市政道路复合地基水泥搅拌桩施工工艺浅谈

符弼宇

摘要：本文以某个工程为例，通过对复合地基水泥搅拌桩施工工艺的详细分析，在施工内容、施工准备和施工工艺三个方面进行讨论，总结成桩控制要点。为类似工程提供有效的参考。

关键词：市政道路；水泥搅拌桩；软土路基；抗压强度

1施工内容

本文以某市政道路K0+015～K0+210段进行分析。该段工程处于杂土松填区，堆积填土高度约7m左右，堆积松填区以下为2-3m厚的原状地貌淤泥层(原为水田、排水渠、鱼塘范围)。松填区结构松散、物理力学性质差，淤泥层具有含水量高、抗剪强度低、显著的触变性和蠕变性等不良特点，故原状土承载能力不足且容易出现不均匀沉降，不能直接作为路基及管道的基础持力层。

通过对比分析强夯、碎石桩和水泥搅拌桩三种软土路基处理方法，我们发现强夯施工时噪音和振动大，对周围建筑物和环境影响大，故不予采用；而碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用，该约束作用越弱，碎石桩的作用效果越差，显然下层的淤泥土严重影响碎石桩作用效果的发挥，所以也不予采用；最终采用的水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂，通过深层搅拌机，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的地基，与天然地基形成复合地基，从而对提高地基承载力，减少地基的沉降量有明显的效果。采用水泥土搅拌法加固软土路基最大限度地利用了原土、还有施工速度快、在施工中无噪声、无振动、对环境无污染等独特优点。

水泥搅拌法分为水泥浆搅拌法（湿法）和粉体喷射搅拌法（干法）两种。粉体搅拌法存在均匀性欠佳、很难全程复搅等问题，当地下水的含水量小于30%时也不宜采用粉体喷射搅拌法，粉体喷射搅拌法对于市政项目施工扬尘防治亦形成挑战。综合考虑本段工程采用水泥浆搅拌法进行施工。

2施工准备

施工准备是组织施工的前提，是顺利完成施工任务的关键。做好施工准备能有效地降低施工风险，提高经济效益，保证施工过程顺利。

2.1技术准备

技术准备是施工准备的核心。任何技术的差错或隐患都可能引发安全和质量事故，必须严肃对待。

工程施工前，组织各级管理人员和技术人员学习学习施工图纸、施工规范、合同文件及相关规范要求，并对技术人员、现场施工人员进行逐级技术交底和安全交底。按要求在室内进行配比试验，确定满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量。做好测量放样工作，绘制水泥搅拌桩平面布置图，标出醒目位置以利查找。查明施工区域受施工影响的地下管线、地上设施、建筑物，进行标记，采取 保护措施。

下表是水泥土搅拌桩的技术参数

表1水泥搅拌桩地基加固技术参数

桩位偏差	≤20mm	水泥掺入比	≥15%
桩长	10 m	注浆泵出口压力	0.4～0.6 MPa
桩径	0.5 m	下沉和提升速度	≤1.0m/min
桩距（正三角形布置）	1.0m	28d复合地基承载力	≥150 KPa

2.2资源准备

2.2.1 劳动力配备

投入人员12名，其中技术员1名，施工员1名，专职安全员1名，质检员1名，作业人员8名。

2.2.2施工机具及配套机械

施工水泥搅拌桩最常用到的机器就是深层搅拌机。本项目选用2台GZB-600型深层搅拌机，为单搅拌轴、叶片喷浆方式的深层搅拌专用机械，它由桩架、动力头、搅拌轴、输浆管和搅拌头组成。

机械配套：主要有灰浆泵、电脑流量计、灰浆搅拌机、储浆罐、水泥罐、发电机等。所有计量设备均通过法定检测机构标定合格。

2.2.3材料准备

采用新鲜42.5级普通硅酸盐水泥，出场与存储日期不得超过3个月，水泥采用水泥罐储存，拌和水采用饮用水。所采用的外加剂须具有合格证与质保单，满足设计各项参数要求。所有材料进场前都必须按规范要求进行质量检验，合格后方可使用。

3施工技术

3.1清理场地

清除地上和地下的障碍物，清除耕种土和杂物（树根、垃圾等），低洼处抽水清淤，并分层回填粘性土填料，压实整平以满足搅拌机施工要求。需根据现场实际情况挖设排水沟，引入原有的沟渠。地表高程高出桩顶50cm左右,以便施工。

3.2施工测量

以业主提供的测量控制基准点为基础，依据施工设计图纸、设计院技术交底进行桩位放样，采用全站仪施放轴线和桩位，钢尺辅助，确定桩位后，用木桩进行现场标记。测量场地地面标高，确定桩顶标高，并对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。测量定位、放线、复核工作由专职测量人员负责，并对仪器定期检查，做好测量定位的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理复核检查，经复核确认后方可施工。

3.3工艺试桩

水泥搅拌桩施工前，应根据现场实际情况，进行试验桩施工，每个作业点打不少于5根的工艺试桩，以检验机具性能及施工中的各项技术参数，包括钻机钻进与提升速度、搅拌的叶片旋转速度、送浆时管道压力、喷停浆时间、灰浆稠度等参数，确保桩体的喷浆量和均匀性。根据试桩确定和调整好技术参数，综合考虑钻进、提升阻力情况及特殊情况施工处理措施等，编制质量控制措施，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。

在成桩7d后采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆（灰）面下0.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩的直径，用轻便触探法，根据轻便触探击数，用对比法判断桩身强度。14天后进行抽芯，钻去桩身加固土样，观察搅拌和喷浆的均匀程度，判断水泥掺量及施工工艺的施工效果。

3.3施工工艺流程

采用“四喷二搅”工艺，保证水泥与土充分搅拌均匀和搅拌桩成桩质量，具体工艺流程详见下图1所示。

图1水泥搅拌桩施工工艺流程

钻机定位。钻机安装调试后，将钻机移动至指定桩位对中。检查钻速、空压设备、钻杆长度、钻头直径等，并连接好输浆管路。在钻杆上用油漆涂刷深度标记与记录仪上有打钻深度相互印证。当地面不平时，调节桩机支持腿的高度使钻台处于水平状态，同时用吊线锤测量钻管的正面和侧面，使其调整至垂直状态方可下钻。钻进过程中要经常检查垂直度，如发现偏差及时进行调整。

制备水泥浆。严格按配合比拌制水泥浆，确保搅拌桩每米水泥用量不小于设计值。压浆之前就需要把水泥浆倒在储浆罐内，倒入时必须通过过滤网，把水泥硬块剔出。浆液进入储浆罐中必须不停地搅拌，以保证浆液不离析，合理布置供浆位置，避免供浆线路过长，造成注浆压力损失及管道堵塞。拌制浆液的时间超过2小时的作为废浆处理，施工时泵送水泥浆必须连续，水泥浆用量以及泵送水泥浆时间安排专人记录。按规范要求制作试块并养护。

预搅下沉。待搅拌机及相关设备运行正常后，启动搅拌装置，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。下沉速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不得超过60A，钻进速度控制在0.4～0.6m/min。搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量从输浆系统补给清水以利钻进。

喷浆搅拌提升。搅拌机下沉到设计深度后，喷浆30s间歇后搅拌提钻，确保底部有足够的水泥含量。提升喷浆过程中的喷浆量应达到设计要求，并按以50～60r/min的转速和0.7～0.8m/min的提升速度，注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，边提升边注浆，直至设计标高。针对不同软基处理区域特点，桩上部采用较低的送浆压力，桩下部采用较高的送浆压力，淤泥层中适当增大送浆压力，重点加固淤泥层。

重复搅拌下沉。重复搅拌下沉至设计加固深度。

重复喷浆搅拌提升。重复喷浆搅拌提升至预定的停浆面，当接近设计标高时，搅拌机应采用慢速以保证桩头施工质量，当达到桩顶位置时，应原位搅拌30秒，后停止搅拌施工，将搅拌钻头提出。

机具移位。施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩施工。当施工告一段落后，清洗全部设备及管路中的残存水泥浆，并将黏附在搅拌头上的软土清洗干净。

桩头处理。桩体达到设计强度70%后，人工对搅拌桩头超灌部分进行凿除，并清除现场多余土层；待满足各项检测设计要求后，填筑30cm碎石垫层。

施工过程中按照试桩确定的参数严格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、减少水泥浪费，应尽量连续施工。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆，发现喷浆量不足时，应整桩复打。因客观原因喷浆中断时，应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待恢复供浆后再喷搅拌。如停浆40分钟以上，必须对输浆管全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。每根水泥搅拌桩施工时，电脑必须同时记录该桩施工过程。每根水泥搅拌桩施工完成后，在下根桩施工前打印该桩施工记录小票并填写施工记录。

3.4桩基检测

3.4.1检测方案

在评定复合地基的承载力特征值时，使用的主要检测方案为复合地基静载试验。根据设计要求，成桩28d后复合地基承载力要求≥150 KPa，检验数量不少于桩总数的1%，且单项工程不少于3根。

3.4.2检测方法

在检测复合地基静荷载时，加载等级设置为八级，卸载等级设置为四级。荷载施加后的头1h内在第5、10、15、30、60min各测记1次沉降量，以后每隔30min测记一次。连续2h内，沉降量均小于0.1mm/h时，则认为沉降已达到稳定标准，可施加下一级荷载。当达到破坏荷载；或未达破坏，但累计沉降量已大于压板宽度或直径的6%；或总加载量已为设计要求的2倍以上时终止加载试验。回弹观测每级卸载观测1h，全部荷载卸除后连续观测3小时。

根据复合地基荷载试验的结果，绘制荷载（Q）-沉降（S）曲线，由此曲线来确定复合地基承载力。

3.4.3检测结果

在经过多次检测以后，水泥搅拌桩现场检测结果均符合设计要求。

4结语

由上文分析可知，在市政道路施工中，水泥搅拌桩加固地基可以有效的保证地基项目施工质量，需要提前做好所有准备工作，严格按照工艺进行施工，才可以达到该工程的最理想效果，与此同时还需要分析检测数据总结施工经验，保证了施工质量的同时还为以后类似工程施工提供有效参考。

参考文献：

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[4]朱丽梅.浅谈市政道路建设中的软基加固施工技术[J].建筑工程技术与设计,2016(09):1324-1325.