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摘要：水泥搅拌桩由于具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等優点，目前在公路建设软土路基处理领域应用得较为广泛。本文从水泥搅拌桩的特点及工作原理入手，分析了水泥搅拌桩处理软土路基的施工工艺，其中对工程质量控制要点与特殊情况处理做了深入阐述，以期给公路建设者提供参考。
关键词：水泥搅拌桩；软土路基；工艺试桩
Abstract: because of cement mixing pile can effectively reduce the total settlement, can bear larger load rate, strong ability to resist the lateral deformation, can greatly shorten the construction period and other advantages, the application in highway construction in soft soil subgrade treatment field more widely. This article from the characteristics and working principle of cement mixing pile, analyzes the cement mixing pile treatment of soft soil subgrade construction technology, including the construction quality control points and special circumstances do the thorough elaboration, in order to provide references for highway builders.
Key words: cement mixing pile; Soft soil subgrade; Process of piles
中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、水泥搅拌桩的特点及工作原理
在软弱路基上进行施工时，由于施工技术或工程造价方面的原因，传统的施工方法，如挖除置换（人工挖孔桩）、桩基穿越（钻孔桩、静压桩）、人工加固（换土垫层）等措施，已不能适应日益复杂的工程需要。最佳的处理方法是对软土进行就地加固，最大限度地利用原状土的承载力或其他力学性能，水泥搅拌桩法即是这样一种原位加固方法。与其他施工方法相比较，水泥搅拌桩法具有施工工期短、无公害、成本低等特点。这种施工方法在施工过程中无振动、无噪声、无地面隆起，不排污、不污染环境，对相邻建筑物不产生有害影响，具有较好的综合经济效益和社会效益。
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
二、水泥搅拌桩处理软土路基技术
（一）施工准备
1、搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。
2、水泥搅拌桩应采用合格等级强度普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。
3、水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。
4、水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。
（二）施工
1、试桩。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。试桩数量按照设计要求，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应取地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验，要求28d桩身无侧限抗压强度不小于设计要求。
2、水泥搅拌机械安装、就位。现场拼装钻机、就位。首次进场施工时，应对桩机的电流表、管道压力表、电磁流量表、深度测量仪、电脑打印机进行标定。正常施工时要经常复查，特别是钻头叶片磨损超限应及时补焊，以保证桩体的桩径。移动钻机、准确对孔，水平校正钻机，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，施工时倾斜度不得大于1%。
3、搅拌、喷浆。启动钻机，使其钻杆沿导向架向下匀速、持续下沉搅拌切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，此时双轴上的多层叶片同时正、反向旋转搅拌直到设计深度。达到设计深度后，在桩端就地持续喷浆搅拌30秒以上，使桩端水泥浆充分搅拌均匀。（下沉喷浆为总浆量的90~95%以上）
4、提升搅拌。搅拌机提升，此时喷浆的目的是为了避免喷浆口被堵塞，同时搅拌桩机钻杆上叶片正、反向旋转，继续搅拌水泥土。提升过程中喷浆量为总量的5~10%以下。提升到桩顶后，原位搅拌不少于2分钟。
5、关闭搅拌机械，移位。
（三）质量检测
成桩7天内，浅开挖桩头1.5m左右，目测检查搅拌桩的均匀性，测量成桩直径，用轻便触探仪检查桩的质量。水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3个一组）28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯取样数量为桩总数的2‰，且不小于3根，要求强度不小于1.25MPa。如果某段水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。
在软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的2‰，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
三、水泥搅拌桩施工质量控制
1、确保原材料质量。对进场的水泥，按200 t为 一批(当数量不足200 t时也按一批计)的规定检查 产品合格证和出厂检验报告，并取样进行强度、凝结 时间和安定性试验，不合格的水泥严禁使用。灰浆严格按预定的配合比拌制。制备好的灰浆不得离析，不得停置时间过长，超过2h的灰浆禁止使用，浆液倒入集料料斗时应加5mm筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。
2、确保搅拌桩数量。严格按照设计图的桩间距 测量放样，间距的误差控制在验收标准范围内。施工过程中保持场地清洁，不能掩埋覆盖测量放样的水泥搅拌桩桩位竹签，加强施工现场管理，确保不漏打 水泥搅拌桩。
3、确保桩身长度。水泥搅拌桩必须打人下卧层全风化灰岩或页岩深度不小于O．5 m，避免桩身因未进入持力层，起不到加固软基的作用，对减少路基下沉留下严重的隐患。桩底是否进入持力层，可以钻机电流急剧增大而钻进速度急剧减小判断。
4、确保桩身水泥用量。水泥用量是影响桩身强度的直接因素，多则浪费，少则达不到设计要求的强度。控制水泥用量，一是要求每根桩的水灰比和送浆压力与成桩试验确定的相同。二是根据每根桩的长度 或每工作班的成桩长度，按每延米桩身使用5O kg水泥，反算实际水泥用量是否符合要求。
5、确保搭接长度。每根水泥搅拌桩应连续施工，如因故中断，恢复喷浆搅拌时，搭接长度不得小于0.5 m。
四、特殊情况处理
1、在钻进过程中，当卡管时，采取实行慢速钻进；提出钻头，改进钻头；钻进位置较浅时，改用其他方法疏松土层后再钻；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，喷浆不畅或堵塞时，应该采用检查灰浆泵运行情况，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。
3、当遇有下沉困难、电流值高、电机跳闸等情况时，其原因是电压低、土质硬，阻力大或遇有石块等障碍物。此时采取调高电压、适量冲水和挖除障碍物等方法处理。
4、当土质粘性大、搅拌机自重不够时，往往会导致搅拌机下沉不到设计深度，此时要增加搅拌机自重或设加压装置。
5、当投料不准确、灰浆泵磨损漏浆、灰浆泵输浆量偏差大時，会导致喷浆还未到设计高程时浆液已排空，针对这种情况要重新标定投料量、检修灰浆泵、重新标定灰浆泵的输浆量。
6、当搅拌加水过量或输浆管部分堵塞时，会导致剩浆过多，此时要采取重新标定用水量和清洗输浆管的措施来解决。
7、当输浆管内有水泥结块或喷浆口球阀间隙过小时，会导致输浆管堵塞爆裂，此时要拆洗输浆管并适当调节喷浆口球阀。
8、当灰浆浓度过大或搅拌桩叶片角度不合适的时候，易导致钻头和混合土同时旋转，这时应该重新标定水灰比并更换钻头或调整叶片角度。
9、供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5米，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。
结束语
水泥搅拌桩技术是软土路基处理的有效措施，在我国已经广泛应用于公路项目中，并且随着高铁技术的发展和高铁项目的增多，该工艺也频繁应用，甚至在涵洞施工的部分特殊路基处理中也有应用，因此本文总结了水泥搅拌桩技术在公路路基处理中的应用，希望对以后类似的水泥搅拌桩处理软土路基的工程提供有力的参考。
参考文献
[1]《公路软土地基路基设计与施工技术规范》交通部JTJ017-96.
[2]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[4]李睿，张海霞.水泥土搅拌桩在高速公路软基处理中的应用[A].路桥与建筑，2011.4
[5]关胜洪.水泥土搅拌桩在软土地基的应用与实践[J].海峡科学，2007.4
[6]陈玲.水泥搅拌桩处理软土路基技术应用浅析[J].民营科技，2009.9
关键词：水泥搅拌桩；软土路基；工艺试桩
Abstract: because of cement mixing pile can effectively reduce the total settlement, can bear larger load rate, strong ability to resist the lateral deformation, can greatly shorten the construction period and other advantages, the application in highway construction in soft soil subgrade treatment field more widely. This article from the characteristics and working principle of cement mixing pile, analyzes the cement mixing pile treatment of soft soil subgrade construction technology, including the construction quality control points and special circumstances do the thorough elaboration, in order to provide references for highway builders.
Key words: cement mixing pile; Soft soil subgrade; Process of piles
中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、水泥搅拌桩的特点及工作原理
在软弱路基上进行施工时，由于施工技术或工程造价方面的原因，传统的施工方法，如挖除置换（人工挖孔桩）、桩基穿越（钻孔桩、静压桩）、人工加固（换土垫层）等措施，已不能适应日益复杂的工程需要。最佳的处理方法是对软土进行就地加固，最大限度地利用原状土的承载力或其他力学性能，水泥搅拌桩法即是这样一种原位加固方法。与其他施工方法相比较，水泥搅拌桩法具有施工工期短、无公害、成本低等特点。这种施工方法在施工过程中无振动、无噪声、无地面隆起，不排污、不污染环境，对相邻建筑物不产生有害影响，具有较好的综合经济效益和社会效益。
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
二、水泥搅拌桩处理软土路基技术
（一）施工准备
1、搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。
2、水泥搅拌桩应采用合格等级强度普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。
3、水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。
4、水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。
（二）施工
1、试桩。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。试桩数量按照设计要求，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应取地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验，要求28d桩身无侧限抗压强度不小于设计要求。
2、水泥搅拌机械安装、就位。现场拼装钻机、就位。首次进场施工时，应对桩机的电流表、管道压力表、电磁流量表、深度测量仪、电脑打印机进行标定。正常施工时要经常复查，特别是钻头叶片磨损超限应及时补焊，以保证桩体的桩径。移动钻机、准确对孔，水平校正钻机，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，施工时倾斜度不得大于1%。
3、搅拌、喷浆。启动钻机，使其钻杆沿导向架向下匀速、持续下沉搅拌切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，此时双轴上的多层叶片同时正、反向旋转搅拌直到设计深度。达到设计深度后，在桩端就地持续喷浆搅拌30秒以上，使桩端水泥浆充分搅拌均匀。（下沉喷浆为总浆量的90~95%以上）
4、提升搅拌。搅拌机提升，此时喷浆的目的是为了避免喷浆口被堵塞，同时搅拌桩机钻杆上叶片正、反向旋转，继续搅拌水泥土。提升过程中喷浆量为总量的5~10%以下。提升到桩顶后，原位搅拌不少于2分钟。
5、关闭搅拌机械，移位。
（三）质量检测
成桩7天内，浅开挖桩头1.5m左右，目测检查搅拌桩的均匀性，测量成桩直径，用轻便触探仪检查桩的质量。水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3个一组）28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯取样数量为桩总数的2‰，且不小于3根，要求强度不小于1.25MPa。如果某段水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。
在软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的2‰，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
三、水泥搅拌桩施工质量控制
1、确保原材料质量。对进场的水泥，按200 t为 一批(当数量不足200 t时也按一批计)的规定检查 产品合格证和出厂检验报告，并取样进行强度、凝结 时间和安定性试验，不合格的水泥严禁使用。灰浆严格按预定的配合比拌制。制备好的灰浆不得离析，不得停置时间过长，超过2h的灰浆禁止使用，浆液倒入集料料斗时应加5mm筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。
2、确保搅拌桩数量。严格按照设计图的桩间距 测量放样，间距的误差控制在验收标准范围内。施工过程中保持场地清洁，不能掩埋覆盖测量放样的水泥搅拌桩桩位竹签，加强施工现场管理，确保不漏打 水泥搅拌桩。
3、确保桩身长度。水泥搅拌桩必须打人下卧层全风化灰岩或页岩深度不小于O．5 m，避免桩身因未进入持力层，起不到加固软基的作用，对减少路基下沉留下严重的隐患。桩底是否进入持力层，可以钻机电流急剧增大而钻进速度急剧减小判断。
4、确保桩身水泥用量。水泥用量是影响桩身强度的直接因素，多则浪费，少则达不到设计要求的强度。控制水泥用量，一是要求每根桩的水灰比和送浆压力与成桩试验确定的相同。二是根据每根桩的长度 或每工作班的成桩长度，按每延米桩身使用5O kg水泥，反算实际水泥用量是否符合要求。
5、确保搭接长度。每根水泥搅拌桩应连续施工，如因故中断，恢复喷浆搅拌时，搭接长度不得小于0.5 m。
四、特殊情况处理
1、在钻进过程中，当卡管时，采取实行慢速钻进；提出钻头，改进钻头；钻进位置较浅时，改用其他方法疏松土层后再钻；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，喷浆不畅或堵塞时，应该采用检查灰浆泵运行情况，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。
3、当遇有下沉困难、电流值高、电机跳闸等情况时，其原因是电压低、土质硬，阻力大或遇有石块等障碍物。此时采取调高电压、适量冲水和挖除障碍物等方法处理。
4、当土质粘性大、搅拌机自重不够时，往往会导致搅拌机下沉不到设计深度，此时要增加搅拌机自重或设加压装置。
5、当投料不准确、灰浆泵磨损漏浆、灰浆泵输浆量偏差大時，会导致喷浆还未到设计高程时浆液已排空，针对这种情况要重新标定投料量、检修灰浆泵、重新标定灰浆泵的输浆量。
6、当搅拌加水过量或输浆管部分堵塞时，会导致剩浆过多，此时要采取重新标定用水量和清洗输浆管的措施来解决。
7、当输浆管内有水泥结块或喷浆口球阀间隙过小时，会导致输浆管堵塞爆裂，此时要拆洗输浆管并适当调节喷浆口球阀。
8、当灰浆浓度过大或搅拌桩叶片角度不合适的时候，易导致钻头和混合土同时旋转，这时应该重新标定水灰比并更换钻头或调整叶片角度。
9、供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5米，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。
结束语
水泥搅拌桩技术是软土路基处理的有效措施，在我国已经广泛应用于公路项目中，并且随着高铁技术的发展和高铁项目的增多，该工艺也频繁应用，甚至在涵洞施工的部分特殊路基处理中也有应用，因此本文总结了水泥搅拌桩技术在公路路基处理中的应用，希望对以后类似的水泥搅拌桩处理软土路基的工程提供有力的参考。
参考文献
[1]《公路软土地基路基设计与施工技术规范》交通部JTJ017-96.
[2]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[4]李睿，张海霞.水泥土搅拌桩在高速公路软基处理中的应用[A].路桥与建筑，2011.4
[5]关胜洪.水泥土搅拌桩在软土地基的应用与实践[J].海峡科学，2007.4
[6]陈玲.水泥搅拌桩处理软土路基技术应用浅析[J].民营科技，2009.9