汤美娜 TANG Mei-na
（辽宁城市建设职业技术学院，沈阳 110122）
（Liaoning Urban Construction Technical College，Shenyang 110122，China）
摘要： 近年来水泥搅拌桩在软土地基中得到广泛应用，但是由于使用的机械设备及地基土物理性能不同，其施工工艺也不同。本文以某试验场高速环路环形段桥梁施工为例，阐述该桥所采用深层搅拌桩进行地基处理的施工工艺。
Abstract： In recent years， the cement mixing pile is widely used in soft ground， but because of different physical properties of mechanical equipment and foundation soil， the construction process is also different. Taking the bridge construction of the annular section of a testing ground high-speed loop for example， this paper described the construction process of deep mixing pile for foundation treatment of the bridge.
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ： 水泥搅拌桩；地基处理；基础工程
Key words： cement mixing pile；foundation treatment；foundation engineering
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0089-02
作者简介：汤美娜（1983-），女，辽宁沈阳人，辽宁城市建设职业技术学院，讲师，硕士，研究方向为桥梁工程。
0 引言
水泥搅拌桩作为一种主剂，其固化剂是水泥，它软基处理的一种有效形式，通过搅拌桩机把水泥喷入土体且搅拌后，土和水泥会相互作用使软土硬结，进而提高基础强度。本文结合工程实例，将传统的施工工艺 “一喷三搅”改进为“两喷四搅”，并取得了良好的效果。
某汽车试验场地表土为海相沉积，地基土层分布较均匀，以粘质粉土及粉砂为主，其3层土为淤泥质粉土，湿度大，承载力较低，对高环路基填筑影响较大，根据地质报告及设计要求，在试验场高速环路环形段采用深层搅拌桩进行地基处理。由于本工程土质以粉土及粉砂为主，若采用传统的“一喷三搅”施工工艺，很容易出现喷浆不均的现象，实际效果很难满足地基处理的需求。要想解决这个问题，应结合本工程地质情况，从而将水泥搅拌桩施工工艺由“一喷三搅”改进为“两喷四搅”。本工程水泥搅拌桩桩径0.5m，桩长12m。其中K0+960-K2+980，K4+900-K6+940段间距1.5m，三角形布置。过渡区K0+910-K0+960，K2+980-K3+030，K4+850-K4+900，K6+940-K6+990桩距采用2m。水泥搅拌桩顶设置40cm碎石垫层，内设一层双向土工格栅。下面介绍一下本工程采用“两喷四搅”的施工工艺。
1 深层水泥搅拌桩施工工艺流程
深层水泥搅拌桩施工工艺流程如图1所示。
1.1 浆液配制与输送
搅拌的浆液以普通硅酸盐水泥为主配制，水泥一般设计用量为55kg/m（施工水泥用量应通过室内试验和成桩试验确定）。
配制与输送：搅拌灰浆时，应先加水，后加入水泥，然后利用砂浆搅拌机对水泥浆进行充分的搅拌，保证每次搅拌时间必须超过四分钟。从灰浆拌和机把水泥浆倒入到集料斗时，过滤筛是一个必要步骤，只有这样才能将水泥硬块剔出。另外应保证集料斗的容量为0.2m3，如此不仅可以满足施工的需要，也能避免不必要的异常情况。同时要求浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌，以保证浆液不离析。
水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口。
1.2 深层搅拌施工
水泥搅拌桩采用“两喷四搅”法施工：湿喷桩机首先在下钻时喷出总浆量的20～40%，然后在提钻时再把剩余的浆量喷出，即两喷；全过程四次搅拌，即四搅。一直重复搅拌提升到桩体顶部时，关闭喷浆泵，停止搅拌，桩体完成，桩机移至下一桩位重复上述过程细碎机。
①测量放样。按设计桩位进行放样编号，以便顺序施工。机械安装、调试、待转速、空压正常后，开始就位；钻机就位后用塔架将搅拌机吊至设计指定桩位，搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。
②带浆下钻。在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，搅拌机钻头下沉至设计深度后，停留搅拌喷浆约1～2min，搅拌头自桩底反转，继续喷浆，钻头提升至地面以下0.25m。
③复搅。第二次钻进不喷浆，重新复拌下沉至桩底后，以同样的方式反转钻头提升至地面以下0.25m，此桩完成作业，然后移机到下一桩位施工。
④下钻和提钻速度。要想控制喷浆量，必须控制好湿喷桩机下钻和提钻速度，一般情况下钻进速度≤1.0m/min。钻头到达桩底后搅拌喷浆1～2min，间歇后提钻，确保底部有足够的灰量，提钻速度≤0.8m/min。
⑤应该安排专人负责记录湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间，保证时间误差不大于5s。一旦复搅当中出现意外情况而影响到桩体质量，钻机提升后必须进行重新喷浆复搅，要求其在十二小时内补救施工，并且搭接长度必须大于1.0m。
2 施工参数
根据地质报告地下水为弱腐蚀水，本工程水泥搅拌桩宜采用湿法施工，因地下水丰富，土壤中的天然含水量较高，所以水灰比宜低不宜高，暂定水灰比0.5，水泥掺入量55kg/m，P.c32.5复合硅酸盐水泥，水泥土强度质量标准： R7d?芏1.0MPa，R90d?芏1.2MPa；钻杆下钻速度0.38～0.75m/min，提钻速度0.3～0.5m/min。
3 施工工艺质量控制要求
水泥浆必须使用机械拌制，拌和时间不少于3min，且应过筛，不得产生离析。应安排专人记录搅拌过程中的各项参数，比如比重、水泥用量、搅拌时间等。必须保证泵送的连续性，同时要求喷浆量及搅拌深度必须符合国家的相关规范标准，然后记录好这些参数并打印出来，待完工后附在施工原始记录后。若水泥浆已经到达了喷浆口，应先喷浆搅拌30s，待桩端土和水泥浆充分搅拌后再提升搅拌头，边喷浆、边提升、边旋转搅拌，提升到原地面下30～50cm时，不停浆原地搅拌30s再下沉搅拌。
水泥搅拌桩开钻之前，应保证整个管道的畅通，具体措施是用水清洗整个管道。开工前作试桩，确定合理的旋喷参数和浆液配比。确保原材料进场合格，进场后做好防潮防湿，确保成桩质量。水泥搅拌桩施工第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，杜绝带水下钻。要求第一次下钻和提钻时必须低档操作，下一环节可适当提高档位。每根桩的喷浆压力需大于等于0.4MPa，通常成桩时间会超过四十分钟。
在搅拌喷浆过程中，如果出现因机械故障中断时，重新开始时，须钻进至中断处以下0.5m方可继续喷浆提升，并在记录中记明这种异常情况及其深度。相关工作人员需具有高度的责任心，必须保证搅拌机喷浆时连续供浆。在制作浆液的过程中必须严格遵守相关的规范标准，不能随意更改任何参数，另外钻杆的浆液必须经过滤筛，避免出现阻塞现象。
为了避免在搅拌桩施工时出现意外情况，应先进行喷浆，保证管道通畅后再进行提升。应对一线施工人员加强质量意识培训，使每个员工都意识到质量安全的重要性，促进现场施工人员的职业素质和能力。安排专人负责记录搅拌机每米下沉或提升速度、供浆与停浆时间、钻探等，一旦发现问题及时采取解决措施，同时做好详细记录。
施工过程中应随时检查施工记录，并对每根桩进行质量评定。对于不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。（表1）
4 成品桩检测及保护
搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器所带勺钻，在桩体中心钻孔取样，观察颜色是否一致，检查小型土搅拌均匀程度、根据轻便触探击数与水泥土强度的关系，检查桩体强度能否达到设计要求，轻便触探法的深度一般不大于4m。检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%。
进行强度检验时，对承重水泥土搅拌桩应取90d后的试件；对支护水泥土搅拌桩应取28d后的试件。基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合规定要求，应采取有效补救措施。水泥搅拌桩未达到规定强度时不得在桩顶上大量堆载或让挖土机、推土机等大型设备在其上面行驶以防使桩产生断桩等质量问题。
轻便触探检测结果显示，桩身连续、搅拌均匀且强度符合要求的水泥搅拌桩占96.9%，桩身连续、搅拌基本均匀且强度符合要求者占3.1%，没有出现严重缺陷桩，说明桩身质量可靠。桩头开挖观测结果表明桩头整齐完整，强度较高，桩径一般为0.51～0.52m，略大于设计桩径0.5m，满足设计要求。现场复合地基载荷试验检测结果显示其复合地基承载力超过设计要求，说明成桩质量很好。综合以上检验结果，可得出：采用改进的“两喷四搅”（即：将“预搅下沉”改为“喷浆搅拌下沉”）工艺，其承载力比处理前提高了近50%，满足设计要求；并且成桩桩身连续，水泥土搅拌均匀，桩身完整，成桩质量可靠。
5 结论
改进后的“两喷四搅”相对于传统的“一喷三搅”工艺能更加容易地控制喷浆速度和喷浆量，较好地解决了喷浆不均匀的问题，保证了桩的连续性；并且改进后的工艺可以提高复合地基的承载力；能更好地解决遇到较硬土层时下沉较慢的问题，同时不会对桩身强度造成影响，而传统的“一喷三搅”会对桩身造成一定的不良影响。该工程采用改进后的“两喷四搅”施工方法，处理软土地基的效果显著，并且处理后能很快投入使用，在确保工程质量的前提下能够降低施工成本，缩短工期。此方法在技术条件允许及减轻对环境影响的情况下应广泛使用。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：
[1]杨瑜.水泥搅拌桩在软土地基中的应用[J].山西建筑，2008（29）.
[2]侯建杰.水泥搅拌桩处理铁路软弱地基施工技术[J].山西建筑，2010（08）.
[3]王树栋，娄国充.水泥搅拌桩在天津沿海软基加固中的应用[J].铁道建筑，2008（10）.