许梁

湖州美亿建设有限公司 313000

摘要：随着经济的快速发展，水泥搅拌桩被广泛应用于软土地基的处理中。在常规的水泥搅拌桩的基础上，现又开发出了更利于控制施工质量的双向水泥搅拌桩。本文根据笔者的工程实践，對软基处理方法，双向水泥搅拌桩法进行了探讨。

关键词：双向水泥搅拌桩法；钉形水泥土双向搅拌桩；软基处理；工程实践

1引言

水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作固化剂，用特殊搅拌机械，在地基深处将软土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结，成为具有一定硬度、水稳定性和一定强度的优质地基。水泥搅拌桩具有施工简单、快速、振动小、挤土效应弱、无公害等优点，并能有效地控制软土地基的稳定性，减少和控制沉降量的特点，主要用于淤泥加固与质土、粉土和含水量较高并且且地基承载力不大的地基，是近年来在软基处理中软应用比较广泛的一种方法。

2软土

2.1软土特性

软土是指滨海、湖沼、谷地等的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。同时具有固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

2.2软土对路基工程的影响

路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，应有足够的稳定性和耐久性。因软土地基具有天然含水量高、孔隙比大固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差等特性，软土地质土层对施工期间及工后路基稳定性和耐用性有较大不利因素，软土固结时间长，会引起时间不够导致路基强度低，如果剪切强度超过土体抗剪强度，就会发生局部剪切破坏，有可能导致软土地基的失稳破坏；如软土地基不采取有针对性的处理措施，随时间的推移。将会出现路面沉陷的危害，直接影响到公路的安全功能。故软土地基处理是公路工程施工中遇到的难点之一。也是勘察设计及施工单位重点解决的一个环节。

2.1.3解决方法

对于软土地基的有效处理方法有真空预压法；反压护道法；水泥土搅拌桩法；换填垫层法等其中，水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的最常用的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有一定稳定性和强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担荷载。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点

3双向水泥搅拌桩法

3.1双向水泥搅拌桩工作原理

水泥土双向搅拌桩的成桩机械是对现行水泥土搅拌桩成桩机械进行改进得到的，其中包括对钻杆、钻头、动力传动系统等的改进，钻杆多采用同心双轴钻杆，并把正向旋转叶片、喷浆口设置在内钻杆上，把反向旋转叶片安装在外钻杆上，外杆上叶片过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土，从而控制水泥浆在两组叶片之间，阻断水泥浆从上面冒出，保证桩体中水泥浆的均匀分布和搅拌，确保所成桩子质量。

3.2双向水泥土搅拌桩的优点

与常规水泥土搅拌桩相比，双向搅拌桩各项检测结果明显优于常规搅拌桩；双向水泥土搅拌桩搅拌更均匀，提高了成柱质量，并远高于常规搅拌桩。提高工效、节省工程造价，双向水泥土搅拌机械可在常规的水泥土搅拌桩机械上进行改造即可使用。由于双向水泥土搅拌桩产生的超静孔隙水压力小于常规工艺，双向水泥搅拌桩可以改善施工过程中的冒浆问题，从而保证水泥搅拌桩中水泥的含量。

4钉形双向水泥土搅拌桩施工技术

4.1施工工艺

具体施工工艺为：①施工场地清表整平；②根据设计要求及现场情况布设桩位图；③水泥质量需要事先进行抽样检测，确保固化剂材料质量；④预先试桩，首先进行钻芯取样进行强度试验，获取合理的固化剂掺量；⑤对于施工搅拌桩，湿喷工艺需要选用四搅两喷法；⑥桩顶施工至原地面以下30 cm停浆，然后翻犁掺灰压实（掺5%生石灰），铺设一层土工格栅，回填30啪碎石垫层。⑦水泥掺人量建议100 kg/m。施工机械采用深层搅拌桩机（宜兴周铁SJB—II），配有卷扬机、吊挂装置滑轮、液压系统、水泥制备系统等。

4.2施工机械

表1 施工机械技术参数

设备名称 技术参数及要求

机型 DM一3犁

钻杆 外径127 lnm，内径89mm

搅拌钻头灰浆泵 可自动伸缩钻头泵鼍50 L/rain，泵压l 500 kPa

灰浆搅拌机 容积为0.5 ITl3的灰浆搅拌机

电焊机 220 V，50 kW

电脑记录仪 能自动记录施工过程并打印成桩资料

计量装置 包括深度计、流量计、电流表、电压表等送计量部门进行标定

动力设备 满足工程需要的发电机组或市电

4.3施工注意事项

施工前需要进行试桩搅拌桩，养护成桩28 d后需进行桩身质量评定，并且需要检测单桩、地基承载力。搅拌桩施工根据施工工艺性试验时确定的操作压力、喷浆量、钻机钻进与提升速度、孔底电流等参数进行，并随时记录参数。施工过程中，如果发现喷浆量超过设计喷浆量，就需要对原桩进行复钻和复喷。如遇到河塘路段，则先回填清淤、碾压处理，再新型搅拌桩施工，填淤处理打桩路段时不能摊铺碎石、土工栅等；挡土墙路段中，挡土墙基面范围内水泥搅拌桩施工至挡土墙基底下30 cm。加固区应设置临时排水设施，保持排水畅通。

4.4 质量控制

4.4.1 施工过程控制

搅拌下沉下钻时，喷浆口到达地面线电脑开始计数，此时操作人员应通知质检人员和现场监理，对起点进行确认。确认后即可下钻，搅拌轴下沉过程中速度可由电流表的电流控制，工作电流不应大于额定的电流值，在正常工作时的电流值几乎为定值，当电流值突变时说明已钻到硬质层，再继续下钻50cm作为最后的桩长；按要求配置水泥浆，严格控制水泥浆的比重，对每盘浆体进行抽检，检测合格的水泥浆方可泵送，压力控制在0.4～0.6Mpa；水泥浆拌和时间不得少于3分钟，制备好的水泥浆不得离析、沉淀，水泥浆存放时间不得大于2小时，否则应予废弃。已制备好的水泥浆在倒入浆池时，应加筛过滤，以免浆内结块。搅拌轴下鉆到设计深度后，开启灰浆泵，按先前确定的速度（档位）均匀的边喷浆边提升；为了保证桩的完整性，应严格控制喷浆停浆时间，开钻后要连续作业，严禁在尚未喷浆的情况下进行提钻作业。为了保证桩体浆体的均匀性，湿喷桩下钻时不宜喷浆。重复搅拌搅拌轴提升至设计顶标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的水泥浆应正好用完。为使软土和水泥浆搅拌更加均匀，必须再次将搅拌轴边旋转边沉入土中至设计深度后，再将搅拌轴提升出地面；

4.4.2桩身质量检测

施工过程中必须随时检查柱身在施工过程中有无异常现象，记录处理方法以及措施。湿喷桩成桩七天后，进行开挖自检，观察桩体成型情况及搅拌均匀程度，测量成桩直径、质量，并如实记录，根据击数用对比法判定桩身强度，抽检频率2%，如发现凝体不良现象等情况，应及时报废补桩。成桩28天后由现场监理工程师截取整段桩体并分成三段进行桩的无侧限抗压强试验，主要检查：是否贯穿软土层桩身的长度，喷浆量是否达到设计要求，桩身成型情况，水泥土搅拌均匀程度、桩身的强度。抽查中如出现实际施工长度与设计长度不符的桩，并以此数据作为计量的一个依据。

4.4.3承载力检测

载荷试验法钉形水泥土双向搅拌桩复合地基承载力的常用方法，分为复合地基静载和单桩载荷载试验。载荷试验检宜在成桩28天后进行，桩身强度需要满足荷载试验所需要的条件。

5总结

钉型双向深层水泥土搅拌桩是利用土被钻头原地旋转搅拌并与固化剂进行拌合后成桩，能充分利用软土，避免了大量挖掘和弃土；施工过程中无噪音、污染，对周围环境无不良影响；应用了路堤桩工作受力的。随着经济的快速发展，水泥搅拌桩被广泛应用于软土地基的处理中，有较大的发展前景，需要我们努力探索。

参考文献：

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[2]《变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法（G B/T3246.2—2000）》国家质量技术监督局

[3]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制【M】.北京：中国电力出版社，1999.