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[摘 要]随着我国城镇化建设的快速发展，各大中城市地铁建设也正如火如荼地进行，由于城市内用地紧张，因此地铁建设的首尾车辆段、停车场只能建设在相对偏远地区。而大部分该类地区的地基往往含有不利土层，需要进行加固处理。其中水泥搅拌桩在地基加固施工中应用广泛，具有施工高效、质量可控、受场地环境影响小等特点，同时也具有施工质量受影响因素较多的特点。
[关键词]地铁车辆段;地基处理;水泥搅拌桩;质量控制
中图分类号：TP563 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）14-0124-02
0引言
广州地铁官湖车辆段与综合基地位于十三号线线路的东端，段址处现状为农田、水塘及部分的房屋，地块内北侧地势较为平坦，平均地面高程约为6.9m;南端有部分山包，最高处约23m。车辆段征地面积约41万平方米，地基加固处理面积约24万平方米，场区内地层由上至下分别为杂填土、中粗砂、淤泥、淤泥质土、中粗砂、砂质粘性土等。不利土层主要为杂填土、中粗砂、淤泥、淤泥质土。
1水泥搅拌桩施工影响质量要素分析
水泥搅拌桩施工质量的体现方式主要为：桩身完整性、桩身强度以及是桩底是否到达设计要求的持力层。其中桩身完整性主要受桩机钻杆的提升速度及注浆压力的影响，桩身强度主要受水泥掺量及对应的泥浆比重影响，桩底是否到达持力层主要体现在桩机钻进过程中随机电流表的数值是否达到要求。综上影响水泥搅拌桩施工质量的要素主要为：水泥掺量、泥浆比重、注浆压力、钻杆施工速度以及电流表数值。
2水泥掺量分析计算
水泥搅拌桩每米水泥使用量根据设计水泥掺量以及施工区域土层的容重进行确定，本工程施工用水泥采用P.O42.5水泥，采用自来水，水泥掺量为16%。根据地勘文件本工程地基处理范围内土平均容重约1700kg/m?。通过计算可得出桩每米水泥使用量，具体如下：
每立方米桩水泥掺量：1700*1*16%=272kg。
每米桩体积：3.14*0.25*0.25*1=0.196m3。
每米桩水泥用量：0.196*272=53kg。
3泥浆比重分析
3.1泥浆比重计算
水泥搅拌桩泥浆比重主要受水灰比影响，根据设计文件水灰比取值范围为0.5-0.6。水容重取1g/cm?，水泥容重取3g/cm?，计算如下：
按照0.5水灰比：（0.5+1）/（0.5/1+1/3.0）=1.80g/cm?。
按照0.6水灰比：（0.6+1）/（0.6/1+1/3.0）=1.71g/cm?。
3.2泥浆比重控制
1）泥浆配置
泥浆在后台配制，设置搅拌桶和储浆池，根据搅拌桶尺寸计算每桶搅拌量，然后确定水泥使用数量，并在桶外侧做好标记红线。配置时先注入部分水量，约占所需水量的2/3，再添加水泥并搅拌，然后注水至标记红线位置，搅拌完成后注入储浆池，储浆池需要设置搅拌机不停搅拌，防止泥浆初凝。
2）泥浆比重检测
泥浆比重采用比重计进行检测，比重计使用前采用自来水进行调试校定，检测泥浆必须为储浆池内泥浆，比重计可采用天平式比重计或气泡式比重计。
4钻杆施工速度分析
4.1各阶段速度分析
本工程搅拌桩采用四喷四搅施工工艺，分为四个阶段，即两个钻进和两个提升阶段，各阶段均为边作业边喷浆。第一次钻进阶段由于土层处于原始状态，钻进速度最慢;其余由于土层经过第一次钻进时的搅拌扰动，钻进及提升速度相对较快。水泥搅拌桩桩机钻杆的施工速度与桩机的档位相关，档位越高，相应的施工速度越快。
4.2各阶段速度确定
水泥搅拌桩施工第一次钻进速度主要与桩机档位与地层相关，在试桩阶段，对不同区域进行带浆是钻孔，记录钻机钻进时使用的档位及钻进需要的时间。桩长已知的条件下，通过记录各阶段所需时间，计算出各阶段相应的施工速度，如下表：
5注浆压力分析
5.1注浆压力与注浆速度的关系
泥浆在制作后台采用注浆泵输送至钻机钻杆，注浆速度与注浆压力、输送距离等因素相关。在试桩阶段，对不同距离及注浆压力情况下的注浆速度进行测算，具体实施方法为制作一定量的泥浆，通过泥浆泵输送至已知距离的泥浆桶（体积已知）内，记录相应的时间，并以此计算注浆速度。记录表格如下：
5.2注浆压力确定
施工过程中，注浆压力根据每根桩的施工情况进行调整难度太大，且非常不便于施工，因此同一施工区域在一定距离范围内采用同一个注浆压力。为确保每根桩水泥的含量，前提需确保注入该桩内水泥浆的数量，水泥浆注入量与注浆速度及注浆时间相关。
1）注浆量计算
选取设计桩长12m的桩进行计算，已知水泥使用量53kg/m，水灰比0.6，泥浆比重1.71g/cm?，计算可知：
V=M/ρ=（12*53+12*53*0.6）/（1.71*1000）=0.6m?=600L。
2）施工时间计算
选取设计桩长12m的水泥搅拌桩进行计算，根据之前钻杆施工速度分析，取各阶段钻杆施工速度平均值，统计如下表：
3）注浆速度及注浆压力确定
通过上述注浆量计算及施工时间计算，可以计算出注浆速度为ν=V/t=600/59.51=12L/min。通过注浆压力与注浆速度的关系表，选取该区域施工所采用的注浆压力。
6电流表数值分析
6.1电流表数值与土层的关系
桩机第一次钻进时，钻杆在不同土层内钻进过程中，由于不同土层对钻杆的的阻力不同，桩机电流表显示的数据同步发生变化，土层力学性能越好，桩机电流表显示的数据越大。根据上述特点，可以判断首次钻进过程中桩底是否已达到设计要求的持力层。
6.2不同土层对应电流表数值确定
采用桩机在不同施工区域随机选取点位进行试钻孔，結合地勘报告记录桩机钻杆在不同土层内电流表对应的数值，对不同点位相同土层的电流值进行分析比对，确定各土层的电流值。
7结语
水泥搅拌桩施工质量受场地地质环境以及作业人员操作的因素，通过对其施工质量主要影响因素中水泥掺量、泥浆比重、钻杆施工速度、注浆压力以及电流表数值进行分析，将各项影响因素具体量化，即便于指导现场施工管理，又便于现场水泥搅拌桩的质量管控。
参考文献
[1]赵立财.基于电流表控制水泥搅拌及CFG桩长施工技术应用.四川建筑科学研究（2014）.
[2]向金鹏.刘建文.软土地基处理中的水泥搅拌桩施工质量控制[J].科技创新导报.2010（1）：51-51.
[关键词]地铁车辆段;地基处理;水泥搅拌桩;质量控制
中图分类号：TP563 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）14-0124-02
0引言
广州地铁官湖车辆段与综合基地位于十三号线线路的东端，段址处现状为农田、水塘及部分的房屋，地块内北侧地势较为平坦，平均地面高程约为6.9m;南端有部分山包，最高处约23m。车辆段征地面积约41万平方米，地基加固处理面积约24万平方米，场区内地层由上至下分别为杂填土、中粗砂、淤泥、淤泥质土、中粗砂、砂质粘性土等。不利土层主要为杂填土、中粗砂、淤泥、淤泥质土。
1水泥搅拌桩施工影响质量要素分析
水泥搅拌桩施工质量的体现方式主要为：桩身完整性、桩身强度以及是桩底是否到达设计要求的持力层。其中桩身完整性主要受桩机钻杆的提升速度及注浆压力的影响，桩身强度主要受水泥掺量及对应的泥浆比重影响，桩底是否到达持力层主要体现在桩机钻进过程中随机电流表的数值是否达到要求。综上影响水泥搅拌桩施工质量的要素主要为：水泥掺量、泥浆比重、注浆压力、钻杆施工速度以及电流表数值。
2水泥掺量分析计算
水泥搅拌桩每米水泥使用量根据设计水泥掺量以及施工区域土层的容重进行确定，本工程施工用水泥采用P.O42.5水泥，采用自来水，水泥掺量为16%。根据地勘文件本工程地基处理范围内土平均容重约1700kg/m?。通过计算可得出桩每米水泥使用量，具体如下：
每立方米桩水泥掺量：1700*1*16%=272kg。
每米桩体积：3.14*0.25*0.25*1=0.196m3。
每米桩水泥用量：0.196*272=53kg。
3泥浆比重分析
3.1泥浆比重计算
水泥搅拌桩泥浆比重主要受水灰比影响，根据设计文件水灰比取值范围为0.5-0.6。水容重取1g/cm?，水泥容重取3g/cm?，计算如下：
按照0.5水灰比：（0.5+1）/（0.5/1+1/3.0）=1.80g/cm?。
按照0.6水灰比：（0.6+1）/（0.6/1+1/3.0）=1.71g/cm?。
3.2泥浆比重控制
1）泥浆配置
泥浆在后台配制，设置搅拌桶和储浆池，根据搅拌桶尺寸计算每桶搅拌量，然后确定水泥使用数量，并在桶外侧做好标记红线。配置时先注入部分水量，约占所需水量的2/3，再添加水泥并搅拌，然后注水至标记红线位置，搅拌完成后注入储浆池，储浆池需要设置搅拌机不停搅拌，防止泥浆初凝。
2）泥浆比重检测
泥浆比重采用比重计进行检测，比重计使用前采用自来水进行调试校定，检测泥浆必须为储浆池内泥浆，比重计可采用天平式比重计或气泡式比重计。
4钻杆施工速度分析
4.1各阶段速度分析
本工程搅拌桩采用四喷四搅施工工艺，分为四个阶段，即两个钻进和两个提升阶段，各阶段均为边作业边喷浆。第一次钻进阶段由于土层处于原始状态，钻进速度最慢;其余由于土层经过第一次钻进时的搅拌扰动，钻进及提升速度相对较快。水泥搅拌桩桩机钻杆的施工速度与桩机的档位相关，档位越高，相应的施工速度越快。
4.2各阶段速度确定
水泥搅拌桩施工第一次钻进速度主要与桩机档位与地层相关，在试桩阶段，对不同区域进行带浆是钻孔，记录钻机钻进时使用的档位及钻进需要的时间。桩长已知的条件下，通过记录各阶段所需时间，计算出各阶段相应的施工速度，如下表：
5注浆压力分析
5.1注浆压力与注浆速度的关系
泥浆在制作后台采用注浆泵输送至钻机钻杆，注浆速度与注浆压力、输送距离等因素相关。在试桩阶段，对不同距离及注浆压力情况下的注浆速度进行测算，具体实施方法为制作一定量的泥浆，通过泥浆泵输送至已知距离的泥浆桶（体积已知）内，记录相应的时间，并以此计算注浆速度。记录表格如下：
5.2注浆压力确定
施工过程中，注浆压力根据每根桩的施工情况进行调整难度太大，且非常不便于施工，因此同一施工区域在一定距离范围内采用同一个注浆压力。为确保每根桩水泥的含量，前提需确保注入该桩内水泥浆的数量，水泥浆注入量与注浆速度及注浆时间相关。
1）注浆量计算
选取设计桩长12m的桩进行计算，已知水泥使用量53kg/m，水灰比0.6，泥浆比重1.71g/cm?，计算可知：
V=M/ρ=（12*53+12*53*0.6）/（1.71*1000）=0.6m?=600L。
2）施工时间计算
选取设计桩长12m的水泥搅拌桩进行计算，根据之前钻杆施工速度分析，取各阶段钻杆施工速度平均值，统计如下表：
3）注浆速度及注浆压力确定
通过上述注浆量计算及施工时间计算，可以计算出注浆速度为ν=V/t=600/59.51=12L/min。通过注浆压力与注浆速度的关系表，选取该区域施工所采用的注浆压力。
6电流表数值分析
6.1电流表数值与土层的关系
桩机第一次钻进时，钻杆在不同土层内钻进过程中，由于不同土层对钻杆的的阻力不同，桩机电流表显示的数据同步发生变化，土层力学性能越好，桩机电流表显示的数据越大。根据上述特点，可以判断首次钻进过程中桩底是否已达到设计要求的持力层。
6.2不同土层对应电流表数值确定
采用桩机在不同施工区域随机选取点位进行试钻孔，結合地勘报告记录桩机钻杆在不同土层内电流表对应的数值，对不同点位相同土层的电流值进行分析比对，确定各土层的电流值。
7结语
水泥搅拌桩施工质量受场地地质环境以及作业人员操作的因素，通过对其施工质量主要影响因素中水泥掺量、泥浆比重、钻杆施工速度、注浆压力以及电流表数值进行分析，将各项影响因素具体量化，即便于指导现场施工管理，又便于现场水泥搅拌桩的质量管控。
参考文献
[1]赵立财.基于电流表控制水泥搅拌及CFG桩长施工技术应用.四川建筑科学研究（2014）.
[2]向金鹏.刘建文.软土地基处理中的水泥搅拌桩施工质量控制[J].科技创新导报.2010（1）：51-51.