于锴

摘 要： 近年来，公路工程事业发展的非常迅速，在社会经济发展中占据着越来越重要的位置，直接影响着人们的日常生活。在施工的过程中，软土路基是不可避免的，需要充分意识到水泥搅拌桩技术的关键作用，按照规定的步骤，使公路质量得到最大程度的保障。本文对水泥土搅拌桩的加固机理、准备工作、具体应用和质量控制等进行了详细的分析，对实际的施工工作提供一定的借鉴。

关键词： 公路施工；水泥搅拌桩技术；质量控制；公路工程

一、水泥土搅拌桩的加固机理

在水泥加固土的过程中，水泥的水解和水化反应是在与土拌合作用下进行的，由于周围土的存在，所以其作用更为复杂，并且水泥的胶结硬化速度也缓慢，水泥加固土强度增长的过程也较缓慢。目前对水泥土加固土的机理，一般认为有包括几个过程：水泥的水解和水化反应；粘土颗粒与水泥水化物的作用；碳酸化作用。1）水泥的水解和水化反应。这一反应离不开水，如果天然土的含水量过低而又采用干法（喷粉）施工，不但施工难度大，而且水泥不能得到充分的水解和水化反应，势必会影响水泥土的加固效果。2）粘土颗粒与水泥水化物的作用。包括凝硬作用和离子交换作用，这一反应过程也取决于水泥水化反应的程度，与适当的含水量有关。3）碳酸化作用。从水泥加固土的作用机理分析来看，水泥加固土的强度主要来自于水泥水化物的胶结作用。从施工工艺来看，水泥搅拌桩中不可避免会存在原状土块和水泥团块，其大小与强制搅拌的程度有关。强制搅拌越充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均匀，则水泥土的结构强度离散性就越小，其宏观的总体强度也就越高。

二、水泥搅拌桩技术的施工准备工作

近年来，我国不断提升的国民经济发展速度推动了公路工程建设规模的不断扩大，它具有较为复杂的建设形式，而且朝着综合性的方向发展。在公路工程软基处理中，水泥搅拌桩施工技术作为主要技术之一，公路工程质量的好坏主要取决于施工技术水平的高低。

1、现场准备工作

在進行施工前，必须彻底清除干净桩位处地上和地下的障碍。将黏土填充至场地低洼处，不允许将杂土进行回填。对施工所需机械进行提前检查，使机械的稳定性能有所保障。

2、试验准备

将符合要求的水泥准备齐全以后，根据相关规定进行抽检试验。试验人员要在施工路段对土质进行采样，随后送至实验室进行试验，水泥的用量需要根据容量、液限和塑限控制在11%～17%之间，每延米的水泥用量需要依照土质干容重控制在50～55kg/m。选取5根桩作为试桩进行试验，5根桩的水泥掺量依次控制在12%～16%。完成试桩28天以后，及时挖出试桩，对控制要素进行记录，给下一步的水泥搅拌桩施工提高技术参考。

3、试桩准备

通常情况下水泥搅拌桩搅拌的的均匀度随着次数的加多而提高，可是次数过多会造成施工工期的延长，对像本工程实例一样工期紧的情况下有可能耽误工期。所以通过试桩来确定最佳搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送和压力等参数，并且还可以掌握搅拌机钻进速度、提升速度和复搅深度等，确定合理的工艺流程，为下一步搅拌桩的大规模施工提供依据，试桩能有效提高工程质量和施工速度。

三、公路施工中水泥搅拌桩技术的应用

1、试验

选择几个有代表性的结构物工点现场取土样，连同施工实际所用的水泥、拌合水一并送至试验室，按拟订的配方操作程序制作试块（边长为70.7mm的立方体），试块成型后1～2天拆模，称重后进行标准养生，达到规定龄期后，称重进行无侧限抗压强度试验，其无侧限抗压强度不得小于1.0Mpa（28d）。

2、钻机就位施工

移动钻机到指定桩位对中，钻机就位要求对位偏差量不大于2cm，钻杆保持与地面垂直，采用吊线锤检查，偏差量控制在1%范围内。待钻机精确对位后，开动钻机钻进距离原地面1m高度内，速度应慢，防止钻孔偏斜，待一切正常后，可按正常速度钻进，控制在1.0m/分钟之内，同时开动送灰泵进行送浆，钻进达到设计深度，停止正钻进及喷浆，然后进行反转并提升钻杆，以使土体和水泥浆进行充分的拌和。二次提升结束，钻头提升至设计停灰面时，关闭送灰泵，慢速原位转动2～3分钟左右，排空钻杆内的灰，压桩成型。为保证桩头质量，要求提升至设计桩顶高程位置时，料斗内按设计用量拌制的水泥浆刚好用完。如发生故障停浆或钻机停机情况时，应马上进行复搅复喷，搅拌头下沉到停浆点以下1m，以防断桩或缺浆。

3、水泥搅拌和

钻机就位并对正桩位，保证桩机机身的垂直度和平整性，之后将主电机启动并钻到设计要求的位置深度，同时后方也应开始制浆作业，制备完成的水泥砂浆是不可以进行离析作业的，应将注浆的压力控制在0.4MPa-0.6MPa的范围内。建议设置两个水泥浆池，一个作为泵送池，另一个则主要来控制配合比，施工现场应安排专人来记录水泥和掺和剂的用量、浆液的罐数以及泵送浆液的时间等参数。用油漆在拌浆桶上标记好水位线，并进行现场技术交底，当水位到达之前标记好的水位线后，所加入的水泥量实际上就是所设计的配合比了。

4、水泥搅拌桩采用四搅四喷成桩的施工方法

搅拌机的钻杆与桩位应是垂直角度的，计转轴的中心应位于刻度盘的中心，准确的计量搅拌桩的深度，并保证每一台施工设备都具备良好的性能。第一次钻进：在喷出浆液后应立即启动搅拌机，其钻进速度应小于1m/min，转速应在60r/min左右，沿着顺时针的方向边钻边喷浆，当达到了设计要求的桩长后继续喷浆30s，之后再沿着逆时针的方向开始搅拌喷浆的作业，直至达到设计的桩顶位置。第二次钻进：与第一次钻进的方式相同，当复搅喷浆到达了设计要求的桩长后，沿着逆时针方向喷浆到设计的桩顶标高位置处并继续喷浆30s后停止作业。经过这两次循环钻进成桩后，实现了水泥浆液在桩孔内的四次成桩。

四、公路工程水泥搅拌桩施工质量控制

1、对全部施工机械设备进行准确编号，在钻机明显位置悬挂现场技术员、钻机长等标牌。在水泥搅拌桩开钻前，应对整个管道进行清洗并对管道堵塞情况进行检查，确保水彻底排出后，应进行下沉作业。将一个吊锤悬挂在主机上面，可以降低水泥搅拌桩体垂直度的偏差值。

2、将电脑记录仪配备到每台机械上，可以确保桩体掺合量与水泥浆用量符合设计规定。并进行水泥浆比重测定仪的配置，确保实时对水泥浆水灰比进行检测，确保其符合施工要求。为防止第一次下钻出现管道堵塞现象，可带浆下钻，与总喷浆量相比，应低于50%，在下钻施工中应避免带水下钻施工。施工中应选用低档操作进行第一次下钻与提钻作业，随后进行提升。水泥搅拌桩成桩时间应在40分钟以上，并将其喷浆压力控制在0.4Mpa以上。

3、质量检验：水泥搅拌桩成桩7天须采用轻型动力触探（N10）方法检查桩身强度。触探点的位置一般取桩径1/4处，当贯入100mm击数N10小于10击时，视为不合格，抽检频率100%。每座结构物都要进行1处复合地基荷载试验，试验位置随机选定，应在成桩28天后的桩体上进行。复合地基承载力不小于150Kpa，安全系数K≥2。质量检测及验收严格按YBT225-91《软土地基深层搅拌加固法技术规程》及设计要求执行。

五、结语

在软土施工中，水泥搅拌桩加固技术应用的非常广泛，能够在简便的操作下，以最少的施工成本实现良好的建设效果，在降低施工难度的过程中，对施工条件进行优化。需要充分意识到这项技术的关键应用，采取合适的方式，对施工过程中的每个步骤进行严格有效的控制。同时需要采取具有针对性的方法，对施工质量进行控制，增强施工过程的严密性和有效性，促进公路工程事业的健康稳定发展。

参考文献

[1] 张慧. 浅析公路工程施工中水泥搅拌桩技术的应用[J]. 科技与企业. 2015（07）.

[2] 刘畅. 公路施工中水泥搅拌桩应用技术浅析[J]. 工程建设与设计. 2015（02）.

[3] 袁宏伟，胡巧乐. 浅析公路工程软基处理中水泥搅拌桩技术的应用[J]. 山东工业技术. 2015（03）.