在主机上挂一个吊锤，以保证水泥搅拌桩是沿垂直方向的，这样可减少使用中的压缩变形。水泥搅拌机在使用前进行彻底清洗，并等到机器干燥之后再进行使用。严格控制水泥配比，具体配比情况结合上面据并参照试桩的情况进行确定。每台机器上配置电脑仪器进行自动记录，有助于对质量的控制，而且监理人员要随时对水泥配比情况进行抽樣检测。检查成型的搅拌桩，要看水泥的搅拌情况，尤其注意是否有断浆的现象。首喷浆的时候要控制浆量,不能过多,而且切忌不能带水,而且要在低档位进行操作。首喷浆结束后要停留30s左右再提钻。在施工过程中如发现喷浆不足，就要按照施工的具体要求进行四次搅拌。在施工的过程重要严格控制喷浆和停浆的时间。保证不能断浆、不能在喷浆的过程中提钻。工作时候要安排记录人员对施工情况进行详细的记录。记录的内容包括:停浆标高、喷浆深度、施工日期、天气情况、施工桩号、管道压力、灰浆泵压力、每米下沉时间、提升时间、停浆时间、浆液流量、送浆时间、水泥用量、水灰比、外掺剂用量、每米喷浆量、复搅深度。
4 水泥搅拌桩施工质量检验
4.1 水泥搅拌桩检测要求
深层搅拌桩的断面尺寸、深度、桩身强度必须符合设计要求，成桩24小时后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌整体性、均匀性及外观质量，并测量成桩直径。开挖深度为停浆面以下1.5m 处。检查频率为工点总桩数的3%。在成桩3 天后，用轻便动力触探检查每米桩身的均匀性，检查频率为每工点施工总桩数3%。在成桩28 天应对单桩承载力及复合地基承载力进行检测。检测频率为每施工段桩总数的0.2%，应满足大于120kPa，且不少于3（根）；钻芯取样做无侧限抗压强度试验，每根桩取3个，即距桩顶及桩底1.0m，桩中间，每处取两个试件。检验频率为每工点总桩数0.5%；同时从钻取的芯样检查搅拌的均匀性，桩身、桩底是否穿过软土层。应定期进行沉降观测、侧向位移观测，定期进行沉降观测，对采用深层搅拌加固土层的工程。
表2
4.2 水泥搅拌桩质量检测的方法
（1）水泥搅拌桩成桩7天后用触探法进行桩身质量检验，轻便触探的深度一般不超过4m，检验搅拌均匀性:在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否相同，是否存在水泥浆富集的“结核”。触探试验：当七天龄期的击数N大于30击时，桩身强度也能达到设计要求；或者桩身七天龄期的击数N10大于击数时，桩身强度已能满足设计要求。（2）水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查桩土搅拌均匀程度、完整性、及其桩施工的长度。每根桩取出芯样必须由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验定桩身强度。（3）对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。（4）同时进行外观鉴定：桩体圆匀，搅拌均匀，凝体无松散，无回陷与缩颈现象，群桩间距均匀，桩顶齐。（4）在对于桥台的施工质量存有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2%。试验用最大载荷为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
4.3 水泥搅拌桩检测结果
表3
通过静载荷试验，确定该工程场地单桩极限承载力标准值大于120kPa，地基承载力达到设计要求。桩身完整性检测水泥搅拌桩的拌灰均匀、完整，桩身强度、桩长和桩径均满足设计要求，桩身成桩完整性与连续性均较好，无沉桩问题。采取水泥搅拌桩进行地基处理取得了良好的效果。
5 结语
本文结合龙江工业路分离式立交工程中软基处理实例，对水泥搅拌桩施工中遇到的问题进行深入的分析及其研究，提出了水泥搅拌桩施工质量控制措施及其监测方法。工程实践证明，该水泥搅拌桩施工质量控制措施及其监测方法能较好解决软基路段公路路基不均匀沉降、路面开裂等病害，为同类型软基路段的软基处理具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 徐超，董天林，叶观宝. 水泥土搅拌桩法在连云港海相软土地基中的应用[J].岩土力学,2006(3).
[2] 徐泽中. 公路软土地基路堤设计与施工关键技术[M].人民交通出版社，2007.
[3] JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S].中国建筑工业出版社.
[4] TB10106-2010，铁路工程地基处理技术规程[S].中华人民共和国铁道部.
[5] 王彦清. 公路工程软土路基处理方法选择.石家庄铁路职业技术学院学报，2007,6(2):33-37.
[6] 蒿景辉，马文彬. 公路软土地基处理技术. 建筑与工程,2007,18:341.
[7] 高昆祥. 软土路基施工质量控制. 林业建设,2007,3: 31-32.
[8]陈旭明. 粉喷桩处理堤围软土地基的应用及质量控制.山西建筑：2007,33(24):108-109.
关键词：水泥搅拌桩施工工艺质量措施检验
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
软土地基具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点。若未进行软基处理，直接在天然地基上修建高速公路，通车后可能会出现路基不均匀沉降、路面开裂等病害，影响路基的稳定、行车的安全，增加运营养护成本。因此，选择适当的软土地基处理方法，提高处理水平，对降低公路工程全寿命周期成本具有重要现实意义。
水泥搅拌桩是一种利用水泥做固化剂, 通过深层搅拌将软土和固化剂强制拌和,使二者形成具有较高强度的水泥加固体的一种复合地基处理方法。具有易操作、无振动、噪音小、不挤土、无地面隆起、无污染，对施工场地要求低等优点，被广泛应用于工程实践中。
2 工程概况
龙江工业路分离式立交桥工程位于佛山市顺德区龙江镇，路线地处珠江三角洲网河区中部，全长2.25km，是在原公路（一级公路）基础上的快速化改造工程（旧路路基宽39.0m）改建后增加了辅道（两侧各加宽7.0m）（路基宽度为53m）。项目采用一级公路标准兼城市道路功能，主路设计速度100km/h，桥头及路面加宽部分应进行软基处理。
地质报告显示：在深度20.0m范围内的地基土层主要有人工填土层、淤泥质土层及其淤泥质粉砂、粉质粘土层。该地区土质强度较低，均匀性较差，以高压缩性土为主。地下水有两层，第一层为埋深较浅的孔隙潜水，第二层为埋藏于19.0m以下的粉土层中的承压水。勘察期间地下静止水位在0.3m-1.8m之间，水位标高为0.99m-1.92m，地下水丰富，主要类型为承压水和潜水，场地第四系砂土层为孔隙含水层，强风化层为孔隙含水层，其余岩土层相对隔水（详见表1），地下水对混凝土无腐蚀性。根据工程实际情况，综合技术及经济考虑，设计决定采用水泥搅拌桩进行软基处理。处理方案为：直径为50cm水泥搅拌桩，矩形布置，桩间距为1.5m，计算表明，处理后复合地基承载力可达到120kPa以上。
表1
3 水泥搅拌桩施工过程的控制及其问题
3.1 施工中的控制要点
在施工过程中，项目经理要派专门的人员协助检查工作。所有的机械要进行编号,对施工现场的技术人员、水泥搅拌桩的负责人、管理人员、桩距的制定人员、钻机的负责人要标注在牌子上并挂在醒目的位置，保证所有工作人员的到位。水泥搅拌桩在开始工作之前，要清理所有的器械，确定管道的通畅。施工的过程要特别注意的是水泥搅拌的配比:水灰比范围控制在0.45-0.55之间、水泥土强度随水泥掺入比增加而增长, 一般水泥掺入比每增加2 % , 水泥土强度增加5 %~ 20 %,规范规定范围为7 % ~ 15 %, 对于高含水量地基,掺入比15 % 往往强度难以达到要求, 但当掺入比大于20%, 强度增长较小, 且经济性较差, 实际工作中一般取值范围为7 % ~ 20 %。本项目采用的水灰比为0.5，水泥掺量13％，每延米的掺灰量为50-55公斤。水泥搅拌桩施工中应采用少量多次喷浆的方法,采用"四喷四搅"的方法施工,施工中应严格控制喷浆量及搅拌下沉、提升速度,保证桩体质量。钻机下沉、提升速度不宜大于0.8m/min，首次下钻和提钻都要采用低档操作，第二次搅拌的时候可提高一个挡位。首次下钻时为避免管道堵塞喷浆量要较小，应小于总量的1/2，并且严禁带水下钻。正常的喷浆的压力大于400kPa，凝固时间大于40分钟；首次提钻喷浆时要在桩底停留30秒，且在桩顶部位停留大约30s，余浆在上提的过程中再全部喷入桩体。在施工的过程中要严格按照规范要求来进行操作。
3.2 施工中需要注意的问题
项目负责人要派专门人员进行现场负责，而且要落实个人责任制。在主机上挂一个吊锤，以保证水泥搅拌桩是沿垂直方向的，这样可减少使用中的压缩变形。水泥搅拌机在使用前进行彻底清洗，并等到机器干燥之后再进行使用。严格控制水泥配比，具体配比情况结合上面据并参照试桩的情况进行确定。每台机器上配置电脑仪器进行自动记录，有助于对质量的控制，而且监理人员要随时对水泥配比情况进行抽樣检测。检查成型的搅拌桩，要看水泥的搅拌情况，尤其注意是否有断浆的现象。首喷浆的时候要控制浆量,不能过多,而且切忌不能带水,而且要在低档位进行操作。首喷浆结束后要停留30s左右再提钻。在施工过程中如发现喷浆不足，就要按照施工的具体要求进行四次搅拌。在施工的过程重要严格控制喷浆和停浆的时间。保证不能断浆、不能在喷浆的过程中提钻。工作时候要安排记录人员对施工情况进行详细的记录。记录的内容包括:停浆标高、喷浆深度、施工日期、天气情况、施工桩号、管道压力、灰浆泵压力、每米下沉时间、提升时间、停浆时间、浆液流量、送浆时间、水泥用量、水灰比、外掺剂用量、每米喷浆量、复搅深度。
4 水泥搅拌桩施工质量检验
4.1 水泥搅拌桩检测要求
深层搅拌桩的断面尺寸、深度、桩身强度必须符合设计要求，成桩24小时后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌整体性、均匀性及外观质量，并测量成桩直径。开挖深度为停浆面以下1.5m 处。检查频率为工点总桩数的3%。在成桩3 天后，用轻便动力触探检查每米桩身的均匀性，检查频率为每工点施工总桩数3%。在成桩28 天应对单桩承载力及复合地基承载力进行检测。检测频率为每施工段桩总数的0.2%，应满足大于120kPa，且不少于3（根）；钻芯取样做无侧限抗压强度试验，每根桩取3个，即距桩顶及桩底1.0m，桩中间，每处取两个试件。检验频率为每工点总桩数0.5%；同时从钻取的芯样检查搅拌的均匀性，桩身、桩底是否穿过软土层。应定期进行沉降观测、侧向位移观测，定期进行沉降观测，对采用深层搅拌加固土层的工程。
表2
4.2 水泥搅拌桩质量检测的方法
（1）水泥搅拌桩成桩7天后用触探法进行桩身质量检验，轻便触探的深度一般不超过4m，检验搅拌均匀性:在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否相同，是否存在水泥浆富集的“结核”。触探试验：当七天龄期的击数N大于30击时，桩身强度也能达到设计要求；或者桩身七天龄期的击数N10大于击数时，桩身强度已能满足设计要求。（2）水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查桩土搅拌均匀程度、完整性、及其桩施工的长度。每根桩取出芯样必须由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验定桩身强度。（3）对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。（4）同时进行外观鉴定：桩体圆匀，搅拌均匀，凝体无松散，无回陷与缩颈现象，群桩间距均匀，桩顶齐。（4）在对于桥台的施工质量存有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2%。试验用最大载荷为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
4.3 水泥搅拌桩检测结果
表3
通过静载荷试验，确定该工程场地单桩极限承载力标准值大于120kPa，地基承载力达到设计要求。桩身完整性检测水泥搅拌桩的拌灰均匀、完整，桩身强度、桩长和桩径均满足设计要求，桩身成桩完整性与连续性均较好，无沉桩问题。采取水泥搅拌桩进行地基处理取得了良好的效果。
5 结语
本文结合龙江工业路分离式立交工程中软基处理实例，对水泥搅拌桩施工中遇到的问题进行深入的分析及其研究，提出了水泥搅拌桩施工质量控制措施及其监测方法。工程实践证明，该水泥搅拌桩施工质量控制措施及其监测方法能较好解决软基路段公路路基不均匀沉降、路面开裂等病害，为同类型软基路段的软基处理具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 徐超，董天林，叶观宝. 水泥土搅拌桩法在连云港海相软土地基中的应用[J].岩土力学,2006(3).
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