赵烨祥

浙江省大成建设集团有限公司 浙江杭州 310012

1 水泥搅拌桩技术

水泥土搅拌桩，是一种针对软弱土层进行加固的工艺技术，将水泥作为固化剂，通过搅拌设备，在地基深层对水泥和软土层进行强制搅拌，通过相应的物理化学反应，使得软土能够固结成具备较高强度和稳定性的优质基础。水泥土搅拌桩的加固激励，主要是利用了水泥与土层之间的物理化学反应，水泥的掺量先对较少，通常不会超过需要加固土体的15%，水泥本身与黏土的混合并不充分，黏土较大的比表面积以及活性会导致水泥土硬化速度缓慢，过程也较混凝土硬化更加复杂。通常来讲，在土木工程中，水泥土搅拌桩的加固机理包括了三个过程：一是水泥水解和水化，但是其对于水的需求较大，如果土层中含水量低，同时选择喷粉施工，会导致施工难度增大，水解反应和水化反应无法顺利实现，影响加固效果；二是碳酸化，在施工环节，水泥搅拌桩由于水泥与土壤的不充分混合，必然会存在土块和水泥块，在这种情况下，想要提升总体强度，需要做好充分搅拌，确保水泥能够均匀分布到土壤中；三是黏土颗粒与水泥水化物的反应，如离子交换反应、凝硬反应等，与水泥水化反应密切相关，要求土壤含水量适中。

2 施工前准备工作

（1）施工前平整好施工场地，为了避免雨季可能产生积水问题，在施工场地的一侧需要开挖出排水边沟，保证一个好的施工环境。（2）为了提高水泥搅拌桩的成桩效果，对于回填沟塘的路段的每层回填土的厚度和压实度分别控制在50cm以下和70%-85%以内。（3）为了避免水泥的检验周期和难以进场水泥的情况，需要事先建设好面积在42m2以上、储水量在80t以上的水泥库。（4）在桩机的井架上将每米的深度标示线准确画出，并标识出钻头落地的“零”起点的位置。（5）增加桩机钻头上的横向搅拌刀片至6个，并将垂球挂在井架的正面和侧面上，垂球的中心位置需要用红油漆标示出[2]。（6）组织施工技术人员、桩机组机长进行技术交底，确保所有人清楚施工工艺、资料的统一、施工过程中的管理制度、检测要求及付款方式等。

3 公路工程水泥搅拌桩施工质量控制措施

3.1 质量控制要求

（1）对成桩28d后的搅拌桩采用复合地基静荷试验，复合地基承载力应不小于设计值120kPa，检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（2）对成桩28d后的搅拌桩采用单桩载荷试验，单桩承载力应不小于设计值12kn，检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（3）对成桩28d后的搅拌桩进行钻孔取芯（桩身上中下段各取一组）检测桩身无侧限抗压强度试验，并了解桩身强度、完整性和桩长是否达到设计要求。检查数量为施工段总桩数的0.5%。

（4）对成桩7d后的搅拌桩，由施工单位进行开挖自检，各相关单位人员到场检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，测量成桩直径，并如实做好记录，检查数量为施工段总桩数的0.5%。

3.2 质量控制方法

质量控制主要是采取的是抽查方法，因为在软基处理的过程中桩基的数量往往是比较大，不可能每根桩基都进行检查，这样会影响工期，也会增加工作量，因此为了既能保证质量又能保证不耽误工期的最好办法是抽查。抽查按桩机编号随机抽查和按施工台班抽查两种方法相结合。抽查时做好抽查记录，包括桩编号、设计桩长、实际桩长、电流量等数据。

3.3 质量控制内容

质量控制内容比较多，并且可能因为具体工程情况不同而控制内容也有可能不一样，结合本工程实例，阐述下重点质量控制内容：①施工单位管理人员是否到位，桩机操作人员是否持证上岗；②机械及仪表运行是否正常；③自动记录仪显示桩长与实测桩长是否一致。④复搅深度、次数及提升速度是否符合要求。⑤每盘浆液拌制水泥用量是否符合要求。⑥施工与施工记录是否同步，记录是否完整、属实。⑦水泥搅拌桩施工出现异常情况处理。

3.4 水泥搅拌桩施工过程中进行的质量检测

在整个水泥搅拌桩的施工中应该时刻做好质量控制工作，对各项施工记录等做好定期的检查，并对每根桩的质量进行严格的评定。对水泥的用量、桩的实际长度、提升速度以及下沉速度、搅拌的次数以及具体的深度等都应该进行重点检查。[4]通常在质量检测的过程中可以采取下述几个方法：

（1）开挖检查。成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5m，目测检查搅拌的均匀性、量测成桩直径，检查量为施工总桩数的5%。

（2）搅拌桩不属于竖向承载体，只需要采取完整性检测即可。在成桩操作完成之后的28d，需要利用双管单动取样器进行芯样的钻取，测量水泥土具有的抗压强度；此外还需要在桩的上、中、下部选择芯样检测桩身具有的抗压强度，要求直径在80mm以上，桩端钻入到土层的长度要求控制在桩径的三倍以内，检测数量通常保证在桩总数的2%左右；去芯位置：在钻进的过程中需要垂直的沿着桩径的五分之二轴线，成桩之后的28d要求抗压强度在0.8MPa以上，90d之后应该在1.2MPa以上。

4 结语

公路工程水泥搅拌桩原理是水泥加固土的物理化学反应过程，水泥搅拌桩是利用水泥作为主要固化剂，利用专业的机械设备把水泥喷射到需要处理的软土地基内，同时在喷射过程中不断搅拌使水泥与土发生水化和水解反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥骨架作用同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，使公路地基承载力达到要求。用这样方法来公路处理软弱地基十分有效。水泥搅拌桩适用于淤泥质土、粉质黏土及饱和性土等软土地基，就其加固效果来说它降低了软土的压缩性，同时提高了软土的抗剪强度，改善了软土的力学特性。