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摘要：软基强度低，承载能力小，易变性及水稳定性差使得在铁路及公路路基产生过大工后沉降及变形，导致路基失稳，产生各种路基病害，严重影响工程修建质量。本文以工程实践为例，深入探讨水泥搅拌桩在处理软基中加固的关键性施工工艺及现场控制技术。
关键词：水泥搅拌桩；软土加固；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的飞速发展，在软基路段的高速铁路和高速公路也越来越多，采用水泥混凝土搅拌对软基进行加固处理已经广泛被应用到工程实践中，其工程可靠性及实践的有效性已经被诸多工程实践应用证明，国内外许多学者针对水泥搅拌桩在软基加固中的应用开展了大量的工程实践应用研究。
1工程概况
某高速路段的其中的一工程段起迄里程DK138+000~DK174+800，正线全长36.35km，路基土质主要为粉质黏土、高液限粘土、泥岩、页岩等。
2施工工艺
通过现场勘察及施工组织设计，该工程段对软弱路基路段采用水泥搅拌桩加固处理措施，水泥搅拌桩具体设计参数为：水泥浆体水胶比为0.45～0.55，水泥掺入量不小于加固土体重量的15%，桩体直径0.5m，要求试块90天龄期强度不小于1.56MPa。
土的天然密度及天然含水量的测定：取自DK166+270～DK166+530段原状黏土，下挖至0.5m以下采用200cm3环刀取样测定其天然密度及含水量，试验结果如表1所示。
表1路基土的天然密度及含水量测试结果
湿喷法水泥搅拌桩配合比设计：根据土体天然密度计算出桩体单位深度（每延米）中土的用量为如式（1）所得，单位深度中土的用量为404kg。
Go=Po×Vo=2.06×3.14×0.52/4×1000=404kg/m（1）
水泥浆体水胶比取0.55，以15%、17％、19%三个不同的水泥掺量进行配比设计选定。采用不同的水泥掺量对应的桩体单位深度（每延米）中的水泥用量、水用量、（水泥+水）浆量以及水泥、天然土体和水的质量比例如表2所示。
表2单位深度（每延米）材料用量
以设计计算的三个不同水泥掺量进行试拌分别制作7d、28d和90d抗压强度试件各1组，脱模后放置于恒温恒湿养护室中。养护至规定龄期，分别测定各组试件龄期的抗压强度。由表2可知，采用第二组水泥掺量为17%，水胶比取0.55，配合比水泥:土体:水为1.00:5.88:0.55时，试件抗压强度能满足工程规范要求。通过试验证明采用第二组配合比作为工程应用配合比。
（3）水泥搅拌桩工艺试桩。
工艺流程：施工准备→机具就位→预拌下沉→提升喷浆搅拌→重复搅拌下沉→重复搅拌提升→成桩→移位（见图1）。同时需要满足设计的各种技术参数：搅拌下沉速度：参考值V=0.8m/min；平均提升速度：参考值VP≤0.8m/min；喷浆压力：0.4MPa≤P≤0.6MPa；同时根据水泥搅拌桩室内试验确定的配合比，按照68.7kg/延米的水泥用量配制水泥浆，在搅拌机提升过程中完成70%~80%的喷浆量，重复搅拌提升时将剩余的20%~30%的喷浆量加入。
图1工艺流程图
按以上施工工艺及工艺参数进行了工艺试桩4个，7d后经现场进行开挖检验，检查加固桩体成型良好，在开挖外露桩体中钻芯取样，进行抗压强度试验，芯样检测结果均大于1.56MPa，才能满足工程规范及设计要求。
3施工控制要点
3.1现场管理
本工程段施工实行项目经理负责制。由项目经理部组织技术、测量、试验等有关人员参与工程的施工管理，并制定详细管理及质量保证体系，负责本工程场地的清理、平整，现场对所有桩基及桩位进行编号，以加强管理。
3.2现场控制技术
按照水泥搅拌桩的工艺试桩确定的各种技术参数，进行水泥搅拌桩的施工施工地段施工前应进行清表处理，低洼地段应先用土填平，再进行水泥搅拌桩的施工；为保证水泥搅拌桩强度严格控制水泥用量，每延米水泥用量最低不得少于69kg；水泥搅拌桩施工所用袋装水泥要垫高覆盖，严禁雨淋、受潮，以免影响施工效果。
(1) 为确保施工质量，必须严格按照设计及有关施工规范、规程进行施工。项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均需编号，将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等标牌悬挂于明显处，确保人员到位，责任到人。施工过程中设专人记录搅拌机每米下沉和提升时间，施工中发现的问题及处理情况均在记录中注明。
(2) 设备就位后须平整，保证施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不>1.0％，施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，若发现偏差过大，必须及时调整。钻机中偏差不>20mm。
(3) 水泥搅拌桩开钻之前，用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
(4) 制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2h，严格按照试验桩确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度。为保证施工质量、提高工作效率、减小水泥浪费，尽量连续施工。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。若因其他原因导致短时间停浆，将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌。若停工40min以上，须对输浆管全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。
(5) 严格控制搅拌机的下沉和提升速度，提升和下沉速度不得超过1.0m／min，水泥搅拌桩桩顶接近设计标高时，搅拌机自地面以下1.0m喷浆搅拌提升出地面时采用慢速以保证桩头施工质量，当灰浆到达出口后原位喷射搅拌不少于30s。
(6) 施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，及时通知监理工程师及设计人员，以便及时采取补桩措施。
(7) 定期检查搅拌叶片的直径，如因磨损使叶片直径小于设计桩径时更换叶片。
(8) 对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
(9) 为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均配备电脑记录仪。同时现场配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
(10) 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时在桩底部停留不少于30s，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间不少于30s。
(11) 施工时严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆不小于一根桩的用量加60kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
(12) 施工中发现喷浆量不足，按监理工程师要求整桩复搅复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段>1.0in，超过12h采取补桩措施。
(13) 现场施工人员认真填写施工原始记录，其中记录内容包括施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速；钻进速度、提升速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。
4质量检验
水泥搅拌桩检测由具有相应资质的检测单位检测。主要检测桩体的均匀性，根据试验取得的轻便触探击数(Nl0)与水泥土强度对比关系曲线，对桩体强度进行预测评价，检验频率为l％。
成桩7d后采用开挖进行桩体直径检测。桩体直径不得小于设计值，检测频率为1％。
成桩28d后，按照2‰的取芯频率对施工水泥搅拌桩进行了钻芯取样，并在桩体的上、中、下部位三处截取芯样，取芯用l08岩芯管，取芯率达到90％以上，钻孔偏斜小于l％，抽芯孔位置距桩中心0.15m左右，深度应超过桩长lm。取出后可当场检查桩芯的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割成试块做无侧限抗压强度试验。
根据水泥搅拌桩的成桩检查验收情况看，水泥搅拌桩作为软基加固处理的一种方法，具有施工简便，工期短，工后沉降小等优点.科学的态度，严格规范的操作，是确保水泥搅拌桩质量的关键.随着水泥搅拌桩施工工艺的进一步的完善，施工水平进一步的提高，水泥搅拌桩机的性能进一步改进，水泥搅拌桩是软基加固处理的一种行之有效的方法之一。
5结束语
水泥搅拌桩具有较好的技术经济指标，其施工对环境影响较小，施工设备相对轻便，对施工场地要求低。实践证明，水泥搅拌桩加固处理软基后，可提高地基承载力，减少沉降和沉降差异，从而提高工程的使用质量和使用寿命。
参考文献
[1]陶晓倩.水泥搅拌桩在铁路软土路基处理中的计算分析及应用[J].铁道勘察,2007(2):79-81
[2]李立合,朱维伟.水泥搅拌桩对泥炭质软基的处理[J].山西建筑,2007,33(30):120-121
[3]徐至鈞,赵锡宏.地基处理技术与工程实例[M].科技出版社,2008
[4]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].中华人民共和国建设部,2002
关键词：水泥搅拌桩；软土加固；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的飞速发展，在软基路段的高速铁路和高速公路也越来越多，采用水泥混凝土搅拌对软基进行加固处理已经广泛被应用到工程实践中，其工程可靠性及实践的有效性已经被诸多工程实践应用证明，国内外许多学者针对水泥搅拌桩在软基加固中的应用开展了大量的工程实践应用研究。
1工程概况
某高速路段的其中的一工程段起迄里程DK138+000~DK174+800，正线全长36.35km，路基土质主要为粉质黏土、高液限粘土、泥岩、页岩等。
2施工工艺
通过现场勘察及施工组织设计，该工程段对软弱路基路段采用水泥搅拌桩加固处理措施，水泥搅拌桩具体设计参数为：水泥浆体水胶比为0.45～0.55，水泥掺入量不小于加固土体重量的15%，桩体直径0.5m，要求试块90天龄期强度不小于1.56MPa。
土的天然密度及天然含水量的测定：取自DK166+270～DK166+530段原状黏土，下挖至0.5m以下采用200cm3环刀取样测定其天然密度及含水量，试验结果如表1所示。
表1路基土的天然密度及含水量测试结果
湿喷法水泥搅拌桩配合比设计：根据土体天然密度计算出桩体单位深度（每延米）中土的用量为如式（1）所得，单位深度中土的用量为404kg。
Go=Po×Vo=2.06×3.14×0.52/4×1000=404kg/m（1）
水泥浆体水胶比取0.55，以15%、17％、19%三个不同的水泥掺量进行配比设计选定。采用不同的水泥掺量对应的桩体单位深度（每延米）中的水泥用量、水用量、（水泥+水）浆量以及水泥、天然土体和水的质量比例如表2所示。
表2单位深度（每延米）材料用量
以设计计算的三个不同水泥掺量进行试拌分别制作7d、28d和90d抗压强度试件各1组，脱模后放置于恒温恒湿养护室中。养护至规定龄期，分别测定各组试件龄期的抗压强度。由表2可知，采用第二组水泥掺量为17%，水胶比取0.55，配合比水泥:土体:水为1.00:5.88:0.55时，试件抗压强度能满足工程规范要求。通过试验证明采用第二组配合比作为工程应用配合比。
（3）水泥搅拌桩工艺试桩。
工艺流程：施工准备→机具就位→预拌下沉→提升喷浆搅拌→重复搅拌下沉→重复搅拌提升→成桩→移位（见图1）。同时需要满足设计的各种技术参数：搅拌下沉速度：参考值V=0.8m/min；平均提升速度：参考值VP≤0.8m/min；喷浆压力：0.4MPa≤P≤0.6MPa；同时根据水泥搅拌桩室内试验确定的配合比，按照68.7kg/延米的水泥用量配制水泥浆，在搅拌机提升过程中完成70%~80%的喷浆量，重复搅拌提升时将剩余的20%~30%的喷浆量加入。
图1工艺流程图
按以上施工工艺及工艺参数进行了工艺试桩4个，7d后经现场进行开挖检验，检查加固桩体成型良好，在开挖外露桩体中钻芯取样，进行抗压强度试验，芯样检测结果均大于1.56MPa，才能满足工程规范及设计要求。
3施工控制要点
3.1现场管理
本工程段施工实行项目经理负责制。由项目经理部组织技术、测量、试验等有关人员参与工程的施工管理，并制定详细管理及质量保证体系，负责本工程场地的清理、平整，现场对所有桩基及桩位进行编号，以加强管理。
3.2现场控制技术
按照水泥搅拌桩的工艺试桩确定的各种技术参数，进行水泥搅拌桩的施工施工地段施工前应进行清表处理，低洼地段应先用土填平，再进行水泥搅拌桩的施工；为保证水泥搅拌桩强度严格控制水泥用量，每延米水泥用量最低不得少于69kg；水泥搅拌桩施工所用袋装水泥要垫高覆盖，严禁雨淋、受潮，以免影响施工效果。
(1) 为确保施工质量，必须严格按照设计及有关施工规范、规程进行施工。项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均需编号，将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等标牌悬挂于明显处，确保人员到位，责任到人。施工过程中设专人记录搅拌机每米下沉和提升时间，施工中发现的问题及处理情况均在记录中注明。
(2) 设备就位后须平整，保证施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不>1.0％，施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，若发现偏差过大，必须及时调整。钻机中偏差不>20mm。
(3) 水泥搅拌桩开钻之前，用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
(4) 制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2h，严格按照试验桩确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度。为保证施工质量、提高工作效率、减小水泥浪费，尽量连续施工。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。若因其他原因导致短时间停浆，将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌。若停工40min以上，须对输浆管全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。
(5) 严格控制搅拌机的下沉和提升速度，提升和下沉速度不得超过1.0m／min，水泥搅拌桩桩顶接近设计标高时，搅拌机自地面以下1.0m喷浆搅拌提升出地面时采用慢速以保证桩头施工质量，当灰浆到达出口后原位喷射搅拌不少于30s。
(6) 施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，及时通知监理工程师及设计人员，以便及时采取补桩措施。
(7) 定期检查搅拌叶片的直径，如因磨损使叶片直径小于设计桩径时更换叶片。
(8) 对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
(9) 为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均配备电脑记录仪。同时现场配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
(10) 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时在桩底部停留不少于30s，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间不少于30s。
(11) 施工时严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆不小于一根桩的用量加60kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
(12) 施工中发现喷浆量不足，按监理工程师要求整桩复搅复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段>1.0in，超过12h采取补桩措施。
(13) 现场施工人员认真填写施工原始记录，其中记录内容包括施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速；钻进速度、提升速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。
4质量检验
水泥搅拌桩检测由具有相应资质的检测单位检测。主要检测桩体的均匀性，根据试验取得的轻便触探击数(Nl0)与水泥土强度对比关系曲线，对桩体强度进行预测评价，检验频率为l％。
成桩7d后采用开挖进行桩体直径检测。桩体直径不得小于设计值，检测频率为1％。
成桩28d后，按照2‰的取芯频率对施工水泥搅拌桩进行了钻芯取样，并在桩体的上、中、下部位三处截取芯样，取芯用l08岩芯管，取芯率达到90％以上，钻孔偏斜小于l％，抽芯孔位置距桩中心0.15m左右，深度应超过桩长lm。取出后可当场检查桩芯的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割成试块做无侧限抗压强度试验。
根据水泥搅拌桩的成桩检查验收情况看，水泥搅拌桩作为软基加固处理的一种方法，具有施工简便，工期短，工后沉降小等优点.科学的态度，严格规范的操作，是确保水泥搅拌桩质量的关键.随着水泥搅拌桩施工工艺的进一步的完善，施工水平进一步的提高，水泥搅拌桩机的性能进一步改进，水泥搅拌桩是软基加固处理的一种行之有效的方法之一。
5结束语
水泥搅拌桩具有较好的技术经济指标，其施工对环境影响较小，施工设备相对轻便，对施工场地要求低。实践证明，水泥搅拌桩加固处理软基后，可提高地基承载力，减少沉降和沉降差异，从而提高工程的使用质量和使用寿命。
参考文献
[1]陶晓倩.水泥搅拌桩在铁路软土路基处理中的计算分析及应用[J].铁道勘察,2007(2):79-81
[2]李立合,朱维伟.水泥搅拌桩对泥炭质软基的处理[J].山西建筑,2007,33(30):120-121
[3]徐至鈞,赵锡宏.地基处理技术与工程实例[M].科技出版社,2008
[4]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].中华人民共和国建设部,2002