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【摘要】水泥搅拌桩具有施工方便，加固效果好，处理后可很快进入下道工序，目前被广泛应用于公路软基处理。本文从水泥搅拌桩设计、施工工艺、特殊情况下的处理措施、质量控制和试验检测五个方面对道路水泥搅拌桩软基处理进行了分析。
【关键词】道路；水泥搅拌桩；软基处理；
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：
一、水泥搅拌桩设计
桩直径 0． 5 m，桩间距根据各路段计算情况确定，一般为1． 3 ～ 1． 5 m。桩的长度由沉降及稳定计算的结果确定，原则上全部穿透软土层，并打入持力层≥0. 5 m，主要用于处理深度小于 14 m 的软土地基。浆喷桩在平面上呈正三角形布置( 布置区域边线与构造物基础轮廓线平行) ，见图 1。布置范围至路基坡脚外或锥坡坡脚外 1 m。浆喷桩处理段采用等载预压，预压期 90 d。桩身设计无侧限抗压强度为: R28= 0． 6 MPa，R90= 1． 2 MPa。
为了保证浆喷桩的质量，要求施工时浆喷桩必须进行全程复搅。
图 1 软基处理设计图( 单位: cm)
····(1)承载力。水泥搅拌桩复合地基承载力标准值一般可通过现场复合地基载荷试验确定，也可根据下式计算:fsp= cRk/ Ad+ α( 1 － c) fs式中: fsp为水泥搅拌桩复合地基承载力标准值； c为水泥搅拌桩桩土置换率； Rk为水泥搅拌桩单桩承载力标准值； Ad为水泥搅拌桩截面面积； α 为承载力折减系数，一般可取 0． 5 ～ 1； fs为原有天然地基承载力标准值。
····(2)沉降。水泥搅拌桩复合地基的沉降量一般较少，主要包括以下两部分: 桩身以内复合地基的压缩变形 S1和桩端往下未处理土基的压缩变形 S2。其中:S1= ( P1+ P2) L( 2EPs)式中: S1为复合地基的压缩变形； P1为群桩体底面处平均自重压力； P2为群桩体底面处平均附加压力； L 为水泥搅拌桩有效桩长； Eps为复合地基的压缩模量[2]。
····(3)典型断面沉降量计算。原有老路历经多年通车运营，已固结沉降稳定。本项目设计标高比老路标高抬高 0． 7 ～1． 8 m 左右。设计时对老路部分及部分的沉降和稳定分别进行分析计算，判断水泥搅拌桩处理方法是否能满足差异沉降要求，根据设计经验本项目新老路差异沉降控制在 6 cm 以内。
二、施工工艺
····(1)搅拌机就位、对点、调平。用水平尺调整机身的水平度，锤砣校正桩管的垂直度，偏差<1.5%。校正钻杆长度并用醒目油漆在钻杆上标出下钻深度标记，以控制搅拌桩桩长。
····(2)在浆筒上用油漆标记好刻度线。按照设计水灰比注水、投放水泥，为搅拌均匀，可分 3~4 次投放水泥，然后充分搅拌，搅拌时间 10 min 后水泥浆基本均匀，然后将水泥浆加网筛过滤后送入喷浆池，喷浆池保持搅拌以保证水泥浆不离析[3]。
····(3)搅拌下沉。用输浆胶管将喷浆池、浆体发送器同搅拌机连接好，启动搅拌机，使搅拌头沿导向架边旋转切土边下沉，下沉速度由电气控制装置的电流表控制在 1~1.5 m/min。下沉时适量压浆，控制管道压力在 0.1~0.2 MPa，主要防止喷浆口被堵塞。钻进时用低档，当电流表显示电流突然增大时，基本进入持力层。
····(4)搅拌提升。当搅拌机下沉到设计深度后再提升，后台施工人员根据机台电器控制系统的电铃指示，调整喷浆压力表至 0.4~0.6 MPa，按≤1 m/min 速度边上提边喷水泥浆，每米喷浆量由流量计严格控制。搅拌提升至离地面 0.5 m 时用慢速。当喷浆口即将出地面时，停止提升，搅拌 10 s 左右以保证桩头均匀密实。待喷浆上提到设计桩顶标高时，启动电铃，后台人员则立即关闭浆体发送器，停止喷浆。
····(5)复搅。再次将深层喷射搅拌机下沉搅拌到规定深度，下沉速度按1.5 m/min，将搅拌头边提升边喷浆至地面，同第 4 步骤。
····(6)成桩。当复搅结束后，成桩结束。机台立即打印出原始记录。
三、特殊情况下的处理措施
····(1)在钻进过程中 ,当钻进位置较浅时 ,改用其他方法疏松土层后再钻；卡管时,采取实行慢速钻进,提出钻头,改进钻头；如果是提升钻杆时卡钻,则暂停喷浆,待正常后再复喷等措施。
(2)在喷浆过程中 ,喷浆不畅或喷浆阻塞时,应检查灰浆泵运行情况,改善现场水泥存储环境,调整喷浆压力；提出钻头清理喷嘴；清除固化料中的杂物和大颗粒；喷浆不畅时,操纵喷浆阀门由关到开,由开到关,反复多次等方法处理及加强设备机具维护、检修[4]。
(3)喷浆速度失稳及喷浆不足 :搞好岗前培训,不合要求设备不得进场；及时检查、维护管道,制浆池位置适当。
(4)进尺受阻:地下存在障碍物,及时停机移位,排除障碍,障碍难以清除,与设计联系。
四、质量控制
施工时的质量控制应符合以下规定:
····(1) 浆液拌制必须按预定的配合比进行。拌制好的浆液应无离析现象，且放置时间不宜超过 2 h；
····(2) 开始泵送作业前，应保持管路处于潮湿状态，一遍浆液顺利输入。现场施工时应对浆液拌制、泵送施工全过程进行记录[1]。
····(3) 正式施工前应进行试桩试验，得出全面开展施工的的技术参数，再行开展大面积施工。试桩试验过程应全程记录，如: 每米下沉时间、提升时间、送浆时间、停浆时间等参数。
····(4) 提供使用的浆液必须拌合均匀，施工中供浆必须连续。如果因不可抗因素停浆，为避免断桩，应将喷浆搅拌机放置停浆面以下 1． 0 m 处，等供浆回复正常后再喷浆提升。
····(5) 喷浆施工过程中搅拌机施工至地面以下2 m 左右时提升速度应减慢； 当喷浆口施工至地面时，应暂停提升，搅拌喷浆 10 s 左右以保证桩头施工质量[5]。
····(6) 浆喷桩施工过程中如果喷浆量不足使得该桩失去设计功效时，必须在旁边补充一根新桩，补充的新桩施工与其它桩施工质量相同。
····(7) 喷浆施工过程时，必须严格按试验得到的钻进深度、停灰时间、喷粉时间、送浆时间等，确保施工质量，以电流大于 60 A 作为控制电流，确保桩体穿透软土层进入持力层 50 cm。
····(8) 浆喷桩施工结束 28 d，并经检验合格后，方可以填筑路基。
五、试验检测
根据设计图纸要求，水泥搅拌桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足：桩顶～2/3 桩长范围≥0.85 MPa，2/3 桩长～桩尖范围≥0.65 MPa。在实际检测过程中发现，水泥搅拌桩龄期 28 d 后，强度基本达到 2 MPa 以上，远远满足设计规范要求。通过取芯检测发现，桩芯强度与地层有着直接关系，同样施工条件下，淤泥层桩芯强度要低于粘土层及素填土层桩芯强度[6]。根据试验检测结果分析，可在实际施工中适当调整，当搅拌机钻进至淤泥层时，降低钻进速度，以充分搅拌均匀，同时在提升搅拌喷浆时也在此地层降低提升速度，以利水泥浆与淤泥充分搅拌均匀。在单桩水泥浆总量不变的情况下，适当增加淤泥层的喷浆量，以提高桩体整体强度，达到预期加固效果。
六、结语
对不同软土深度及不同工期要求的软基处理，应结合经济合理、技术可行的处治原则，在控制沉降变形及工期允许的的前提下，应选择造价更为经济的处治方式。道路新建部分的软基处理应优先选择偏刚性的复合地基处理方式，以控制差异沉降，复合地基施工工期较短，也能为道路施工期的交通组织减轻压力。水泥搅拌桩处理 14 m 以下深度的软土路基，能满足工后沉降的要求，达到设计的预期效果，同类道路软土处理工程可参照使用。软土地基经水泥搅拌桩加固处理后,地基土强度和变形模量提高,地基稳定性增强,复合地基承载力明显提高,达到了控制沉降、稳定路基的目的。
【参考文献】
[1]周垂强,吴永新。 浅析软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]。 黑龙江科技信息,2013,(8)。
[2]鄭明勇。 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]。 科技与企业,2013,(4)。
【关键词】道路；水泥搅拌桩；软基处理；
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：
一、水泥搅拌桩设计
桩直径 0． 5 m，桩间距根据各路段计算情况确定，一般为1． 3 ～ 1． 5 m。桩的长度由沉降及稳定计算的结果确定，原则上全部穿透软土层，并打入持力层≥0. 5 m，主要用于处理深度小于 14 m 的软土地基。浆喷桩在平面上呈正三角形布置( 布置区域边线与构造物基础轮廓线平行) ，见图 1。布置范围至路基坡脚外或锥坡坡脚外 1 m。浆喷桩处理段采用等载预压，预压期 90 d。桩身设计无侧限抗压强度为: R28= 0． 6 MPa，R90= 1． 2 MPa。
为了保证浆喷桩的质量，要求施工时浆喷桩必须进行全程复搅。
图 1 软基处理设计图( 单位: cm)
····(1)承载力。水泥搅拌桩复合地基承载力标准值一般可通过现场复合地基载荷试验确定，也可根据下式计算:fsp= cRk/ Ad+ α( 1 － c) fs式中: fsp为水泥搅拌桩复合地基承载力标准值； c为水泥搅拌桩桩土置换率； Rk为水泥搅拌桩单桩承载力标准值； Ad为水泥搅拌桩截面面积； α 为承载力折减系数，一般可取 0． 5 ～ 1； fs为原有天然地基承载力标准值。
····(2)沉降。水泥搅拌桩复合地基的沉降量一般较少，主要包括以下两部分: 桩身以内复合地基的压缩变形 S1和桩端往下未处理土基的压缩变形 S2。其中:S1= ( P1+ P2) L( 2EPs)式中: S1为复合地基的压缩变形； P1为群桩体底面处平均自重压力； P2为群桩体底面处平均附加压力； L 为水泥搅拌桩有效桩长； Eps为复合地基的压缩模量[2]。
····(3)典型断面沉降量计算。原有老路历经多年通车运营，已固结沉降稳定。本项目设计标高比老路标高抬高 0． 7 ～1． 8 m 左右。设计时对老路部分及部分的沉降和稳定分别进行分析计算，判断水泥搅拌桩处理方法是否能满足差异沉降要求，根据设计经验本项目新老路差异沉降控制在 6 cm 以内。
二、施工工艺
····(1)搅拌机就位、对点、调平。用水平尺调整机身的水平度，锤砣校正桩管的垂直度，偏差<1.5%。校正钻杆长度并用醒目油漆在钻杆上标出下钻深度标记，以控制搅拌桩桩长。
····(2)在浆筒上用油漆标记好刻度线。按照设计水灰比注水、投放水泥，为搅拌均匀，可分 3~4 次投放水泥，然后充分搅拌，搅拌时间 10 min 后水泥浆基本均匀，然后将水泥浆加网筛过滤后送入喷浆池，喷浆池保持搅拌以保证水泥浆不离析[3]。
····(3)搅拌下沉。用输浆胶管将喷浆池、浆体发送器同搅拌机连接好，启动搅拌机，使搅拌头沿导向架边旋转切土边下沉，下沉速度由电气控制装置的电流表控制在 1~1.5 m/min。下沉时适量压浆，控制管道压力在 0.1~0.2 MPa，主要防止喷浆口被堵塞。钻进时用低档，当电流表显示电流突然增大时，基本进入持力层。
····(4)搅拌提升。当搅拌机下沉到设计深度后再提升，后台施工人员根据机台电器控制系统的电铃指示，调整喷浆压力表至 0.4~0.6 MPa，按≤1 m/min 速度边上提边喷水泥浆，每米喷浆量由流量计严格控制。搅拌提升至离地面 0.5 m 时用慢速。当喷浆口即将出地面时，停止提升，搅拌 10 s 左右以保证桩头均匀密实。待喷浆上提到设计桩顶标高时，启动电铃，后台人员则立即关闭浆体发送器，停止喷浆。
····(5)复搅。再次将深层喷射搅拌机下沉搅拌到规定深度，下沉速度按1.5 m/min，将搅拌头边提升边喷浆至地面，同第 4 步骤。
····(6)成桩。当复搅结束后，成桩结束。机台立即打印出原始记录。
三、特殊情况下的处理措施
····(1)在钻进过程中 ,当钻进位置较浅时 ,改用其他方法疏松土层后再钻；卡管时,采取实行慢速钻进,提出钻头,改进钻头；如果是提升钻杆时卡钻,则暂停喷浆,待正常后再复喷等措施。
(2)在喷浆过程中 ,喷浆不畅或喷浆阻塞时,应检查灰浆泵运行情况,改善现场水泥存储环境,调整喷浆压力；提出钻头清理喷嘴；清除固化料中的杂物和大颗粒；喷浆不畅时,操纵喷浆阀门由关到开,由开到关,反复多次等方法处理及加强设备机具维护、检修[4]。
(3)喷浆速度失稳及喷浆不足 :搞好岗前培训,不合要求设备不得进场；及时检查、维护管道,制浆池位置适当。
(4)进尺受阻:地下存在障碍物,及时停机移位,排除障碍,障碍难以清除,与设计联系。
四、质量控制
施工时的质量控制应符合以下规定:
····(1) 浆液拌制必须按预定的配合比进行。拌制好的浆液应无离析现象，且放置时间不宜超过 2 h；
····(2) 开始泵送作业前，应保持管路处于潮湿状态，一遍浆液顺利输入。现场施工时应对浆液拌制、泵送施工全过程进行记录[1]。
····(3) 正式施工前应进行试桩试验，得出全面开展施工的的技术参数，再行开展大面积施工。试桩试验过程应全程记录，如: 每米下沉时间、提升时间、送浆时间、停浆时间等参数。
····(4) 提供使用的浆液必须拌合均匀，施工中供浆必须连续。如果因不可抗因素停浆，为避免断桩，应将喷浆搅拌机放置停浆面以下 1． 0 m 处，等供浆回复正常后再喷浆提升。
····(5) 喷浆施工过程中搅拌机施工至地面以下2 m 左右时提升速度应减慢； 当喷浆口施工至地面时，应暂停提升，搅拌喷浆 10 s 左右以保证桩头施工质量[5]。
····(6) 浆喷桩施工过程中如果喷浆量不足使得该桩失去设计功效时，必须在旁边补充一根新桩，补充的新桩施工与其它桩施工质量相同。
····(7) 喷浆施工过程时，必须严格按试验得到的钻进深度、停灰时间、喷粉时间、送浆时间等，确保施工质量，以电流大于 60 A 作为控制电流，确保桩体穿透软土层进入持力层 50 cm。
····(8) 浆喷桩施工结束 28 d，并经检验合格后，方可以填筑路基。
五、试验检测
根据设计图纸要求，水泥搅拌桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足：桩顶～2/3 桩长范围≥0.85 MPa，2/3 桩长～桩尖范围≥0.65 MPa。在实际检测过程中发现，水泥搅拌桩龄期 28 d 后，强度基本达到 2 MPa 以上，远远满足设计规范要求。通过取芯检测发现，桩芯强度与地层有着直接关系，同样施工条件下，淤泥层桩芯强度要低于粘土层及素填土层桩芯强度[6]。根据试验检测结果分析，可在实际施工中适当调整，当搅拌机钻进至淤泥层时，降低钻进速度，以充分搅拌均匀，同时在提升搅拌喷浆时也在此地层降低提升速度，以利水泥浆与淤泥充分搅拌均匀。在单桩水泥浆总量不变的情况下，适当增加淤泥层的喷浆量，以提高桩体整体强度，达到预期加固效果。
六、结语
对不同软土深度及不同工期要求的软基处理，应结合经济合理、技术可行的处治原则，在控制沉降变形及工期允许的的前提下，应选择造价更为经济的处治方式。道路新建部分的软基处理应优先选择偏刚性的复合地基处理方式，以控制差异沉降，复合地基施工工期较短，也能为道路施工期的交通组织减轻压力。水泥搅拌桩处理 14 m 以下深度的软土路基，能满足工后沉降的要求，达到设计的预期效果，同类道路软土处理工程可参照使用。软土地基经水泥搅拌桩加固处理后,地基土强度和变形模量提高,地基稳定性增强,复合地基承载力明显提高,达到了控制沉降、稳定路基的目的。
【参考文献】
[1]周垂强,吴永新。 浅析软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]。 黑龙江科技信息,2013,(8)。
[2]鄭明勇。 软基处理水泥深层搅拌桩施工控制[J]。 科技与企业,2013,(4)。