水泥土搅拌桩在软基处理中的应用

水泥土搅拌桩在软基处理中的应用

杜俊峰

南京市园林经济开发有限责任公司

摘要：软土地基是市政工程建设中非常常见的一种地基类型，由于其自身承载力较弱，因此必须要采取合适的技术对其进行加固才可以继续开展后续施工。文章从水泥土搅拌桩加固软土地基的机理着手，对水泥土搅拌桩在软基处理中的施工工艺流程与方法展开分析，旨在提升市政工程软土地基处理质量，为市政工程顺畅推进奠定良好基础。

关键词：水泥土搅拌桩；软土地基加固；施工质量；控制策略

水泥土搅拌桩加固法是一种常用的软土地基加固法，常用于处理粘性土、饱和黄土、淤泥质土等软土地基，并且对周边地基的干扰性不大，具有显著的应用优势。如若对软土地基处理方式不当，缺乏科学高效的施工质量控制措施，有可能会导致地面沉降变形过大，地基失稳，影响到工程施工整体等问题。基于此，应当积极探究水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量控制的策略，推进施工过程高质高效的开展。

1水泥土搅拌桩加固软土地基的机理

水泥土搅拌桩加固法是对软土地基进行处理时一种行之有效的方法，作用机理是将水泥作为固化剂的主剂，借助搅拌桩机将水泥喷到土体中，进行充分搅拌，促使水泥与土体发生一系列的物理化学反应，进而使软土硬结，实现地基强度的提升[2]。目前水泥土搅拌桩加固法常用单轴、双轴与三轴搅拌桩，应用范围主要是软土地基的处理。水泥土搅拌桩加固法的特点有施工周期较短、施工效率较高、环境污染较小、施工费用低廉等，这也是其在软土地基处理中广泛应用的原因。水泥浆液与干水泥粉是水泥土搅拌桩常用的固化剂，在科学的施工工艺与严格施工质量控制策略的辅助之下，能够更好的满足施工的标准需求。

2水泥土搅拌桩加固软土地基的工艺流程与施工方法

2.1水泥土搅拌桩加固软土地基的工艺流程

水泥土搅拌桩加固软土地基时一般分为七个工艺流程：

（1）测量定位：先进行桩位测量，再通过起重机悬吊搅拌机到达指定桩位。

（2）预搅下沉：待冷却水循环正常之后，就可以启动搅拌机电机进行预搅，检验切土下沉力度，并作出适当的调整。

（3）水泥浆配置：搅拌机下沉至指定位置之后，就可以按照施工设计的合适水泥配比配置水泥浆并进行搅拌，在压浆之前将水泥浆倒入集料斗之中。

（4）提升喷浆搅拌：将水泥浆压入软土地基，并且边喷浆，边进行旋转搅拌，并严格按照设计深度与搅拌速度进行搅拌。

（5）复搅复喷：当搅拌机提升至顶面标高之后，水泥浆也刚好排空，为了提升水泥浆与软土的混合充分度，可以再次进行复搅复喷，直至满足施工需求。

（6）清洗管道：向集料斗中注入清水，启动灰浆泵，将管道中残留的水泥浆以及粘附在搅拌头上的软土清洗干净。

（7）桩机移位：移动桩机至下一个施工位置，重复上述操作。

2.2水泥土搅拌桩加固软土地基的施工方法

在水泥土搅拌桩正式开始施工之前，需要进行分区段试桩，以掌握具体的施工数据，为施工过程的顺利开展打好基础。在试桩工程中需要明晰相关技术参数与工作压力，准确掌握施工时间，并且以详细的质量验收标准进行桩机施工评价，以保证整个施工流程的科学性与合理性。在基坑开挖时，应当保持起吊设备处于水平，以保证施工的质量与效率。为提升施工的安全性，冷却循环水是不能中断的，并且需要经常检查回水温度，以防止温度过高对施工过程造成影响。在施工过程中，需要安排专门的记录员记录下沉深度与提升时间，以及时发现施工过程中存在的问题。工程检测过程也是重要的施工过程，通过动力触探实验以及钻取芯样法等方式进行工程检测，能够更为直观的了解到施工概况，并作出适当的额调整，以取得更好的工程施工效果。

3 水泥土搅拌桩加固软土地基的甲方施工管理要点

（1）桩机的操作人员与各种车辆的驾驶员都要取得上岗证，不可操作和证件不符的机械，机械不能由未取得上岗证的人员操作，对全体机械操作人员都应建立专门的档案，并安排专人负责管理。

（2）在测量定位过程中,应使用经专门计量机构检验合格的仪器进行,根据测量定位结果进行现场放线时，应使水准点达到牢固。

（3）施工材料统一由总包方进行采购,对每批材料都要予以严格把关,提供相应的复试材料与合格证明,将材料运输到现场后,应加强保管,避免被雨淋湿,已经失效的水泥不可在施工中使用»

（4）施工中每天都要对机械设备进行检查，使喷灰能够连续完成,成桩时，若发生意外,如停电和送灰管被堵塞等，需在12h之内进行补喷，复喷长度和停灰面之间的重叠长度应达到lm以上。施工时使用的粉喷机应能实现自动水泥计量，并能对水泥喷入数量的瞬时结果与累计结果进行记录，工作人员应密切留意计算机屏幕的显示，并据此对阀门和风压进行适当调整，使送灰量达到准确和均匀，同时使每根桩的单位桩长水泥用量达到设计要求，最终达到理想的成桩质量叫

（5）对钻孔深度与喷灰和停止喷射的时间进行严格控制,以保证桩长达到设计要求。一般每三天对成桩直径和搅拌均匀程度进行一次检查,正处使用状态的钻头，一般每天都需要进行一次检查，要求其磨损量不能超过lcm。如果检查发现磨损量达到1cm以上，应及时更换,否则将影响成桩后的质量。

（6）复搅应严格根据设计要求实施，在达到桩顶以上50cm后停止喷射。复搅时的提升速度一般按照0.8m/mm控制,确保水泥和土之间达到均匀,保证桩身整体质量。

（7）在施工过程中应经常对机械垂直度进行检查，检查方法为悬挂线锤，以便相应的操作人员可以随时观察并适当调整,保证桩身的垂直度偏差不超过1%。

（8）每次加入到罐内的水泥数量应比单根桩所需水泥数量多100kg,喷射机中的压力应保持相对稳定，同时压力数值要足够，在送粉过程中要对空气压力予以控制和调整，通常按照0.6-0.8MPa的范围控制。

4 水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量控制的有效策略

4.1健全施工质量控制制度

健全的施工质量控制制度是保证水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量的基础，也是施工人员严格开展施工质量控制工作的依照。在确定施工质量控制制度时，应当尽可能的对施工全过程进行综合考量，包括材料的采购、材料的储藏以及水泥性能的测量等等。在明确的质量方针的指导下，确定施工方案，进行合理的资源配置。施工质量控制制度需要根据工程项目的特点以及施工生产的特点确定，进行针对性的管理。水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量控制应当强调过程控制，做到边施工边整改，不断的进行改进与完善。

4.2精细化施工管理工作

提升水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量离不开精细化的施工管理模式，在水泥土搅拌桩施工之前，管理人员应当结合施工需求制定详细而科学的施工方案，选择合适的施工方法，将质量控制贯穿到施工的全过程中。在施工开始之前，需要进行相应的技术交底工作，确保每一位施工人员都做到心中有数。为提升水泥土搅拌桩施工的规范性，需要选派一些施工经验丰富的施工人员进行施工细节管理与施工技术指导。此外还需要配备齐全的制桩设备，保证机械设备的性能良好且能够满足施工的具体需求。在精细化的施工管理模式支持下，能够及时发现水泥土搅拌桩施工过程中存在的问题，并进行科学的解决，达到水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量提升的目标。

4.3做好施工前期准备工作

施工前期准备工作包括施工参数的设计、施工方式的确定等环节，做好施工前期的准备工作能够为水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量提升提供坚实的保障。在水泥土搅拌桩施工前期，应当进行水泥土不同配合比的强度试验，以确定最佳的土、水泥、水的质量配比。在确定好配比之后，再根据设计施工参数进行工艺性试桩，试桩数量不得少于3根。一般来说，灰浆泵工作压力为常压，主要采用的是两喷两搅的施工工艺。水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量与施工参数的选取息息相关，施工质量与施工参数之间存在相互协调的关系。

目前有关水泥土搅拌桩施工规范中只是大致的给出了施工参数的设计取值范围，在实际的施工过程中只是根据不同的施工变量进行协调考量，从而确定各个施工参数。为提高水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量，可以准确进行施工参数的计算处理，做好高质高效的完成施工任务，且尽可能减少经济浪费。以水泥土搅拌桩下钻上提速度这一重要参数为例，其计算方式是通过喷浆流速（v0）、上提喷浆距离（s）、水泥浆密度（ps）以及水泥浆质量（ms）来确定，还需要适当考虑水泥浆的喷浆流速与水泥浆密度，运用v=v0sρs/ms这一公式来确定。由于水泥浆密度在水泥浆掺入时难以确定，因此还需要根据施工实际情况将各参数进行进一步细化，得到具体的下钻上提参数，作为水泥土搅拌桩施工的依照。

4.4进行实时、动态的施工过程监测

完善的水泥土搅拌桩施工过程的监测是保障水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量的有力举措，因此为提升水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量，需要对施工全过程进行实时、动态的全方位监测，以详细掌握施工各个环节的具体情况，作出相应的举措与施工调整。为监测施工一线的实际操作情况，可以采取人工抽样的方式对施工现场进行监测，并记录施工现场桩机孔桩以及实桩下钻与上提的全过程数据，以满足速度设计的基础需求。一般来说，只有在桩机施工速度绝大部分满足施工需求的前提下，才能够使工程施工保质保量的完成。如若桩机施工速度较快，导致实际水泥的掺入量小于设计用量，会导致桩基不均匀的现象，对工程施工进度造成一定程度的阻碍。由于水泥是提升软土地基强度的主要来源，水泥土的强度又会随着水泥掺入量以及龄期的增长而增大，因此一般情况下，只要掺入充足的水泥，就能够基本满足固化软土的需求。但是为了保障实际施工过程的经济效益，需要严格控制水泥的最低掺入量。

4.5严格化工程质量检测流程

我国常用的质量检测手段包括轻型动力触探试验法以及钻取芯样法等。严格化工程质量检测流程，能够从源头上保障水泥土搅拌桩加固软土地基施工质量。以钻取芯样法为例，该方法通过随机抽查3%的水泥搅拌桩，钻取相应的芯样进行实验室检测，以确定水泥土搅拌桩加固后软土地基的抗压强度以及桩身状态，在具体全面的质量检测中得到生动直观的结果。一些水泥土搅拌桩加固后软土地基施工质量依旧没有达到预定要求的原因大多是由于为进行严格化的施工后检验流程，就直接开展后续的施工工作，严重影响到了工程整体的质量。在严格化的工程质量检测流程中，专业工程技术人员首先要对岩芯进行详细观察，对水泥搅拌的均匀性与有效桩长作出初步判断，随后再在室内实验室中对芯样进行综合试验分析，得出各项物理力学参数，之后再通过对原始土样以及芯样的化学分析得出每米水泥掺入比。为提升质量检测的准确度，试验前需要将芯样放置于清水中浸泡4h，使试样能够接近施工实际中的环境，并且取测试平均值作为强度的代表值。

5 结束语

综上所述，为充分发挥水泥搅拌法在软土地基处理中的优势，需要进一步加大对施工质量的控制力度，严格控制施参数，施工工序与施工工艺，在科学合理的施工设计方案下指导施工，相关施工人员也应当做好各个环节的管理协调工作，以切实保证施工质量与效果。

参考文献：

[1]肖骁.碎石桩和塑料排水板在沿海软基处理中的应用[J].四川建材,2022,48(12):103-105.

[2]曹文逸.关于水泥搅拌桩在沿海地区水利工程软基处理中的应用研讨[J].陕西水利,2022(12):176-177+179.

[3]卢荣富.预应力管桩与水泥土搅拌桩在软基处理中的应用[J].价值工程,2022,41(33):112-114.

[4]赵旭.高速公路软基处理中薄壁管桩施工技术的应用[J].交通世界,2022(33):68-70.